中國氮汙染激增

交通運輸和工業的排放增長速度快於農業

一項研究表明,中國農業、交通運輸和工業排放的含氮汙染物在30年內增加了超過一半,這加劇了人們對該國環境惡化的擔憂。

該研究的合作者、北京中國農業大學農業研究員張福鎖說:“過去幾十年,中國經濟的快速增長推動了高水平的氮排放。”

關鍵的氮汙染物——氨和氮氧化物一旦排放到空氣中,就會轉化為銨和硝酸鹽等二次汙染物,然後被雨雪沖刷到地球上。張說,這個被稱為氮沉降的過程會對生態系統造成巨大損害,導致土壤酸化、有害藻類大量繁殖和威脅生物多樣性。但在他的研究之前,“幾乎沒有直接證據表明中國問題的嚴重程度”。


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張和他的同事透過分析全國270個監測點的資料發現,1980年至2010年間,以降水測量的氮沉降量增加了60%,即每年每公頃增加8公斤。《研究》今天發表在《自然》雜誌上。

研究人員繼續評估了這對生態系統的影響。他們發現,中國各地一系列草本和木本植物的葉子吸收的氮比1980年多了33%。同樣,在長期未施肥的農田上,水稻、小麥和玉米(玉米)對氮的吸收量在同一時期增加了約16%。

英國愛丁堡生態與水文中心的環保科學家馬克·薩頓說:“這是對中國氮沉降的首次重大分析。” “這項研究的規模令人印象深刻。它允許統計能力來檢測變化和趨勢。”

運輸加速
張說:“多年來,氮沉降的組成發生了變化。” 2010年,大約三分之一的沉積氮以硝酸鹽的形式存在,其餘為銨;相比之下,1980年,硝酸鹽僅佔沉積氮的17%。他說,這表明交通運輸和工業的氮氧化物排放量比農業的氨排放量增長更快。

張說:“這與這些部門的增長是一致的。” 自 20 世紀 80 年代以來,氮肥的使用量和牲畜數量翻了一番,而煤炭消耗量增加了 3 倍以上,機動車數量增加了 20 多倍。

如果目前的趨勢持續下去,到 2050 年,氨排放量將增加 85%;氮氧化物排放量將增加八倍以上。張說:“影響將是難以想象的。”

全球問題
與張的文章一同發表了一篇評論的薩頓指出,氮不僅僅是中國的問題。全球每年,約有 1.4 億噸氮以氨、氮氧化物和其他化合物的形式流失到環境中。預計到 2050 年,這個數字將增加 70%——屆時拉丁美洲和南亞的新興經濟體可能會出現與中國相同的氮汙染問題。

薩頓說,這“正在加劇氣候變化,並對環境和公共健康產生一系列影響”。根據聯合國環境規劃署 (UNEP) 委託並由全球營養管理夥伴關係和國際氮倡議於 2 月 18 日啟動的報告,氮汙染每年在全球造成 2000 億至 2 萬億美元的損失。

主持聯合國環境規劃署研究的薩頓說:“現在是遏制全球氮汙染的時候了。” 他說,改善農業實踐——全球氮汙染的最大貢獻者——應該是首要任務。

張也同意:“過度使用化肥是一個普遍存在的問題,尤其是在發展中國家。” 在早先的研究中,他和他的同事發現,中國農民平均每年每公頃使用約 600 公斤的氮肥,但在不影響作物產量的情況下,這一數字可以減少三分之二。

此外,薩頓說,“全球種植的作物中 80% 的氮用於餵養牲畜。” 肉類和乳製品消費量的增加,尤其是在發達國家,大大增加了全球氮汙染。“回收糞便和汙水中的氮將提高養分利用效率,同時減少汙染並提高作物產量。”

他補充說,為了真正發揮作用,“各國政府應聯合起來,更好地管理全球氮迴圈。”

本文經《自然》雜誌許可轉載。這篇文章於2013年2月20日首次發表

Jane Qiu is an award-winning independent science writer in Beijing. She has won a Knight Science Journalism Fellowship, as well as awards from prestigious groups such as the American Association for the Advancement of Science and the Association of British Science Writers.

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