Rośnie stężenie amoniaku w powietrzu nad głównymi terenami rolniczymi świata

Takie wnioski ze swego najnowszego badania przedstawili amerykańscy naukowcy z Maryland.

Naukowcy z Uniwersytetu Maryland (USA) podjęli się pierwszego długoterminowego badania w skali globalnej stężenia amoniaku w powietrzu nad czterema najbardziej produktywnymi regionami rolniczymi na świecie. Wykorzystali w tym celu dane z umieszczonego na satelicie instrumentu NASA Atmospheric Infrared Sounder (AIRS).

Z ich analizy wynika, że w latach 2002-2016 stężenie amoniaku nad regionami rolniczymi w USA, Europie, Chinach i Indiach stale rosło. To z kolei przekłada się na coraz gorszą jakość wody i powietrza na tych terenach.

Mimo różnic między poszczególnymi obszarami, głównymi czynnikami wpływającymi na wzrost stężenia amoniaku są według naukowców: stosowanie nawozów, odchody zwierząt hodowlanych, zmiany w składzie atmosfery i ogrzewające się gleby, które zatrzymują mniej amoniaku. Wyniki badania opublikowano w marcu w “Geophysical Research Letters”.

– Pomiar stężenia amoniaku w atmosferze jest trudny z poziomu ziemi, ale opracowana przez nas metoda, oparta na pomiarach z satelity, pozwala skutecznie i dokładnie monitorować poziom amoniaku – mówi uczestniczka badania, Juying Warner z Uniwersytetu Maryland. Ona i jej współpracownicy mają nadzieję, że ich analiza pomoże lepiej zarządzać emisjami amoniaku.

Nadmiar amoniaku jest toksyczny

Amoniak w stanie gazowym jest naturalnym elementem cyklu obiegu azotu w przyrodzie, ale jego nadmierne stężenie szkodzi roślinom i obniża jakość wody i powietrza. W najniższej warstwie atmosfery, troposferze, amoniak wchodzi w reakcję z kwasami azotowym i siarkowym, tworząc cząsteczki zawierające azotany, dokładając się do zanieczyszczenia powietrza. Amoniak może też opadać z powrotem na ziemię i przedostawać do jezior, rzek i oceanów, gdzie przyczynia się do rozkwitów szkodliwych glonów i powstawania tzw. martwych stref o bardzo niskiej zawartości tlenu.

Wśród czterech badanych regionów świata najmniejszy wzrost stężenia amoniaku w powietrzu odnotowano w Europie. Zdaniem naukowców częściowo zawdzięczamy to przepisom ograniczającym stosowanie nawozów produkowanych z amoniaku oraz lepszym metodom utylizacji odchodów zwierząt hodowlanych. Głównym czynnikiem było jednak prawdopodobnie – tak jak w Stanach Zjednoczonych – zmniejszenie ilości tzw. kwaśnych deszczów, które wcześniej usuwały amoniak z atmosfery.

Więcej mięsa oznacza więcej amoniaku w atmosferze

Znaczny wzrost stężenia amoniaku nad Chinami to z kolei efekt intensywnego rozwoju tamtejszego rolnictwa, w którym powszechnie stosuje się nawozy na bazie amoniaku. Nie bez znaczenia jest też rosnąca liczba zwierząt hodowlanych i emisje do atmosfery amoniaku z ich odchodów.

– Mięso staje się coraz popularniejszym składnikiem chińskiej diety. Jeśli coraz więcej ludzi będzie się przestawiać z diety wegetariańskiej na opartą na mięsie, emisje amoniaku do atmosfery nadal będą rosły – ostrzega Warner.

Te same czynniki – nawozy i odchody zwierzęce – odgrywają rolę w przypadku Indii, gdzie naukowcy wykryli największe na świecie stężenie amoniaku w powietrzu. We wszystkich analizowanych regionach naukowcy łączą jednak to zjawisko ze zmianami klimatycznymi, przejawiającymi się w wyższych temperaturach powietrza i gleby. Jak tłumaczą, amoniak po prostu szybciej ulatnia się z cieplejszej gleby.

Badacze z Maryland mają nadzieję, że lepsze zrozumienie tego, co dzieje się w atmosferze z amoniakiem, pomoże decydentom wypracować lepsze dyrektywy dla rolnictwa, bilansujące wyższy popyt na produkty rolne z koniecznością ochrony środowiska.

– Wraz z rosnącą liczbą ludzi na świecie zwiększa się też zapotrzebowanie na żywność, zwłaszcza mięso – mówi uczestniczący w badaniu prof. Russell Dickerson z Uniwersytetu Maryland. – To oznacza, że rolnicy muszą używać więcej nawozów, co zagraża czystej wodzie i powietrzu. Mądre zarządzanie rolnictwem oraz obniżenie emisji gazów cieplarnianych pomogłyby uniknąć niepożądanych efektów – dodaje.

Źródło: PAP Nauka w Polsce