Оказывается, природа этих потрясений в США изменилась за последние несколько десятилетий. Исследование нового Университета штата Колорадо показывает, что нарушение азотного цикла в результате выбросов аммиака, связанного с сельским хозяйством, теперь превышает последствия выбросов от сжигания ископаемого топлива.И независимо от источника, избыток азота в атмосфере, циркулирующий через наземные и водные экосистемы как во влажных, так и в сухих процессах, оказывает пагубное воздействие на окружающую среду.
К ним относятся усиление подкисления почвы, уменьшение биоразнообразия и изменения химического состава озер и ручьев.Исследовательскую группу возглавил Джеффри Коллетт, профессор и глава отдела атмосферных наук CSU, и в нее вошли сотрудники из Агентства по охране окружающей среды, Службы национальных парков и Национальной программы атмосферных отложений.Публикуя 9 мая в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи описывают медленный, измеримый сдвиг в источниках осаждения азота — поступлении реактивного азота из атмосферы в биосферу, — которые продолжают наносить ущерб экосистемам. Первым автором статьи является Йи Ли, недавний доктор философии CSU. выпускник, который сейчас работает в штате Аризона.
Начиная с 20 века, осаждение азота в результате деятельности человека происходило из двух основных источников: оксидов азота из выбросов ископаемого топлива, которые превращаются в нитраты в атмосфере; и аммиак, который получают в основном из отходов животноводства и азотных удобрений и который циркулирует через экосистемы в виде аммония.В последние десятилетия наибольшее внимание было сосредоточено на ископаемом топливе. За это время были достигнуты большие успехи в борьбе с этими выбросами за счет технологических усовершенствований и государственных постановлений.
Выбросы из выхлопных труб сегодня чище, чем когда-либо, а электростанции строго регулируются в отношении загрязнителей оксидами азота.Напротив, аммиаку из сельскохозяйственных процессов уделяется мало внимания, и аммиак не является регулируемым загрязнителем. Исследователи CSU обнаружили, что аммоний превзошел нитраты в качестве основного источника осаждения азота и последующего нарушения азотного цикла.
«Мы привыкли думать, что нитраты являются движущей силой осаждения азота, и это было правдой в 1980-х годах», — сказал Коллетт. «Но в основном из-за того, что мы так сильно сократили нитраты, в то время как осаждение аммония увеличилось, баланс теперь смещен, и теперь аммоний вносит больший вклад в осаждение азота».По словам исследователей, выбросы аммиака, хотя и не токсичны для людей при нынешних атмосферных уровнях, также имеют вторичные эффекты. Аммиак является химическим предшественником многих вредных для человека твердых частиц, включая нитрат аммония и сульфат аммония.В этой статье исследователи проанализировали сдвиг в источниках осаждения азота с нитратов на аммиак в контексте так называемого влажного осаждения, то есть азота, который входит в круговорот азота в виде дождя или снега.
Азот также может подвергаться сухому осаждению, когда молекула или частица газа в атмосфере осаждаются непосредственно на поверхность земли. По словам Коллетта, количественная оценка сухого осаждения является более сложной задачей, и для анализа этих эффектов доступно меньше данных. Недавнее расширение измерений аммиака в США позволило команде более полно оценить исходные данные о сухом осаждении азота.
Эти результаты дополнительно подчеркивают важность аммиака как основного источника азота, вносимого в экосистемы.Вывод? «Политики должны думать об аммиаке, а не только о нитратах», — сказал Коллетт. «Мы упорно работали над уменьшением нитратов за счет сокращения выбросов оксидов азота при сжигании ископаемого топлива, но если мы хотим продолжать добиваться прогресса в сокращении осаждения азота, нам нужно подумать и об аммиаке».