图:理大研究揭示化肥及气候暖化导致土壤亚硝酸排放上升,最终加剧全球臭氧污染。
【大公报讯】记者郭如佳报道:大气臭氧污染不但危害人类健康及农作物生长,更加剧气候暖化,成为全球环境问题。臭氧的形成除了受人为污染物影响,与土壤排放亦有密切关系。香港理工大学研究人员整合由1980年至2016年间的全球土壤亚硝酸(HONO)排放数据,再结合全球化学气候模型进行研究,揭示土壤亚硝酸排放是导致臭氧浓度上升的重要原因,并会对植被带来负面影响。研究成果已发表于国际期刊《自然通讯》。
过去已有研究指出,空气中的亚硝酸可能高达八成是来自土壤排放。亚硝酸与大气中其他污染物的相互作用,对臭氧的化学生成起了关键作用。此外,亚硝酸亦会导致臭氧前体氮氧化物(NOX)在空气中的浓度提高,进而促进臭氧形成。
由理大土木及环境工程学系大气环境讲座教授王韬教授带领的研究团队,汇编来自世界各地不同生态系统的土壤亚硝酸排放量综合数据集,创建一套可作定量分析的参数化方案,量化这些排放带来的影响。
研究指出,全球土壤亚硝酸排放量从1980年的9.4太克氮(Tg N)升至2016年的11.5太克氮。团队利用化学气候模型模拟这些排放对大气成分的影响,发现全球表面臭氧浓度会因此每年平均上升2.5%,局部区域的增幅更高达29%。同时,这亦会增加植被暴露于臭氧的风险,大大影响生态平衡及粮食作物的生产,更会减低植被吸收二氧化碳的能力,令温室效应进一步加剧。
团队分析,土壤亚硝酸排放受含氮化肥的使用及土壤温度、土壤水分含量等气候因素影响,排放量因而有明显的季候性及地域性差异。全球土壤亚硝酸排放量的高峰期集中在夏季,是土壤温度较高及农作物生长蓬勃的时期。其中,北半球占全球土壤亚硝酸排放量的三分之二,并以亚洲最高,占总排放量37.2%,排放热点主要集中在印度、中国东部、北美中部、欧洲、非洲大草原及南美洲的农业区域。
抵销人为减排效益
近年,全球积极减低人为排放量,或导致更多地区转变为氮氧化物受限状态,加剧土壤排放对空气污染及臭氧形成的影响。王韬教授表示:“随着全球暖化恶化及化肥用量增加,土壤亚硝酸排放量料会持续上升,可能会令减少人为排放所带来的部分预期效益遭抵销。因此,要有效推动可持续发展,必须深入了解及妥善管理土壤排放量。我们建议在制定全球空气污染缓解策略时,将土壤亚硝酸排放纳入整体考量。”