W atmosferze rośnie stężenie podtlenku azotu

W badania zaangażowane było konsorcjum naukowe składające się z 57 naukowców z 14 różnych państw oraz 48 instytucji badawczych. Kierownictwo sprawował Uniwersytet w Auburn w stanie Alabama (USA) pod egidą Globalnego Projektu Węglowego (Global Carbon Project) i Międzynarodowej Inicjatywy Na Rzecz Azotu (International Nitrogen Initiative).

Celem badania była kompleksowa analiza wszystkich źródeł i pochłaniaczy podtlenku azotu (N2O). Podtlenek azotu jest trzecim najważniejszym gazem cieplarnianym po dwutlenku węgla i metanie. W atmosferze utrzymuje się ok. 150 lat.

"Podtlenek azotu zajmuje obecnie trzecie miejsce w rankingu gazów, które przyczyniły się do wzrostu średniej temperatury powierzchni Ziemi. Jego koncentracje wzrosły w mniejszym stopniu niż stężenia dwutlenku węgla i metanu. Nie oznacza to jednak, że można go lekceważyć. Jest go w atmosferze stosunkowo mało i w związku z tym nawet niewielki wzrost koncentracji przekłada się na istotną zmianę w bilansie energetycznym planety" - komentuje dr Aleksandra Kardaś z Instytutu Fizyki UW, cytowana w komunikacie prasowym.

Według autorów badań opublikowanych w najnowszym "Nature" rosnące zużycie nawozów azotowych w światowej produkcji żywności powoduje wzrost stężenia podtlenku azotu w atmosferze. Wzrastająca emisja podtlenku azotu stanowi z kolei zagrożenie dla realizacji celów klimatycznych i założeń wynikających z tzw. Porozumienia Paryskiego. Zgodnie z nim społeczność międzynarodowa zobowiązała się do podejmowania działań na rzecz zatrzymania globalnego ocieplenia na poziomie dwóch stopni Celsjusza - a w razie możliwości 1,5 stopnia Celsjusza - powyżej średniej temperatur sprzed rewolucji przemysłowej.

"Obecne emisje prowadzą do wzrostu temperatury na świecie o 3 st. C, a więc dwa razy więcej, niż zakłada Porozumienie Paryskie" - mówi Robert Jackson, współautor badań oraz profesor Uniwersytetu w Stanford i przewodniczący inicjatywy Global Carbon Project.

Wyniki badań wskazują, że stężenie podtlenku azotu wzrosło o 20 proc. w porównaniu z poziomem sprzed epoki przemysłowej. Jego emisje przyspieszyły w ostatnich dziesięcioleciach w wyniku różnych rodzajów działalności człowieka. Główną przyczyną tego wzrostu jest rolnictwo, które w latach 2007-2016 odpowiadało za prawie 70 proc. emisji - opisuje Auburn University w omówieniu badań.

Każdego roku ponad 100 milionów ton azotu jest rozrzucane na ziemiach uprawnych na całym świecie jako nawóz syntetyczny. Kolejne 100 milionów ton pada na pastwiska w oborniku pochodzącym od zwierząt gospodarskich. Coraz większe emisje kumulują się w atmosferze szybciej, niż może dojść do ich naturalnego rozkładu.

Rezultaty badań wskazują również, że największa część globalnej emisji podtlenku azotu pochodzi ze Wschodniej i Południowej Azji, Afryki, a także Ameryki Południowej. Emisje z nawozów syntetycznych dominują na terenie Chin, Indii oraz Stanów Zjednoczonych. Emisje z nawozów naturalnych, czyli wynikające ze stosowania obornika zwierzęcego jako nawozu, przodują natomiast w Afryce oraz Ameryce Południowej. Najwyższe wskaźniki przyrostu odnotowano w krajach rozwijających się, zwłaszcza w Brazylii, Chinach i Indiach, z powodu zwiększających się produkcji rolnej i hodowli bydła.

"Głównym czynnikiem wpływającym na wzrost podtlenku azotu w atmosferze jest rolnictwo, a rosnące zapotrzebowanie na żywność i paszę dla zwierząt będzie powodować coraz to większą emisję tego gazu - tłumaczy Hanqin Tian, lider zespołu badawczego, dyrektor Międzynarodowego Centrum Badań nad Klimatem i Zmianami Globalnymi Szkoły Leśnictwa i Przyrody Uniwersytetu w Auburn. - Istnieje konflikt między ludzkim sposobem żywienia, a stabilizacją klimatyczną" - dodaje.

W nadchodzących dziesięcioleciach naukowcy spodziewają się dalszego wzrostu emisji podtlenku azotu w wyniku rosnącego zapotrzebowania na żywność, paszę, włókna i energię oraz wzrostu ilości źródeł pochodzących z wytwarzania odpadów i procesów przemysłowych. W przeciwieństwie do energii z paliw kopalnych, które można zastąpić energią odnawialną, nie ma prostej bezemisyjnej alternatywy dla nawozów azotowych. W produkcji żywności zawsze będzie wyciekać trochę azotu, ale można zmniejszyć jego ilość - wynika z komunikatu Auburn University.

Według prof. Wilfrieda Winiwartera z International Institute for Applied Systems Analysis w Austrii i Uniwersytetu Zielonogórskiego istnieją szanse na zmniejszenie emisji podtlenku azotu. "Europa to jedyny region na świecie, który zmniejszył emisję podtlenku azotu w ciągu ostatnich dwóch dziesięcioleci - mówi Winiwarter cytowany w komunikacie przesłanym przez Uniwersytet Zielonogórski. - Polityka przemysłowa i rolna mająca na celu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych i zanieczyszczenia powietrza, a także zwiększenie efektywności w zużyciu nawozów, okazały się skuteczne. Nie zmienia to faktu, że zarówno w Europie jak i na świecie konieczne będą dalsze starania".

"Racjonalizacja nawożenia, stosowanie roślin bobowatych (motylkowych) jako zielonego nawozu, a także ograniczenie produkcji zwierzęcej to metody, które nie tylko pozwolą na ograniczenie emisji podtlenku azotu, ale także przyniosą korzyści rolnikom. Dlatego tak ważna jest reforma Wspólnej Polityki Rolnej UE i uznanie takich działań za usługi ekosystemowe, za wdrażanie których rolnicy będą mogli otrzymywać płatności. Konieczne jest także uznanie celu osiągnięcia neutralności klimatycznej rolnictwa przed 2040 rokiem za cel zarówno polskiej jak i unijnej polityki rolnej" - komentuje prof. SGGW Zbigniew Karaczun, ekspert Koalicji Klimatycznej, w przesłanym przez nią komunikacie.

Josep "Pep" Canadell z australijskiego Centrum Nauk o Klimacie, współautor badań i dyrektor wykonawczy Global Carbon Project ocenia, że nowa analiza ukazuje potrzebę zmiany sposobu myślenia o używaniu i nadużywaniu nawozów azotowych na całym świecie oraz wzywa nas do przyjęcia bardziej zrównoważonych praktyk w zakresie produkcji żywności, w tym zmniejszenia jej marnotrawstwa. "Wyniki tych badań podkreślają, jak pilna jest potrzeba ograniczenia emisji podtlenku azotu na całym świecie, aby uniknąć katastrofalnych skutków klimatycznych" - podsumowuje.