论文部分内容阅读
目前，很多科学家已经意识到，氮污染是一个被我们忽视的风险。当我们一直在为二氧化碳的排放量增加10％的后果担心时，环境中氮化合物的污染水平几乎翻了一番。氮污染导致的后果不仅仅是全球变暖，人类健康、生物多样性、臭氧水平以及全球气候都会受到影响。
氮的世界
从山顶到海洋，地球上几乎所有的生物都暴露在化学元素氮的包围中，氮是构成生命的关键成分。
在植物中，氦位居植物营养所需的氮、磷、钾要素之首，是构成蛋白质和脱氧核糖核酸的来源，因此，它是农业增产的最重要因素之一，每年有数十亿磅化肥应用于农作物。
氮气在空气中的比例约为78％，我们呼吸的空气含氮量最多。这种气态的氮被称为惰性氮，不能直接使用，因此对生态环境没有负面影响。但是，当它通过化学工业合成或燃烧后，就成为活性氮，例如氮氧化物和氮氢化物。
如今，多达70％的在空气、地表和大海间循环的活性氮源于人类活动。环境中这些额外的氨大大超过了大自然的循环能力，除氮菌远远来不及将额外的活性氮转化为氨气，自然界原有的氦循环被严重扰乱，越来越多的活性氮开始向大气和水体过量迁移，导致了一系列严重的环境问题。
“蓝婴孩综合征”
在全世界大部分的农田里，耕种的农民会向田地间播撒一种固体氨，这是一种人造氮肥。这就是现代农业。
一万年前，刚开始有农业的时候，地球上只有4D0万人口，现在是65亿。地球能养活这么多人口的唯一原因，就是我们有高度发达的农业。具有这种农业的关键因素，就是含有氮元素化肥的发明，就像农民们撤的固体氨一样。
农民施用的化肥有一多半没有被植物吸收，它们有的渗透到地下水中，有的蒸发到空气中，更多的是通过小溪流入湖泊。在有些地方，水源被过量的氨严重污染而不适合人类使用。这种水中的氮化合物能够在婴儿的血液中取代氧的位置，有时会引起致命的病症，就是所谓的“蓝婴孩综合征”。
水域“死亡区”
大量硝酸盐和氨被排放到河湖和海洋中，会给生物多样性和渔业带来浩劫。从密西西比河流入墨西哥湾的硝酸盐创造了一个“死亡区”。作为全球146个死亡区之一，这片地区早在20世纪70年代就被记录在案，“死亡区”每年都会出现一次。密西西比盆地的大量营养物被冲刷进入海洋，导致富营养化，引发浮游生物和藻类的繁盛。当这些有机体死亡后，以它们为食的细菌过度繁殖，耗尽了海水中的氧气，从而使未能及时逃离该区域的其他生物窒息而死亡。
研究人员说，三分之二的美国沿海水域都在遭受不同程度的氨污染带来的损害。而地面上的生物也同样受到威胁。液体化肥从农田中蒸发，在天空与工厂排气管、烟囱排出的氮化物汇合在一起，随风漂流，形成酸雨和灰尘，降落在地面上，损害农作物、植被、破坏地面建筑物。
地面臭氧
在阳光下，空气中的氨氧化物可与碳氢化合物发生反应，形成地面臭氧。这是一种致病性的肺部刺激物。美国环境保护局2002年的一项研究表明，臭氧会引发哮喘。另一项研究发现，生活在空气中臭氧水平较高的社区中的儿童肺功能较弱。
美国20％的牛奶是圣华金谷生产的，圣华金谷最大的城市弗雷斯诺因其烟雾而声名狼藉，该市拥有美国第三大哮喘病发病率。许多人相信这些统计数据之间存在着某种联系。
高氮森林
美国波士顿郊外，哈佛大学森林研究所的一项研究项目正在开展，那就是氮污染对树木的影响。在一条小路的两旁，各有一个研究区域，生长的高氮的森林。在过去的10几年间，科学家一直在给长成的红松的庄园中施加氮肥。如今，这里的一些树已经死了。其他树虽然还活着，但是树冠稀薄，只有一些叶子还留在树冠和树枝的顶端，已经成不了树荫了。这些树看起来病得很厉害。
