- Bonnie Keeler.

solurile

Azotul menține lumea verde și în creștere

Cei mai mulți dintre noi suntem familiarizați cu azotul ca nutrient important al plantelor. Îngrășămintele cu azot ne mențin pajiștile verzi, plantele de casă sănătoase, iar terenurile de cultură ale țării noastre sunt verzi și productive. Oamenii și alte animale consumă azot ca hrană, în principal sub formă de proteine ​​animale sau vegetale.

Azotul este cel mai abundent element de pe pământ - peste 80% din aerul pe care îl respirăm este alcătuit din azot gazos (N2). Cu toate acestea, azotul din aer nu este disponibil pentru majoritatea plantelor și animalelor. Azotul devine utilizabil numai atunci când este „fixat” biologic de plante sau microorganisme specializate printr-un proces numit „fixare a azotului”.

Înainte de începutul secolului al XIX-lea, singurele intrări de azot într-o formă utilizabilă de plante erau din fixarea biologică a azotului sau fulgere. Soia și alte leguminoase fixatoare de azot au fost plantate pentru a crește conținutul de azot în solurile din terenurile agricole, astfel încât alte plante înfometate cu azot, cum ar fi porumbul, să poată înflori.

Toate acestea s-au schimbat la începutul anilor 1900, când doi oameni de știință, Fritz Haber și Carl Bosch, au descoperit cum să „fixeze” azotul din aer în mod artificial și să-l transforme într-un îngrășământ. Această abilitate de a produce propriul azot a jucat un rol imens în succesul „revoluției verzi” din anii 1940 - 1960. Din păcate, în multe părți ale lumii, îngrășămintele cu azot sunt încă în cantitate extrem de scăzută, împiedicând națiunile mai puțin dezvoltate să cultive suficiente culturi alimentare pentru a îndepărta sărăcia și malnutriția.

Prea mult lucru bun?

În ciuda tuturor beneficiilor sociale pe care le obținem datorită capacității noastre de a produce sau de a „remedia” azotul, există și costuri ecologice și legate de sănătate importante pentru crearea, utilizarea și acumularea de exces de azot în mediul nostru.

Azotul este un element foarte reactiv și poate fi găsit în mediu sub formă gazoasă, solidă sau lichidă. În majoritatea ecosistemelor naturale, azotul este în cantitate redusă și este folosit și reutilizat din nou și din nou. Plantele preiau azot din sol, îl depozitează în țesuturile lor, iar apoi azotul se întoarce din nou în sol atunci când cade litiera frunzelor, plantele se descompun sau animalele depun deșeuri (gândiți-vă la bălegar). Aceeași reciclare naturală a azotului are loc în grădina și peluzele dvs.

Problema este că oamenii produc mai mult îngrășământ cu azot decât oricând. Majoritatea acestui azot suplimentar este creat în fabricarea îngrășămintelor cu azot. Cu toate acestea, arderea combustibililor fosili de la autoturisme și emisiile din fabrică adaugă, de asemenea, azot suplimentar în aer într-o formă reactivă sau disponibilă în instalații. De fapt, astăzi mai mult de jumătate din azotul care circulă în prezent pe planetă este „fixat” de oameni - aproximativ 150 de milioane de tone de azot suplimentar adăugate în fiecare an.

De la câmpuri până la cursuri de apă până la oceane

Ce se întâmplă cu tot acel azot suplimentar? Aici, în Midwest, cumpărăm și folosim mult azot pentru a ne fertiliza culturile, peluzele și grădinile. Porumbul este o plantă foarte solicitantă de azot; fermierii aplică cantități mari de îngrășăminte azotate pe câmpuri în fiecare primăvară pentru a asigura o recoltă productivă.

Nu tot azotul adăugat în câmpurile agricole este preluat și folosit de plante și chiar mai puțin ajunge să fie consumat efectiv ca carne (de la vaci sau porci crescuți pe porumb fertilizat). Peste 80% din îngrășământul azotat aplicat pe câmpul fermierului este pierdut în mediul înconjurător, o mare parte din acesta în aer, râuri și ape subterane. În aval, azotul poate stimula creșterea algelor și degrada calitatea apei. Concentrațiile mari de nitrați în apa potabilă pot fi periculoase pentru sănătatea umană, ducând la condiții precum „sindromul bebelușului albastru”.

