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改善环境“减氮”也重要(科技大观)

段雷

2011年06月03日00:00    来源:人民网     手机看新闻

  氮是一种较稳定的元素,通常对气候和环境并不产生危害,空气成分中就有78%的氮气。但是氮一旦被活化,它的存在方式就会发生一系列变化,并会对气候和环境造成不良影响。随着经济和社会的发展,人类活动向大气中排放了大量活性氮,极大地影响了全球氮循环,并造成了许多严重的环境问题。 

  大气活性氮主要包括氮氧化物和氨。前者主要来自燃烧过程,重要的排放源包括火电厂、工业炉窑和机动车等。后者主要来自农业,重要的排放源包括过量施肥、化肥生产和牲畜养殖等。

  氮氧化物本身是对人体健康有危害作用的气体,在空气中浓度过量会对呼吸系统造成伤害。氮氧化物还会通过在大气中的化学转化,生成细颗粒物和臭氧等其他具有更强危害性的大气污染物。在一定条件下,它会在大气中转化为硝酸,与二氧化硫转化而成的硫酸一道形成酸雨。酸雨会腐蚀材料和破坏文物,并伤害植物的叶和花,导致农作物的减产和森林的破坏。长期的酸雨污染还会导致土壤和水体的酸化,甚至造成大面积森林衰亡和鱼类灭绝。

  氮污染物氨本身的危害性较低。但是,经过大气转化后,氨最终还是会沉降到土壤和水体中,加剧其酸化。

  除了对酸化的“贡献”外,沉降到土壤和水体中的氮还会产生富营养化作用。众所周知,氮是一种营养物质,植物可以利用氮来合成生长所需的物质,这是有利的一面。但是,当氮的沉降超过植物可以利用的量时,便会产生所谓的土壤氮饱和。在这种情况下,过量的氮会从土壤流失到水体,一方面污染了水体,造成水体富营养化,另一方面还会加剧其他营养元素的流失和营养失衡。在氮饱和条件下,植物的生长反而受到限制,造成森林和草原的缩减,甚至发生物种的改变,即生物多样性的降低。

  近年来,人们开始关注大气氮污染导致的气候效应。因为沉降到土壤中的氮会发生硝化和反硝化过程,在某些特殊的条件下,比如高温高湿、酸性土壤和较高的氮沉降等,会产生较高的氧化亚氮排放。氧化亚氮是一种重要的温室气体,虽然其对气候变化的影响只有二氧化碳的1/8左右,但其单位效应却是二氧化碳的250倍。总之,大气氮污染有着多方面严重影响。最近的一份研究报告指出,氮污染、主要是大气氮污染给欧盟造成的经济损失高达3万亿元。 

  控制氮氧化物排放的措施,主要是对工业烟气和机动车尾气进行脱硝处理,同时增加清洁能源,如太阳能、风能和生物能源的利用,减少煤和石油等化石燃料的消耗。控制氨排放的主要途径是合理施肥,通过转变施肥方式减少化肥的挥发和流失,同时,在不降低农作物产量的前提下减少化肥的用量。 

  需要指出的是,人类转变生活方式,同样可以起到降低氮排放的效果。全社会倡导低碳生活,将有助于降低能源消耗,降低氮氧化物的排放。人类改变自身的食物结构,则可以降低氨的排放,例如减少肉类消费,从植物中补充所需的蛋白,对降低氨排放十分有益。



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(责任编辑:杨牧)
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