science >> Wetenschap >  >> Natuur

Bodememissies in Central Valley een grote bron van vervuiling door stikstofoxiden

Russell Ranch experimentele boerderij bij UC Davis. Krediet:Maya Almaraz

Een voorheen niet-erkende bron van stikstofoxide draagt ​​bij tot ongeveer 40 procent van de NOx-emissies in Californië, volgens een onderzoek onder leiding van de Universiteit van Californië, Davy. De studie traceert de emissies naar bemeste bodems in de regio Central Valley.

In de studie, gepubliceerd op 31 januari in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , de auteurs vergeleken computermodellen met schattingen verzameld van wetenschappelijke vluchten boven de San Joaquin Valley. Zowel het model als de vluchtgegevens suggereerden dat tussen de 25 en 41 procent van de NOx-emissies afkomstig is van bodems met zware stikstofbemesting.

Landelijke smogbron

Smogvormende stikstofoxiden, of NOx, zijn een familie van luchtvervuilende chemische verbindingen. Ze zijn essentieel voor de vorming van ozon op leefniveau en dragen bij aan nadelige gezondheidseffecten, zoals hartaandoeningen, astma en andere ademhalingsproblemen. NOx is een hoofdbestanddeel van luchtvervuiling, die volgens schattingen van de Wereldgezondheidsorganisatie wereldwijd 1 op de 8 sterfgevallen veroorzaakt.

Fossiele brandstoffen worden al lang erkend als een belangrijke veroorzaker van NOx-vervuiling. Technologieën zoals de katalysator hebben ertoe bijgedragen dat de NOx-uitstoot van voertuigen in stedelijke gebieden aanzienlijk is verminderd. Maar enkele van de ergste luchtkwaliteitsproblemen van de staat bevinden zich nu in landelijke gebieden, met name de regio Central Valley, waar enkele van de armste gemeenschappen in Californië wonen.

De kleuren van deze kaart geven de niveaus van NOx-emissies in Californië aan. Krediet:UC Davis

Meer eten, minder vervuiling

De Central Valley is ook een van 's werelds meest productieve landbouwgebieden. Ongeveer de helft van het fruit en de noten die in de Verenigde Staten worden geproduceerd, wordt daar verbouwd. Dit omvat bijna alle amandelen van het land, walnoten, rozijnen, avocado's, en tomaten.

"We moeten meer voedsel produceren, " zei hoofdauteur Maya Almaraz, een postdoctoraal onderzoeker van de National Science Foundation in het laboratorium van professor Ben Houlton van UC Davis. "We moeten het doen op het land dat we hebben. Maar we moeten het doen met verbeterde technieken."

De kleuren van deze kaart geven gebieden aan waar kunstmest wordt toegepast in Californië. Krediet:UC Davis

Mogelijke oplossingen

De studie suggereert mogelijke oplossingen voor het verminderen van NOx-bodememissies, voornamelijk door verschillende vormen van mestbeheer.

Slechts ongeveer de helft van de stikstofbemesting die op gewassen wordt toegepast, wordt door de plant gebruikt. Maar het is aangetoond dat meststoffen met langzame afgifte die voedingsstoffen leveren op een manier die de natuur beter nabootst, de efficiëntie van het stikstofgebruik van gewassen aanzienlijk verbeteren. vermindering van de uitstoot van stikstof in het milieu.

Programma's voor gezonde bodems die koolstof in de bodem herstellen, kunnen ook helpen de klimaatverandering te bestrijden en zullen waarschijnlijk de vasthouding van voedingsstoffen en de kringloop naar gewassen vergroten.

En precisielandbouwpraktijken helpen de efficiëntie van water en kunstmest te verbeteren, vooral in meerjarige gewassen, zoals amandelen.

Voortbouwen op werk in beweging

De staat is dit jaar ook begonnen met een programma waarin telers in coalities samenwerken om informatie te verzamelen over efficiënt gebruik van stikstof, zodat ze kunnen evalueren hoe en waar de staat stikstof in landbouwgebieden moet beheren. Dit werk is gericht op het verminderen van nitraat in het grondwater, maar het kan een dubbel voordeel hebben bij het verminderen van de NOx-emissies.

"Aangezien deze bron van NOx lokaal kan blijven, grotendeels in landelijke boerengemeenschappen, we moeten een soort 'katalysator' ontwikkelen voor bodems en boerderijen, " zei senior auteur Houlton, een professor bij het UC Davis Department of Land, Lucht- en watervoorraden, en directeur van het John Muir Institute of the Environment. "Het is van cruciaal belang dat nieuw beleid zich richt op prikkels om de nieuwste technologieën voor nutriëntenbeheer naar boerderijen te brengen, zodat telers voedsel efficiënter kunnen produceren, het verhogen van hun bedrijfsresultaten en het verbeteren van de gezondheid op het platteland."