氮污染，危害堪比二氧化碳

王　維

目前，很多科學家已經意識到，氮污染是一個被我們忽視的風險。當我們一直在為二氧化碳的排放量增加10％的后果擔心時，環(huán)境中氮化合物的污染水平幾乎翻了一番。氮污染導致的后果不僅僅是全球變暖，人類健康、生物多樣性、臭氧水平以及全球氣候都會受到影響。

氮的世界

從山頂到海洋，地球上幾乎所有的生物都暴露在化學元素氮的包圍中，氮是構成生命的關鍵成分。

在植物中，氦位居植物營養(yǎng)所需的氮、磷、鉀要素之首，是構成蛋白質和脫氧核糖核酸的來源，因此，它是農業(yè)增產的最重要因素之一，每年有數十億磅化肥應用于農作物。

氮氣在空氣中的比例約為78％，我們呼吸的空氣含氮量最多。這種氣態(tài)的氮被稱為惰性氮，不能直接使用，因此對生態(tài)環(huán)境沒有負面影響。但是，當它通過化學工業(yè)合成或燃燒后，就成為活性氮，例如氮氧化物和氮氫化物。

如今，多達70％的在空氣、地表和大海間循環(huán)的活性氮源于人類活動。環(huán)境中這些額外的氨大大超過了大自然的循環(huán)能力，除氮菌遠遠來不及將額外的活性氮轉化為氨氣，自然界原有的氦循環(huán)被嚴重擾亂，越來越多的活性氮開始向大氣和水體過量遷移，導致了一系列嚴重的環(huán)境問題。

“藍嬰孩綜合征”

在全世界大部分的農田里，耕種的農民會向田地間播撒一種固體氨，這是一種人造氮肥。這就是現代農業(yè)。

一萬年前，剛開始有農業(yè)的時候，地球上只有4D0萬人口，現在是65億。地球能養(yǎng)活這么多人口的唯一原因，就是我們有高度發(fā)達的農業(yè)。具有這種農業(yè)的關鍵因素，就是含有氮元素化肥的發(fā)明，就像農民們撤的固體氨一樣。

農民施用的化肥有一多半沒有被植物吸收，它們有的滲透到地下水中，有的蒸發(fā)到空氣中，更多的是通過小溪流入湖泊。在有些地方，水源被過量的氨嚴重污染而不適合人類使用。這種水中的氮化合物能夠在嬰兒的血液中取代氧的位置，有時會引起致命的病癥，就是所謂的“藍嬰孩綜合征”。

水域“死亡區(qū)”

大量硝酸鹽和氨被排放到河湖和海洋中，會給生物多樣性和漁業(yè)帶來浩劫。從密西西比河流入墨西哥灣的硝酸鹽創(chuàng)造了一個“死亡區(qū)”。作為全球146個死亡區(qū)之一，這片地區(qū)早在20世紀70年代就被記錄在案，“死亡區(qū)”每年都會出現一次。密西西比盆地的大量營養(yǎng)物被沖刷進入海洋，導致富營養(yǎng)化，引發(fā)浮游生物和藻類的繁盛。當這些有機體死亡后，以它們?yōu)槭车募毦^度繁殖，耗盡了海水中的氧氣，從而使未能及時逃離該區(qū)域的其他生物窒息而死亡。

研究人員說，三分之二的美國沿海水域都在遭受不同程度的氨污染帶來的損害。而地面上的生物也同樣受到威脅。液體化肥從農田中蒸發(fā)，在天空與工廠排氣管、煙囪排出的氮化物匯合在一起，隨風漂流，形成酸雨和灰塵，降落在地面上，損害農作物、植被、破壞地面建筑物。

地面臭氧

在陽光下，空氣中的氨氧化物可與碳氫化合物發(fā)生反應，形成地面臭氧。這是一種致病性的肺部刺激物。美國環(huán)境保護局2002年的一項研究表明，臭氧會引發(fā)哮喘。另一項研究發(fā)現，生活在空氣中臭氧水平較高的社區(qū)中的兒童肺功能較弱。

美國20％的牛奶是圣華金谷生產的，圣華金谷最大的城市弗雷斯諾因其煙霧而聲名狼藉，該市擁有美國第三大哮喘病發(fā)病率。許多人相信這些統(tǒng)計數據之間存在著某種聯(lián)系。

高氮森林

美國波士頓郊外，哈佛大學森林研究所的一項研究項目正在開展，那就是氮污染對樹木的影響。在一條小路的兩旁，各有一個研究區(qū)域，生長的高氮的森林。在過去的10幾年間，科學家一直在給長成的紅松的莊園中施加氮肥。如今，這里的一些樹已經死了。其他樹雖然還活著，但是樹冠稀薄，只有一些葉子還留在樹冠和樹枝的頂端，已經成不了樹蔭了。這些樹看起來病得很厲害。

科學家認為，多余的氨大概包裹著土壤中礦物質的表面，使這些礦物質不能被樹木的根吸收。這個區(qū)域的樹木得到的氮很多，相當于由于空氣污染而沉降的氮的20倍。還有證據顯示，增加的氮即使比酸雨和煙塵帶來的氮還少，也足以對森林造成微妙的傷害。

科學家說，如果我們不關心對氨污染的控制，這些潛在的危害是嚴重的。

影響生物多樣性

并不光是森林才出現這種現象。在美國的中部，一項研究顯示，氨污染對當地草原的影響也是嚴重的?？茖W家說“只要加少量的氨，只需要明尼蘇達州大氣中每年排出的這些氮，這樣年復一年，20年之后，就足以使我們試驗場的大約30％的草原植物物種消失?！?/p>

像其他許多植物一樣，當地的草已經適應了低營養(yǎng)的環(huán)境，根本不能利用氦含量高的土壤中的氨。而那些能夠利用這些氨的植物，像歐洲移植過來的一種草，就會迅速生長，完全取代本地的草。這是在漸漸破壞動物和植物的生命多樣性。這也許就是氮污染最嚴重的后果之一。

認真對待氮污染

工農業(yè)生產離不開氮的使用，并將會隨著人口增長與生活質量提高消耗量不斷上升，因此氨污染引發(fā)的環(huán)境問題，應引起各國政府和科學家的關注。

我國是世界上氮肥使用量最多的國家，約占世界年用量的三分之一，相當于2500萬噸純氮的用量。同時，我國又是能源消費大國，因此由氮素引發(fā)的環(huán)境問題在我國尤為突出。

但由于經費和認識不足，我國目前對氨污染的處理剛剛起步。例如，對水只進行二級處理，大量的氮、磷沒有能處理掉就直接排放出去，加劇了湖泊的宦營養(yǎng)化。其次，我們的氮肥、能源利用效率還不是太高，對畜禽糞便的利用率才達到歐盟的一半，這方面都有很大的潛力可挖。另外，改革現有耕作制度、推廣精確施肥，加強農業(yè)技術推廣體系建設也很關鍵。