全球问题过多或过少氮
中氮、氨基酸、蛋白质和DNA,是生命所必需的。虽然有大量的氮,几乎都是在一个不起化学反应的形式(气态氮,N2)是大多数生物不是可用的。N化合物分为两组——无电抗和活性。无电抗N是氮气。活性N (Nr)包括所有生物活性、光化学反应,辐射活跃N化合物在大气和地球的生物圈。因此Nr包括无机形式的减少N(例如,NH3, NH4 +),无机氧化形式(例如,氮氧化物、硝酸、一氧化二氮、NO3 -),和有机N化合物(例如,尿素,胺,蛋白质,核酸),可以进行生物化学转换。在没有人工干预的情况下,活性氮的供应环境不足以维持当前的人类生活的丰富。因此人类学会了在20世纪早期气体氮气转化为形式,如何维持粮食生产。今天有超过40%的世界人口,因为这种能力(Galloway et al, 2004, 2008)。
介绍了活性N主要由自然陆地环境生物固氮作用在森林和草原,尤其是在热带地区。人类活动介绍活性N无意中由化石燃料燃烧和有意通过生物固氮与农作物和合成的,允许哈勃-博施方法生产肥料。人类引入Nr已经改变随着时间的推移,相对于自然资源(图4.2)。1860年,自然陆地固氮介绍了100年至200年每年tg Nr (Galloway等,2004)。在过去的几十年里,人类活动这个供应大约翻了一番。Nr创造继续逐年增加。这是由农业生产活动,但化石燃料能源扮演着重要的角色,和使用的不断增加ios版雷竞技官网入口 是添加一个新的和迅速变化的维度。从1860年到1995年,能源和食品生产稳步增长绝对和人均;Nr创造也增加了从1860年到156年大约15 tg N一tg N一1995年,并在2005年进一步增加到187 tg N一年级,在很大程度上是因为谷物产量增加了20%,肉类产量26%大约10年了。这些上涨的农产品需求通过匹配提高Nr创造持续的从100年到121年哈勃-博施方法tg N一年级(粮农组织,2006年)。
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图4.2全球人为创造的,哈勃-博施方法活性氮的生物固氮与农作物,和化石燃料的燃烧
来源:改编自Galloway et al (2003)
Cultivation-induced生物固氮(C-BNF)发生在几个农业系统,与作物、牧草和饲料豆类是最重要的。C-BNF估计1995是31.5 tg N,因为增加的大豆和肉类生产在过去的十年里,加洛韦et al(2008)估计,2005年C-BNF 40 tg并行N,主要商业能源生产的煤,ios版雷竞技官网入口 和石油燃烧从85.43亿吨石油当量增加(Mtoe)到10600 Mtoe (24%) (BP全球,2007)。
Nr的比例由不用于氮肥生产哈勃-博施方法在各种行业作为原料,使产品,如尼龙和其他塑料、树脂、胶水、三聚氰胺,动物/鱼/虾饲料添加剂和炸药(Galloway等,2008)。2005年,约有23 tg N, Haber-Bosch Nr的占20%,以这种方式使用(Prud’homme, 2007),但对Nr的最终命运。
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