一项研究表明,中国农业、交通运输和工业排放的含氮污染物在30年内增加了超过一半,这加剧了人们对该国环境恶化的担忧。
该研究的合作者、北京中国农业大学农业研究员张福锁说:“过去几十年,中国经济的快速增长推动了高水平的氮排放。”
关键的氮污染物——氨和氮氧化物一旦排放到空气中,就会转化为铵和硝酸盐等二次污染物,然后被雨雪冲刷到地球上。张说,这个被称为氮沉降的过程会对生态系统造成巨大损害,导致土壤酸化、有害藻类大量繁殖和威胁生物多样性。但在他的研究之前,“几乎没有直接证据表明中国问题的严重程度”。
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张和他的同事通过分析全国270个监测点的数据发现,1980年至2010年间,以降水测量的氮沉降量增加了60%,即每年每公顷增加8公斤。《研究》今天发表在《自然》杂志上。
研究人员继续评估了这对生态系统的影响。他们发现,中国各地一系列草本和木本植物的叶子吸收的氮比1980年多了33%。同样,在长期未施肥的农田上,水稻、小麦和玉米(玉米)对氮的吸收量在同一时期增加了约16%。
英国爱丁堡生态与水文中心的环保科学家马克·萨顿说:“这是对中国氮沉降的首次重大分析。” “这项研究的规模令人印象深刻。它允许统计能力来检测变化和趋势。”
运输加速
张说:“多年来,氮沉降的组成发生了变化。” 2010年,大约三分之一的沉积氮以硝酸盐的形式存在,其余为铵;相比之下,1980年,硝酸盐仅占沉积氮的17%。他说,这表明交通运输和工业的氮氧化物排放量比农业的氨排放量增长更快。
张说:“这与这些部门的增长是一致的。” 自 20 世纪 80 年代以来,氮肥的使用量和牲畜数量翻了一番,而煤炭消耗量增加了 3 倍以上,机动车数量增加了 20 多倍。
如果目前的趋势持续下去,到 2050 年,氨排放量将增加 85%;氮氧化物排放量将增加八倍以上。张说:“影响将是难以想象的。”
全球问题
与张的文章一同发表了一篇评论的萨顿指出,氮不仅仅是中国的问题。全球每年,约有 1.4 亿吨氮以氨、氮氧化物和其他化合物的形式流失到环境中。预计到 2050 年,这个数字将增加 70%——届时拉丁美洲和南亚的新兴经济体可能会出现与中国相同的氮污染问题。
萨顿说,这“正在加剧气候变化,并对环境和公共健康产生一系列影响”。根据联合国环境规划署 (UNEP) 委托并由全球营养管理伙伴关系和国际氮倡议于 2 月 18 日启动的报告,氮污染每年在全球造成 2000 亿至 2 万亿美元的损失。
主持联合国环境规划署研究的萨顿说:“现在是遏制全球氮污染的时候了。” 他说,改善农业实践——全球氮污染的最大贡献者——应该是首要任务。
张也同意:“过度使用化肥是一个普遍存在的问题,尤其是在发展中国家。” 在早先的研究中,他和他的同事发现,中国农民平均每年每公顷使用约 600 公斤的氮肥,但在不影响作物产量的情况下,这一数字可以减少三分之二。
此外,萨顿说,“全球种植的作物中 80% 的氮用于喂养牲畜。” 肉类和乳制品消费量的增加,尤其是在发达国家,大大增加了全球氮污染。“回收粪便和污水中的氮将提高养分利用效率,同时减少污染并提高作物产量。”
他补充说,为了真正发挥作用,“各国政府应联合起来,更好地管理全球氮循环。”