20世紀70年代和80年代肆虐的酸雨又捲土重來了,它曾導致樹木和魚類死亡,甚至溶解了華盛頓特區國家廣場上的雕像,但這次情況有所不同。腐蝕性液體不再是工業硫排放產生的硫酸,而是硝酸,其來源不僅包括煙囪,還包括農業。
除了溶解水泥和石灰石、降低湖泊和溪流的pH值外,酸雨還會瀝濾掉關鍵的土壤養分,損害植物,並釋放出可能進入水生棲息地的有毒礦物質。為了首次解決這個問題,美國環境保護署通過了1990年的《清潔空氣法修正案》,該法案在1990年至2008年間將發電廠的硫排放量減少了59%。然而,氮化合物的排放量下降幅度沒有那麼大。
總的來說,燃煤發電廠和機動車排放了美國大部分的氮氧化物,這是酸雨的原料。但其中很大一部分也來自農業部門,以氨(NH3)的形式存在,細菌可以在地面上將其轉化為硝酸。主要原因之一是化肥生產,它利用大氣中非活性氮氣,透過所謂的哈伯-博世法將其轉化為氨。南部集約化動物飼養場也產生氨。“農業越來越像一種集約化管理的工業運營,這正在造成嚴重的水、土壤和空氣問題,”北卡羅來納州立大學空氣質量與環境技術教授 Viney P. Aneja 說。
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科學家們開始記錄這些損害。新罕布什爾州白山國家森林公園哈伯德布魯克實驗森林的研究人員發現了硝酸雨的證據,這些酸雨似乎源於美國中西部上游地區的氮氧化物。他們報告說,這可能會降低某些樹種(包括紅雲杉和糖楓)的耐寒性或抗逆性。同樣,研究人員追蹤到來自肯塔基州和田納西州的氮氧化物飄向大霧山,在那裡研究人員觀察到了一些最嚴重的酸雨和森林衰退,紐約州米爾布魯克的卡里生態系統研究所所長 William H. Schlesinger 說。
儘管美國可以收緊現有的清潔空氣規則來應對大氣氮排放,但該國既沒有全面的法律,也沒有足夠的監測裝置來監測牲畜和農場的此類排放。Schlesinger 認為,關於氣候變化的全國性爭論使得美國忽視了氮問題,他預測這將是下一個重大的環境問題。“這是人類擾亂全球生物地球化學迴圈併產生意想不到後果的又一個例子,”他說。
政府行動可以提供顯著幫助:例如,歐盟在 1999 年通過了一項名為《哥德堡議定書》的酸化減排協議,在歐洲氮排放量減少了三分之一,而美國排放量在此期間一直保持不變。更糟糕的是,根據 2009 年《環境科學與技術》雜誌上的一篇論文,從 1970 年到 2005 年,美國的氨排放量增加了 27%。
如果不加以干預,問題可能會惡化。預計到 2050 年,世界人口將從今天的 65 億增加到 90 億,這將給農業生產力以及隨後的化肥使用帶來壓力。美國環保署科學顧問委員會的綜合氮委員會於 6 月就環境中活性氮問題舉行了一次公開電話會議,並生成了一份報告草案,其中詳細說明了包括硝酸雨管理方案在內的細節。報告還討論了監測大氣排放的方法,這目前是氮控制環節中的薄弱環節。最終報告預計將於明年釋出。