Pârâurile și râurile care drenează zonele agricole majore, cum ar fi bazinul râului Mississippi superior, transportă excesul de azot de pe uscat către coastele unde poate contribui la condiții de oxigen scăzut (hipoxic) în oceane și estuare. Golful Mexic se confruntă cu perioade de oxigen scăzut în fiecare vară, ceea ce duce la o „zonă moartă” în care peștii și alte mamifere marine sunt uciși sau obligați să migreze către un habitat mai bun. Anul acesta, datorită unei suprafețe record de porumb stimulat de boomul de etanol, zona moartă din Golful Mexic a fost una dintre cele mai mari din istoria monitorizării.

Probleme pe aer și pe uscat

Azotul nu face doar ravagii în râurile noastre și pe coastele noastre, ci poate avea și efecte asupra terenurilor și aerului nostru natural. Nu tot excesul de azot ajunge în cursuri și râuri. Azotul sub formă de amoniac se poate volatiliza (poate fi eliberat în aer sub formă de gaz) chiar din câmpurile agricole sau din furaje. Alte forme de gaze cu azot eliberate prin arderea combustibililor fosili sunt gaze puternice cu efect de seră (de peste 100 de ori mai puternice decât CO2!) Și pot degrada stratul protector de ozon. În cele din urmă, oxizii de azot contribuie la formarea smogului și au fost legați de pericole pentru sănătate, inclusiv boli respiratorii și alergii.

Chiar și sistemele naturale care sunt de obicei limitate în creșterea lor prin disponibilitatea azotului pot fi afectate negativ de excesul de azot. Azotul ajunge în păduri protejate, pajiști, lacuri și zone sălbatice, deoarece poate fi transportat la sute de mile în direcția vântului din orașe și zone industriale sau agricole. Deoarece azotul se depune pe ecosistemele naturale, acesta poate schimba comunitățile de plante și poate duce la pierderi de biodiversitate. De asemenea, azotul poate acidifica solurile și elimina substanțe nutritive importante ale plantelor, cum ar fi calciu și magneziu.

Ce putem face în legătură cu excesul de azot?

Pentru a rezolva cu adevărat problemele globale asociate cu prea mult azot în unele părți ale lumii și insuficiența de azot în alte zone va necesita o cooperare internațională pe scară largă și o reformă a politicilor. Cu toate acestea, există măsuri care pot fi luate de către indivizi pentru a rezolva problema azotului aici, acasă.

La fel ca în cazul multor probleme de mediu, ajustarea modului în care consumăm resursele este esența soluției. Producția de alimente este sursa supremă de azot adăugat în mediu. Mâncarea organică sau mai mică în lanțul alimentar (diete vegetariene sau vegane) înseamnă că a fost folosit mai puțin azot pentru cultivarea alimentelor dvs. decât o dietă convențională sau bogată în carne. Cea mai mare parte a cărnii pe care o consumăm este hrănită cu porumb intensiv în azot. Consumul local reduce și azotul emis prin combustia fosilă atunci când alimentele sunt transportate de la producător la depozit.

În plus, fiți conștienți de problemele asociate cu excesul de azot din fluxurile și apele subterane. Folosiți îngrășăminte cu cumpătare sau optați pentru alternative organice ori de câte ori este posibil.

În prezent, există o mulțime de politici în jurul problemei carbonului și a schimbărilor climatice. Reglarea emisiilor noastre de carbon este importantă, dar este, de asemenea, important să luăm în considerare azotul alături de carbon. Atât problemele legate de azot, cât și cele de carbon au legături puternice cu producția de energie și alimente și se alimentează în cele din urmă cu problemele de sănătate umană și protecția mediului.

Pentru mai multe informații despre azotul reactiv și efectele acestuia asupra mediului, consultați:

[Bonnie Keeler și-a primit MS în ecologie de la Universitatea din Minnesota în iulie și este în prezent asociat de cercetare pentru Centrul de Știință, Economie și Mediu H. John Heinz III.]