• Aleksander Nowaczewski

Nawozy azotowe, a cele klimatyczne

Aktualizacja: 21 lis 2020

data: 19/11/2020


Nawozy sztuczne, stosowane w rolnictwie, miały być źródłem dynamicznego zwiększenia plonów i przyśpieszenia rozwoju zwierząt hodowlanych. Azot, na podstawie którego sa produkowane, na przestrzeni ostatnich lat znacząco przyczynił się do procesu globalnego ocieplenia i niszczenia warstwy ozonowej. Według Carbon Brief i Nature, brak redukcji emisji tego pierwiastka może znacznie przeszkodzić w realizacji celów klimatycznych, według których wzrost temperatury powinien się utrzymywać poniżej 2°. Wyniki badań Nature pokazują że emisje podtlenku azotu, spowodowane źródłami antropogenicznymi, wzrosły o ok. 30% w ciągu ostatnich 4 dekad.


Azot trafia do atmosfery głównie poprzez denitryfikację w glebach i oceanach, w wyniku którego bakterie denitryfikacyjne przekształcają azotany w azot cząsteczkowy i podtlenek azotu. To właśnie podtlenek azotu jest najbardziej niebezpieczny. Jest drugim gazem pod względem wielkości współczynnika cieplarnianego, tuż po metanie. Dodatkowo ma znaczny wpływ na zubożanie warstwy ozonowej.


Gdy podtlenek azotu (N2O) dochodzi do ozonosfery, zostaje poddany procesowi fotodysocjacji pod wpływem promieniowania ultrafioletowego, w wyniku czego powstaje dwucząsteczkowy azot (N2) i wolny atom tlenu (O). Ten proces, z pozoru, wydaje się być korzystny dla warstwy ozonowej, ponieważ do stratosfery jest dostarczany tlen, z którego może powstawać trzycząsteczkowy ozon. Wbrew pozorom tak to nie wygląda. W rzeczywistości promieniowanie ultrafioletowe rozbija także dwuatomową cząsteczkę azotu (N2) na dwie jednoatomowe cząsteczki (N). Te z kolei przyłączają do siebie jeden atom tlenu, pochodzący z cząsteczki ozonu (O3). Skutkiem tej reakcji jest formowanie się tlenków azotu (NO) i dwuatomowych cząsteczek tlenu (O2). Oznacza to że przedostawanie się podtlenku azotu do atmosfery rozbija cząsteczki ozonu, a nie je tworzy.


Źródło: infografika przedstawia globalny budżet podtlenku azotu w latach 2007-2016.


Z powyższej infografiki wynika że na przełomie lat 2007-2016, stężenie podtlenku azotu w atmosferze wzrosło o ok. 4.3 ton każdego roku. To o 30% więcej niż cztery dekady temu. Wiele osób powie że to śmieszne. Emisje, spowodowane działalnością, człowieka są o wiele mniejsze niż te ze źródeł naturalnych. Należy jednak zaznaczyć że procesy naturalne są niezwykle zrównoważone. Klimat można porównać do gigantycznej wagi. Nawet jeśli na jej obu stronach jest położone po kilkanaście ton, a na jedną stroną dołożymy pół tony więcej, waga się zachwieje. Jeśli co roku, ze źródeł naturalnych, przedostaje się do atmosfery ok. 9,7 ton podtlenku azotu, to ok. 13,5 ton jest redukowanych w atmosferze, poprzez zjawiska naturalne. W momencie, w którym co roku do atmosfery trafia dodatkowe 7,3 ton podtlenku azotu, spowodowanych działalnością człowieka, równowaga klimatyczna zostaje zaburzona.


Jak widać na powyższym zdjęciu, za 70% emisji antropogenicznych odpowiada rolnictwo. Jest to przyczyną stosowania nawozów sztucznych. Są one podawane do gleby oraz do pasz zwierzęcych. Największymi emiterami podtlenku azotu z nawozów sztucznych dla roślin są Chiny, USA, Brazylia oraz Indie. Z kolei czołowe emisje N2O, pochodzące z obornika, widać w krajach Afryki i Ameryki Południowej. W Europie, z kolei został zaobserwowany niewielki spadek emisji tego związku, ze względu na wprowadzenie pewnych obostrzeń.


Emisje podtlenku azotu zaprzeczają osiągnięciu celów klimatycznych

Naukowcy przeanalizowali także stosunek aktualnych emisji podtlenku azotu w stosunku do szlaków RCP i SSP.

Źródło: Powyższe wykresy pokazują szlaki emisji podtlenku azotu (a,b) i szlaki stężeń tego związku w atmosferze (c,d). Czarny (a,b) przedstawia emisja realne emisje do 2016 roku, a szary (c,d) realistyczne stężenia do 2016 roku.


Na wykresach wyraźnie widać że szlak N2O podąża scenariuszem największych emisji. Oznacza to że nie da się utrzymać wzrostu temperatury poniżej 2°C bez redukcji emisji gazów cieplarnianych.


W głównej mierze należy się skupić na rolnictwie, ponieważ to właśnie ono odpowiada za 70% antropogenicznych emisji podtlenku azotu. Dwoma krokami, mogącymi ograniczyć emisję N2O są: walka z nadużywaniem nawozów mineralnych, a także walka z nadprodukcją i marnotrawstwem żywności. Okazuje się że każdego roku 30% światowego pożywienia jest przeznaczanych do kosza na śmieci. Należy pamiętać że do wyprodukowania tego pożywienia trzeba było, w większości przypadków, zastosować nawozy sztuczne na bazie azotu.


Podsumowanie

W ostatnich czasach najczęstszymi tematami, w kontekście zmian klimatu, były produkcja energii, transport, gospodarstwa domowe, dwutlenek węgla, metan. Jak widać kwestie azotu zostały pominięte. Teraz jednak szczególnie widać że praktycznie wszystkie sektory gospodarki maja wpływ na środowisko, a rolnictwo szczególnie i jak widać nie tylko pod kontem emisji metanu. Właśnie ten segment gospodarki musi zostać zreformowany, bo w przeciwnym razie cele klimatyczne mogą stać się niemożliwe do osiągnięcia.




przypisy:

https://www.carbonbrief.org/nitrogen-fertiliser-use-could-threaten-global-climate-goals

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2780-0

https://www.carbonbrief.org/explainer-how-shared-socioeconomic-pathways-explore-future-climate-change

https://www.epa.gov/ghgemissions/global-greenhouse-gas-emissions-data

https://www.cs.hmc.edu/~jhartlin/Mach1/Chem/n2o.html

https://www.epa.gov/ghgemissions/overview-greenhouse-gases

http://ozonosfera.eprace.edu.pl/411,Co_szkodzi_warstwie_ozonowej.html




8 wyświetlenia0 komentarz

Ostatnie posty

Zobacz wszystkie

Save Your Planet

For Green Future

Obserwój nas na

  • Facebook
  • Twitter
  • Instagram