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氮污染

氮污染加州拉霍亚的红潮
照片学分:P.AlejandroDíaz,通过Wikimedia Commons。

人类氮气来源可能与碳排放一样昂贵。


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过量氮的危险。我是Bob Hirshon,这是科学更新。

人类碳排放是一个大问题并不是秘密。但在期刊中最近的两个评论科学警告我们还需要抑制我们对反应性氮的生产。弗吉尼亚大学Bio-Geochemist James Galoway指出,2005年,人类产生的两倍于与自然的反应性氮,主要是通过用氮气堆肥和燃烧的化石燃料进行耕作。

加洛韦:

因此,随着这种反应性氮气丢失,它在整个地球的储层 - 土壤,水域和大气中循环,随着它通过这些水库的移动,它导致这些级联的环境影响。

影响包括空气污染、酸性土壤和水、臭氧损耗和全球变暖——以及由此对动物和人类造成的威胁。我是美国科学促进会的鲍勃·赫森。manbetx注册与登录


研究的意义

碳排放最近一直占据着新闻头条,人们对控制碳排放很感兴趣。在过去的几年中,“碳足迹”(一个人、组织或活动向环境中排放的碳量)这个术语已经从环境术语变成了主流语言。但最近的科学报告表明,我们忽视了一个同样大的问题:我们的“氮足迹”。

你可能知道从基本的科学课程到处都是。事实上,它占有78%的空气,你的身体占3%。然而,空气中的氮实际上是分子氮,或者(N2惰性。换句话说,它不会和其他物质发生化学反应。

加洛韦和他的同事们担心反应氮的主要来源有两种:燃烧化石燃料(这也是碳排放的来源之一)和农业化肥。所有的植物都需要活性氮才能生长,而一个长满庄稼的农场需要大量的富氮肥料。然而,化肥中只有大约50%的氮被作物吸收,只有10%到15%最终被人类消耗。剩下的水分最终会从土壤中被冲刷到小溪和河流中,最终流入海洋。甚至人类食用的氮也会通过污水中的人类排泄物回到环境中。

更重要的是,一个活性氮原子可以从空气到土壤再到水,造成每一步的破坏。例如,从工厂烟雾中释放的氮原子可能会在空气中形成烟雾。如果雨水把同样的原子从空气中冲走,它就会以硝酸的形式进入湖泊和森林土壤,从而杀死鱼类和昆虫。

从那里,氮原子可能被带到海岸,导致环境问题,比如赤潮死区。“赤潮”是指富含氮的径流渗入海洋,导致藻类大量繁殖(有时是红色的)。当藻类死亡时,它们会沉入海底,被细菌吃掉,这些细菌会消耗鱼和其他海洋生物生存所需的过量氧气。如果氧气降得太低,就会形成一个“死区”,在那里生命无法存活;在墨西哥湾有一个著名的有新泽西那么大。在造成这种破坏之后,同样的氮原子会蒸发回到大气中,成为破坏大气的温室气体一氧化二氮的一部分臭氧层保护我们免受有害的紫外线辐射。

不幸的是,减少我们所谓的“氮足迹”可能比减少碳足迹更困难。减少工业排放已经很有挑战性了,但是减少粮食生产实际上是不可能的:随着世界人口的增长,粮食需求也会增长。加洛韦说:“为了养活地球上的人们,社会必须最大限度地利用氮的好处,但与此同时,还要尽量减少活性氮对环境造成的损失。”“当然,这话说起来很容易;这要难得多。”他说,我们最大的希望是找出如何使化肥中的氮更有效。要做到这一点,需要更多的研究和全球农民的共同努力。

现在尝试回答这些问题:

  1. 反应性氮和惰性氮之间有什么区别?
  2. 活性氮会带来哪些危险?
  3. 来自人类活动的反应性氮的主要来源是什么?
  4. 在其他的日子里,人类不断提高的生活水平会与长期的可持续性发生冲突吗?

您可能想查看2008年6月6日,科学更新播客来了解更多关于本期《科学更新》和其他节目的信息。本播客的主题包括:二氧化碳的危险表弟被忽视了,南半球的起源,为什么磁性信用卡不能粘在冰箱上,为什么那么多白猫是聋子。


为教师

了解小型溪流如何通过阅读来帮助遏制氮污染科学家发现,溪流可以减少氮污染,来自国家地理。

的文章俄勒冈海岸的“死区”正在增长墨西哥湾的死亡强调氮污染的主要后果之一。

在国家地理课程计划中制定等级:切萨皮克湾流域的健康指标学生使用在线工具和资源来检查有关Chesapeake湾流域的健康的关键指标的数据以及影响它们的因素,包括富含氮的农业径流。


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