В начале 20-го века немецкие химики Фриц Габер и Карл Бош разработали метод получения азота из воздуха и смешивания его с водородом. Это окажется одним из величайших научных достижений века.
Вместе эти два элемента образовали жидкий аммиак, ключевой ингредиент синтетических удобрений, который приведет к беспрецедентному развитию сельского хозяйства и поможет накормить быстрорастущий мир.
Но была и обратная сторона. За последние 100 лет количество антропогенных соединений азота в воде, почве и воздухе удвоилось - рост, в значительной степени обусловленный широким использованием синтетических удобрений.
Азот необходим для жизни на Земле, но в избытке он является опасным загрязнителем и отравляет водоемы, растения, животных и людей, вызывая изменение климата из-за выбросов мощного парникового газа - закиси азота. Хотя широкой публике малоизвестно, эксперты называют наводнение избыточным азотом одной из самых серьезных угроз загрязнения, с которыми сегодня сталкивается человечество.
Вызовы
В начале 19 века в окружающей среде почти не было техногенных соединений азота. Но спустя годы после прорыва Габера-Боша их уровень начал стремительно расти, что было обусловлено массовым потреблением синтетических удобрений и другой деятельностью человека, такой как производство боеприпасов и сжигание ископаемого топлива, которые создают химически активные формы азота. .
По данным Межправительственной научно-политической платформы по биоразнообразию и экосистемным услугам (IPBES), стоки питательных веществ с ферм, приправленные синтетическими удобрениями, отрицательно сказались на наземных экосистемах. Но больше всего пострадали пресноводные и морские среды обитания из-за периодического цветения водорослей, например, в озере Эри, и «Мертвые зоны» лишены водных организмов, как в Мексиканском заливе, говорится в нем.
Под угрозой и здоровье человека. Выбросы аммиака в сельском хозяйстве могут сочетаться с загрязнением выхлопными газами автомобилей, создавая в воздухе опасные твердые частицы и обостряя респираторные заболевания, включая COVID-19. Один учиться подсчитал, что загрязнение воздуха может увеличить смертность, связанную с COVID-19, на 15 процентов.
Чтобы остановить волну загрязнения азотом, все большее число правительств, компаний и международных организаций, включая Программу Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), работают с учеными, чтобы лучше понять риски, связанные с использованием азота человеком, и повысить осведомленность .
С этой целью почти ровно год назад государства-члены Организации Объединенных Наций одобрили Коломбская декларация об устойчивом управлении азотом, который ставит перед собой задачу сократить вдвое азотные отходы из всех источников к 2030 году.
ЮНЕП также недавно учредила глобальную кампанию «Сократить вдвое азотные отходы», подчеркнув тот факт, что повышение эффективности использования азота не только способствует достижению целей в области климата, природы и здоровья, но и ежегодно экономит 100 миллиардов долларов США во всем мире (оценка основана на половине стоимости мировых продаж синтетических удобрений).
Решение
В мировом масштабе синтетические удобрения составляют основную часть мирового производства продуктов питания, и они особенно важны в развивающихся странах. По мнению экспертов, это затруднит уход от них. Тем не менее, существует множество инициатив, направленных на то, чтобы сделать ставку на более устойчивый способ выращивания продуктов питания.
Недавнее исследование от Soil Association, благотворительной организации из Соединенного Королевства, которая выступает за органическое сельское хозяйство, призывает уделять гораздо больше внимания выбросам закиси азота в глобальном учете парниковых газов; более комплексные усилия по решению проблемы избытка азота как проблемы климата, природы и здоровья; и стимулы для лучшего управления азотом на уровне фермы.
Но методы органического земледелия - не единственный пример устойчивого управления питательными веществами: агроэкологические подходы, включая природоохранное, малозатратное и минимальное земледелие, признаны «природоохранными» и восстановительными методами.
От фермы до вилки, 80 процентов азота тратится и теряется в окружающей среде, согласно исследованию Центра экологии и гидрологии Великобритании. Более эффективное использование навоза и более широкое использование в севооборотах азотфиксирующих культур, таких как бобовые, которые преобразуют азот из воздуха в биологически полезную форму, будут иметь решающее значение для замены синтетического азота в рамках процесса восстановления плодородия почвы.
Что такое азотфиксирующие растения?
У азотфиксирующих растений в корнях есть партнерские бактерии, способные поглощать диазот (N2) вне атмосферы. Они конвертируют N2 в аммиак (NH3), который растение может использовать для производства белка, аминокислот и ДНК. Только несколько растений могут достичь этого удивительного трюка, например семейство гороховых (бобовые) и плавающий папоротник азолла. Там, где наличие навоза ограничено, эти растения становятся очень важными в сельскохозяйственных системах, стремящихся избегать использования синтетических азотных удобрений.
По мнению Марка Саттона, ведущего автора исследования, все согласны с тем, что каждый должен лучше использовать навоз и мочу. «Простые действия включают в себя закрытие емкости для навоза крышкой, которая предотвращает утечку аммиака в воздух. Если вы чувствуете запах навоза, значит, вы выбрасываете его в атмосферу », - говорит он.
«Финансовые стимулы и политическая поддержка потребуются для преодоления многих препятствий на пути использования легких азотных методов земледелия», - говорит Сьюзан Гарднер, глава Экосистемного отдела ЮНЕП. «Но суть остается неизменной: нам необходимо резко сократить количество реактивного азота, выбрасываемого в окружающую среду из всех источников, особенно из синтетических удобрений, которые представляют собой один из крупнейших потоков азота».
«Устойчивое использование азота дает тройную выгоду - для экономики, здоровья человека и окружающей среды», - добавляет она.
Международная система управления азотом (INMS) - это глобальная система поддержки науки для разработки международной азотной политики, созданная как совместная деятельность ЮНЕП и Международной инициативы по азоту. Он финансируется через Глобальный экологический фонд и около 80 партнеров проекта в рамках проекта «На пути к INMS» (2016-2022). INMS вносит свой вклад в многочисленные программы и межправительственные конвенции, имеющие отношение к проблеме азота.
Источник: https://ru.potatoes.news