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氮元素——2009九大威脅全球環境因素之一

在美國,許多農場主可能還記得數十年前他們第一次使用氮肥時的情景:自從使用了氮肥,農場的玉米一夜之間長得又高又大,結滿了豐碩的果實。不僅如此,用這些高品質的玉米來飼養豬牛等牲畜,還可以獲得更多的肉和牛奶。因此,農民便購買更多的牲畜,農場規模逐步擴大。

  愛荷華州的農場主丹尼斯·琳賽(Dennis Lindsay)小時候家裡曾擁有一塊160英畝的農場,而現在這片土地已經擴大到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民也大量使用氮肥來增加農作物產量,以應對日益增長的人口需求。

  然而,根據《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、湖泊和海洋後,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,直到變為酸雨落到地上為止;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)的溫室效應是二氧化碳的300倍,同時也是第三大溫室氣體。

  《自然》雜誌發表的一片文章稱,活性氮被認定為2009年九大威脅全球環境因素之一,其含量已經超過了地球可承受的臨界值。

  美國弗吉尼亞大學(University of Virginia)環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,起到了至關重要的作用。現在的問題是,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作物產量、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、發電廠以及大規模動物養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,與水結合後會形成銨降落到地面。

  美聯社去年夏天報道稱,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,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:「我們在農業及其他行業中使用的氨越多,生態系統中的活性氨也就越多。而自然界中氨濃度的改變,將改變整個生態系統。」

  最嚴重的影響當屬富養水(所含氮養分過多)造成的「死亡水域」。氮流入到河流湖泊中後,為水域中藻類植物提供了豐富的營養,導致其快速生長,消耗了水中大部分的氧氣,以至於該水域成為「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海口處就有一片面積達8000平方英里的「死亡水域」(約20480平方公里)。據統計,全世界約有400塊這樣的區域,總面積高達24.5萬平方公里。

  目前全美2/3的發電廠沒有安裝除氨裝置。如果美國環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。

  但現在越來越多的農民也開始注意節約使用氮肥。以愛荷華州的農場主丹尼斯·琳賽為例,他通過使用智能數字系統監控農田的莊稼生長情況,氮肥使用量已經從十年前的200磅/英畝減少到大約160磅/英畝。

  琳賽表示:「現在有許多人都在這麼做,我只是他們其中的一員。我希望環境狀況一直保持良好。我們在這裡長大,喝這裡的水,我們希望一切都平安無事。
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