3月17日,美国马里兰大学的科学家在《地球物理研究快报》上发表研究称,2002至2016年,世界四个最大农业生产区——美国、欧洲、中国和印度大气中的氨含量在稳步增加,这是第一个在全球尺度上利用长期卫星数据对大气中的氨含量进行分析的研究。
利用美国国家航空航天局(NASA)大气红外探测仪获取的长期卫星数据,研究者发现,尽管不同区域氨含量增加的原因可能不同,但大多与农业施肥、牲畜粪便、大气化学反应变化以及土壤温度升高导致氮固持能力减弱等有关。这些地区空气质量和水质较差与氨含量的增加也有关联。
“从地面测量氨含量十分困难,但是利用卫星就可以高效精确地追踪到氨,希望我们的研究对更好地管理氨气排放有所助益。”该研究主要作者之一朱英·沃纳(Juying Warner)说道。
虽然气态氨是地球氮循环的自然组成部分,但是过量的氨却对植物有害,并且会降低空气质量和水质。在对流层中,氨气可与硝酸、硫酸发生化学反应,生成可导致气溶胶污染的含硝酸盐的颗粒,从而对人类健康造成危害。氨气还可以进入湖泊、溪流和海洋,造成藻华以及氧含量水平极低的“死亡地带”。
大气中的氨很少是来自汽车尾气或工厂排放的废气,而主要来源于农业中的肥料和牲畜排泄物。其对空气质量、水质和生态系统具有深远影响。在马里兰州,切萨皮克湾四分之一的氮污染均是大气中的氨造成的,并且导致水体富营养化、出现许多“死亡地带”,对牡蛎、蓝蟹和其他野生生物的生存造成极大困难。
在这四个区域中,研究者认为大气氨含量的增加多少都与气候变化有关。随着土壤温度升高,氨更容易从土壤中蒸发逸出,从而使得大气中的氨气含量增加。
该研究有助于我们制定相关策略,控制农业区附近来自氨的污染。“随着全球人口不断增加,人类对食物的需求也将不断增长,这就意味着农业生产将需要更多的肥料,而要保持空气和水源洁净就变得越发困难。因此,我们需要采取高效的方式进行农业生产,减少温室气体排放,从而避免大气氨含量增加产生的不利影响。” 马里兰大学教授拉塞尔·迪克森(Russell Dickerson)说道。