科学家认为，多余的氨大概包裹着土壤中矿物质的表面，使这些矿物质不能被树木的根吸收。这个区域的树木得到的氮很多，相当于由于空气污染而沉降的氮的20倍。还有证据显示，增加的氮即使比酸雨和烟尘带来的氮还少，也足以对森林造成微妙的伤害。
科学家说，如果我们不关心对氨污染的控制，这些潜在的危害是严重的。
影响生物多样性
并不光是森林才出现这种现象。在美国的中部，一项研究显示，氨污染对当地草原的影响也是严重的。科学家说“只要加少量的氨，只需要明尼苏达州大气中每年排出的这些氮，这样年复一年，20年之后，就足以使我们试验场的大约30％的草原植物物种消失。”
像其他许多植物一样，当地的草已经适应了低营养的环境，根本不能利用氦含量高的土壤中的氨。而那些能够利用这些氨的植物，像欧洲移植过来的一种草，就会迅速生长，完全取代本地的草。这是在渐渐破坏动物和植物的生命多样性。这也许就是氮污染最严重的后果之一。
认真对待氮污染
工农业生产离不开氮的使用，并将会随着人口增长与生活质量提高消耗量不断上升，因此氨污染引发的环境问题，应引起各国政府和科学家的关注。
我国是世界上氮肥使用量最多的国家，约占世界年用量的三分之一，相当于2500万吨纯氮的用量。同时，我国又是能源消费大国，因此由氮素引发的环境问题在我国尤为突出。
但由于经费和认识不足，我国目前对氨污染的处理刚刚起步。例如，对水只进行二级处理，大量的氮、磷没有能处理掉就直接排放出去，加剧了湖泊的宦营养化。其次，我们的氮肥、能源利用效率还不是太高，对畜禽粪便的利用率才达到欧盟的一半，这方面都有很大的潜力可挖。另外，改革现有耕作制度、推广精确施肥，加强农业技术推广体系建设也很关键。
氮的世界
从山顶到海洋，地球上几乎所有的生物都暴露在化学元素氮的包围中，氮是构成生命的关键成分。
在植物中，氦位居植物营养所需的氮、磷、钾要素之首，是构成蛋白质和脱氧核糖核酸的来源，因此，它是农业增产的最重要因素之一，每年有数十亿磅化肥应用于农作物。
氮气在空气中的比例约为78％，我们呼吸的空气含氮量最多。这种气态的氮被称为惰性氮，不能直接使用，因此对生态环境没有负面影响。但是，当它通过化学工业合成或燃烧后，就成为活性氮，例如氮氧化物和氮氢化物。
如今，多达70％的在空气、地表和大海间循环的活性氮源于人类活动。环境中这些额外的氨大大超过了大自然的循环能力，除氮菌远远来不及将额外的活性氮转化为氨气，自然界原有的氦循环被严重扰乱，越来越多的活性氮开始向大气和水体过量迁移，导致了一系列严重的环境问题。
“蓝婴孩综合征”
在全世界大部分的农田里，耕种的农民会向田地间播撒一种固体氨，这是一种人造氮肥。这就是现代农业。
一万年前，刚开始有农业的时候，地球上只有4D0万人口，现在是65亿。地球能养活这么多人口的唯一原因，就是我们有高度发达的农业。具有这种农业的关键因素，就是含有氮元素化肥的发明，就像农民们撤的固体氨一样。
农民施用的化肥有一多半没有被植物吸收，它们有的渗透到地下水中，有的蒸发到空气中，更多的是通过小溪流入湖泊。在有些地方，水源被过量的氨严重污染而不适合人类使用。这种水中的氮化合物能够在婴儿的血液中取代氧的位置，有时会引起致命的病症，就是所谓的“蓝婴孩综合征”。
