Nowe badania: emisje podtlenku azotu 300 razy silniejsze niż CO₂ zagrażają ziemi ' s przyszłość

podtlenek azotu z rolnictwa i innych źródeł gromadzi się w atmosferze tak szybko, że stawia ziemię na drodze do niebezpiecznego ocieplenia 3℃ w tym stuleciu, nasze nowe badania wykazały.

każdego roku ponad 100 milionów ton azotu rozprowadza się na uprawach w postaci nawozów syntetycznych. Tę samą ilość ponownie umieszcza się na pastwiskach i uprawach w oborniku od zwierząt gospodarskich.

ta kolosalna ilość azotu sprawia, że uprawy i pastwiska rosną obficie. Ale również uwalnia podtlenek azotu (n₂o), gaz cieplarniany.

rolnictwo jest główną przyczyną rosnących koncentracji i prawdopodobnie tak pozostanie w tym stuleciu. Emisje N₂O z rolnictwa i przemysłu można ograniczyć, a jeśli mamy nadzieję ustabilizować klimat na Ziemi, musimy podjąć pilne działania.

2000 lat atmosferycznego stężenia podtlenku azotu. Obserwacje z rdzeni lodowych i atmosfery. Źródło: BoM / CSIRO / AAD.

skąd się bierze podtlenek azotu?

odkryliśmy, że emisje N₂O ze źródeł naturalnych, takich jak gleby i oceany, nie zmieniły się zbytnio w ostatnich dziesięcioleciach. Ale emisje ze źródeł ludzkich gwałtownie wzrosły.

stężenia atmosferyczne N₂O osiągnęły 331 części na miliard w 2018 r., 22% powyżej poziomów około roku 1750, przed rozpoczęciem ery przemysłowej.

Rolnictwo spowodowało prawie 70% globalnej emisji N₂O w ciągu dekady do 2016 roku. Emisje powstają w wyniku procesów mikrobiologicznych w glebach. Zastosowanie azotu w nawozach syntetycznych i oborniku jest kluczowym czynnikiem tego procesu.

inne ludzkie źródła N₂O obejmują przemysł chemiczny, ścieki i spalanie paliw kopalnych.

N₂O jest niszczone w górnej atmosferze, głównie przez promieniowanie słoneczne. Ale ludzie emitują N₂O szybciej niż jest niszczone, więc gromadzi się w atmosferze.

N₂O niszczy warstwę ozonową i przyczynia się do globalnego ocieplenia.

jako gaz cieplarniany, n₂o ma 300 razy większy potencjał ocieplenia niż dwutlenek węgla (CO₂) i pozostaje w atmosferze średnio 116 lat. Jest trzecim najważniejszym gazem cieplarnianym po CO₂ (który trwa w atmosferze do tysięcy lat)i metanie.

N₂O niszczy warstwę ozonową, gdy wchodzi w interakcję z gazem ozonowym w stratosferze. Inne substancje zubożające warstwę ozonową, takie jak chemikalia zawierające chlor i brom, zostały zakazane na mocy Protokołu Montrealskiego Organizacji Narodów Zjednoczonych. N₂O nie jest zakazane na mocy protokołu, chociaż Porozumienie Paryskie dąży do zmniejszenia jego stężenia.

rolnik opróżniający nawóz do maszyn
zmniejszenie zużycia nawozów w gospodarstwach ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia emisji N₂O.

co znaleźliśmy

Międzyrządowy Zespół ds. zmian klimatu opracował scenariusze na przyszłość, przedstawiając różne ścieżki, jakie świat może podjąć w zakresie redukcji emisji do 2100 roku. Nasze badania wykazały, że stężenia N₂O zaczęły przekraczać poziomy przewidywane we wszystkich scenariuszach.

obecne stężenia są zgodne z globalnym średnim wzrostem temperatury znacznie powyżej 3℃ w tym stuleciu.

odkryliśmy, że globalna emisja N₂O spowodowana przez człowieka wzrosła o 30% w ciągu ostatnich trzech dekad. Emisje z rolnictwa pochodzą głównie z syntetycznych nawozów azotowych stosowanych w Azji Wschodniej, Europie, Azji Południowej i Ameryce Północnej. Emisje z Afryki i Ameryki Południowej są zdominowane przez emisje z odchodów zwierzęcych.

pod względem wzrostu emisji największy udział mają gospodarki wschodzące – w szczególności Brazylia, Chiny i Indie – gdzie w ostatnich dziesięcioleciach gwałtownie wzrosła produkcja roślinna i liczba zwierząt gospodarskich.

emisje N₂O z Australii były stabilne w ciągu ostatniej dekady. Wzrost emisji z rolnictwa i odpadów został skompensowany przez spadek emisji z przemysłu i paliw kopalnych.

zmiany Regionalne w zakresie emisji N₂O z działalności człowieka, w latach 1980-2016, w milionach ton azotu rocznie. Dane z: Tian et al. 2020, Przyroda. Źródło: Global Carbon Project & amp; International Nitrogen Initiative.

co robić?

N₂O musi być częścią wysiłków na rzecz zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych, a prace już trwają. Na przykład od końca lat 90. w Stanach Zjednoczonych, Europie i Japonii udało się ograniczyć emisje z przemysłu chemicznego, zwłaszcza w produkcji nylonu.

ograniczenie emisji z rolnictwa jest trudniejsze – produkcja żywności musi być utrzymana i nie ma prostej alternatywy dla nawozów azotowych. Ale istnieją pewne opcje.

w Europie w ciągu ostatnich dwóch dekad emisje N₂O spadły wraz ze wzrostem wydajności rolnictwa. Osiągnięto to w dużej mierze dzięki rządowej polityce mającej na celu zmniejszenie zanieczyszczenia dróg wodnych i wody pitnej, co sprzyjało bardziej wydajnemu stosowaniu nawozów.

inne sposoby zmniejszenia emisji N₂O z rolnictwa obejmują:

  • lepsze gospodarowanie obornikiem zwierzęcym

  • stosowanie nawozu w sposób lepiej dopasowany do potrzeb roślin uprawnych

  • rośliny naprzemienne, w tym te, które produkują własny azot, takie jak rośliny strączkowe, w celu zmniejszenia zapotrzebowania na nawóz

  • nawozy o zwiększonej wydajności, które obniżają produkcję N₂O.

Światowy budżet na podtlenek azotu na lata 2007-2016. Przyjęty z Tian et al. 2020. Natura. Źródło: Global Carbon Project & amp; International Nitrogen Initiative.

osiągnięcie zerowej emisji netto

powstrzymanie nadużywania nawozów azotowych jest nie tylko dobre dla klimatu. Może również zmniejszyć zanieczyszczenie wody i zwiększyć rentowność gospodarstw.

nawet przy odpowiedniej polityce rolnej i działaniach, potrzebne będą nawozy syntetyczne i nawozy obornikowe. Aby doprowadzić Sektor do zerowej emisji gazów cieplarnianych, w razie potrzeby do stabilizacji klimatu, potrzebne będą nowe technologie.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.