圖:理大研究揭示化肥及氣候暖化導致土壤亞硝酸排放上升,最終加劇全球臭氧污染。
【大公報訊】記者郭如佳報道:大氣臭氧污染不但危害人類健康及農作物生長,更加劇氣候暖化,成為全球環境問題。臭氧的形成除了受人為污染物影響,與土壤排放亦有密切關係。香港理工大學研究人員整合由1980年至2016年間的全球土壤亞硝酸(HONO)排放數據,再結合全球化學氣候模型進行研究,揭示土壤亞硝酸排放是導致臭氧濃度上升的重要原因,並會對植被帶來負面影響。研究成果已發表於國際期刊《自然通訊》。
過去已有研究指出,空氣中的亞硝酸可能高達八成是來自土壤排放。亞硝酸與大氣中其他污染物的相互作用,對臭氧的化學生成起了關鍵作用。此外,亞硝酸亦會導致臭氧前體氮氧化物(NOX)在空氣中的濃度提高,進而促進臭氧形成。
由理大土木及環境工程學系大氣環境講座教授王韜教授帶領的研究團隊,彙編來自世界各地不同生態系統的土壤亞硝酸排放量綜合數據集,創建一套可作定量分析的參數化方案,量化這些排放帶來的影響。
研究指出,全球土壤亞硝酸排放量從1980年的9.4太克氮(Tg N)升至2016年的11.5太克氮。團隊利用化學氣候模型模擬這些排放對大氣成分的影響,發現全球表面臭氧濃度會因此每年平均上升2.5%,局部區域的增幅更高達29%。同時,這亦會增加植被暴露於臭氧的風險,大大影響生態平衡及糧食作物的生產,更會減低植被吸收二氧化碳的能力,令溫室效應進一步加劇。
團隊分析,土壤亞硝酸排放受含氮化肥的使用及土壤溫度、土壤水分含量等氣候因素影響,排放量因而有明顯的季候性及地域性差異。全球土壤亞硝酸排放量的高峰期集中在夏季,是土壤溫度較高及農作物生長蓬勃的時期。其中,北半球佔全球土壤亞硝酸排放量的三分之二,並以亞洲最高,佔總排放量37.2%,排放熱點主要集中在印度、中國東部、北美中部、歐洲、非洲大草原及南美洲的農業區域。
抵銷人為減排效益
近年,全球積極減低人為排放量,或導致更多地區轉變為氮氧化物受限狀態,加劇土壤排放對空氣污染及臭氧形成的影響。王韜教授表示:「隨着全球暖化惡化及化肥用量增加,土壤亞硝酸排放量料會持續上升,可能會令減少人為排放所帶來的部分預期效益遭抵銷。因此,要有效推動可持續發展,必須深入了解及妥善管理土壤排放量。我們建議在制定全球空氣污染緩解策略時,將土壤亞硝酸排放納入整體考量。」