水域“死亡区”
大量硝酸盐和氨被排放到河湖和海洋中，会给生物多样性和渔业带来浩劫。从密西西比河流入墨西哥湾的硝酸盐创造了一个“死亡区”。作为全球146个死亡区之一，这片地区早在20世纪70年代就被记录在案，“死亡区”每年都会出现一次。密西西比盆地的大量营养物被冲刷进入海洋，导致富营养化，引发浮游生物和藻类的繁盛。当这些有机体死亡后，以它们为食的细菌过度繁殖，耗尽了海水中的氧气，从而使未能及时逃离该区域的其他生物窒息而死亡。
研究人员说，三分之二的美国沿海水域都在遭受不同程度的氨污染带来的损害。而地面上的生物也同样受到威胁。液体化肥从农田中蒸发，在天空与工厂排气管、烟囱排出的氮化物汇合在一起，随风漂流，形成酸雨和灰尘，降落在地面上，损害农作物、植被、破坏地面建筑物。
地面臭氧
在阳光下，空气中的氨氧化物可与碳氢化合物发生反应，形成地面臭氧。这是一种致病性的肺部刺激物。美国环境保护局2002年的一项研究表明，臭氧会引发哮喘。另一项研究发现，生活在空气中臭氧水平较高的社区中的儿童肺功能较弱。
美国20％的牛奶是圣华金谷生产的，圣华金谷最大的城市弗雷斯诺因其烟雾而声名狼藉，该市拥有美国第三大哮喘病发病率。许多人相信这些统计数据之间存在着某种联系。
高氮森林
美国波士顿郊外，哈佛大学森林研究所的一项研究项目正在开展，那就是氮污染对树木的影响。在一条小路的两旁，各有一个研究区域，生长的高氮的森林。在过去的10几年间，科学家一直在给长成的红松的庄园中施加氮肥。如今，这里的一些树已经死了。其他树虽然还活着，但是树冠稀薄，只有一些叶子还留在树冠和树枝的顶端，已经成不了树荫了。这些树看起来病得很厉害。
科学家认为，多余的氨大概包裹着土壤中矿物质的表面，使这些矿物质不能被树木的根吸收。这个区域的树木得到的氮很多，相当于由于空气污染而沉降的氮的20倍。还有证据显示，增加的氮即使比酸雨和烟尘带来的氮还少，也足以对森林造成微妙的伤害。
科学家说，如果我们不关心对氨污染的控制，这些潜在的危害是严重的。
影响生物多样性
并不光是森林才出现这种现象。在美国的中部，一项研究显示，氨污染对当地草原的影响也是严重的。科学家说“只要加少量的氨，只需要明尼苏达州大气中每年排出的这些氮，这样年复一年，20年之后，就足以使我们试验场的大约30％的草原植物物种消失。”
像其他许多植物一样，当地的草已经适应了低营养的环境，根本不能利用氦含量高的土壤中的氨。而那些能够利用这些氨的植物，像欧洲移植过来的一种草，就会迅速生长，完全取代本地的草。这是在渐渐破坏动物和植物的生命多样性。这也许就是氮污染最严重的后果之一。
认真对待氮污染
工农业生产离不开氮的使用，并将会随着人口增长与生活质量提高消耗量不断上升，因此氨污染引发的环境问题，应引起各国政府和科学家的关注。
我国是世界上氮肥使用量最多的国家，约占世界年用量的三分之一，相当于2500万吨纯氮的用量。同时，我国又是能源消费大国，因此由氮素引发的环境问题在我国尤为突出。
但由于经费和认识不足，我国目前对氨污染的处理刚刚起步。例如，对水只进行二级处理，大量的氮、磷没有能处理掉就直接排放出去，加剧了湖泊的宦营养化。其次，我们的氮肥、能源利用效率还不是太高，对畜禽粪便的利用率才达到欧盟的一半，这方面都有很大的潜力可挖。另外，改革现有耕作制度、推广精确施肥，加强农业技术推广体系建设也很关键。