氮元素——2009九大威脅全球環(huán)境因素之一
在美國,許多農(nóng)場主可能還記得數(shù)十年前他們第一次使用氮肥時的情景:自從使用了氮肥,農(nóng)場的玉米一夜之間長得又高又大,結(jié)滿了豐碩的果實。不僅如此,用這些高品質(zhì)的玉米來飼養(yǎng)豬牛等牲畜,還可以獲得更多的肉和牛奶。因此,農(nóng)民便購買更多的牲畜,農(nóng)場規(guī)模逐步擴大。
愛荷華州的農(nóng)場主丹尼斯·琳賽(Dennis Lindsay)小時候家里曾擁有一塊160英畝的農(nóng)場,而現(xiàn)在這片土地已經(jīng)擴大到3000英畝,每年消耗大約150噸氮肥(1英畝約合0.4公頃)。不僅美國如此,中國、歐洲和南美國家的農(nóng)民也大量使用氮肥來增加農(nóng)作物產(chǎn)量,以應(yīng)對日益增長的人口需求。
然而,根據(jù)《基督教科學箴言報》消息,氮肥的過度使用使自然界充斥著大量活性氮。含有氮元素的污水排到河流、湖泊和海洋后,會導致藻類植物肆意繁殖;工廠排放的氮氧化物會隨風四處傳播,直到變?yōu)樗嵊曷涞降厣蠟橹;而那些殘留在大氣中的氮,將時刻腐蝕臭氧層,例如:二氧化亞氮(NO2)的溫室效應(yīng)是二氧化碳的300倍,同時也是第三大溫室氣體。
《自然》雜志發(fā)表的一片文章稱,活性氮被認定為2009年九大威脅全球環(huán)境因素之一,其含量已經(jīng)超過了地球可承受的臨界值。
美國弗吉尼亞大學(University of Virginia)環(huán)境科學系教授詹姆斯·蓋羅威(James Galloway)表示:“氮元素在滿足全球人口食物需求方面,起到了至關(guān)重要的作用。現(xiàn)在的問題是,如何在充分利用氮元素積極作用的同時,減弱其消極作用,尤其是要減少氮的浪費。”
在非洲,大面積使用氮肥來提高農(nóng)作物產(chǎn)量、滿足人們生活需要的做法具有極大的意義。然而在美國,高達40%的活性氮被人們浪費掉。汽車尾氣、發(fā)電廠以及大規(guī)模動物養(yǎng)殖廠都是氮排放的來源。而能源需求的上升意味著將有更多的氮氧化物通過燃燒化石燃料釋放出來。
與二氧化碳不同,氮元素不會長時間漂浮在大氣中,一般經(jīng)過幾天的時間就會沉降到陸地上。例如,氮氧化合物——氨,與水結(jié)合后會形成銨降落到地面。
美聯(lián)社去年夏天報道稱,美國有15所國家森林公園上空大氣中的銨含量顯著上升,這其中包括了著名的黃石公園、大峽谷、落基山脈等。在高海拔地區(qū),嗜氨性草類植物因大量吸收了雨水中的銨而迅速生長,從而威脅原有的高山苔原植被。
華盛頓地球政策研究所(Earth Policy Institute)主席雷斯特·布朗(Lester Brown)表示:“我們在農(nóng)業(yè)及其他行業(yè)中使用的氨越多,生態(tài)系統(tǒng)中的活性氨也就越多。而自然界中氨濃度的改變,將改變整個生態(tài)系統(tǒng)。”
最嚴重的影響當屬富養(yǎng)水(所含氮養(yǎng)分過多)造成的“死亡水域”。氮流入到河流湖泊中后,為水域中藻類植物提供了豐富的營養(yǎng),導致其快速生長,消耗了水中大部分的氧氣,以至于該水域成為“死水”,任何水生動物都因缺氧而無法生存。
在墨西哥海灣密西西比河的入?谔幘陀幸黄娣e達8000平方英里的“死亡水域”(約20480平方公里)。據(jù)統(tǒng)計,全世界約有400塊這樣的區(qū)域,總面積高達24.5萬平方公里。
目前全美2/3的發(fā)電廠沒有安裝除氨裝置。如果美國環(huán)保局推出的新清潔空氣標準得以實施,90%的氮氧化物排放將得到控制。
但現(xiàn)在越來越多的農(nóng)民也開始注意節(jié)約使用氮肥。以愛荷華州的農(nóng)場主丹尼斯·琳賽為例,他通過使用智能數(shù)字系統(tǒng)監(jiān)控農(nóng)田的莊稼生長情況,氮肥使用量已經(jīng)從十年前的200磅/英畝減少到大約160磅/英畝。
琳賽表示:“現(xiàn)在有許多人都在這么做,我只是他們其中的一員。我希望環(huán)境狀況一直保持良好。我們在這里長大,喝這里的水,我們希望一切都平安無事。”
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