Een belangrijke atomaire bouwsteen voor alle levende organismen en een van de meest voorkomende elementen in de melkweg, stikstof is een essentieel onderdeel van ons ecosysteem. Maar om ons ecosysteem te laten functioneren, op stikstof gebaseerde verbindingen moeten door de lucht circuleren, water, en bodem in een delicaat evenwicht tussen de andere organisch-chemische drijfveren van het leven.

Menselijke activiteit verstoort de natuurlijke balans van stikstof aanzienlijk, een bedreiging vormen voor de gezondheid van zowel het land- als het waterleven. Met dat in gedachten, Atmosferische en oceanische wetenschapsbrieven (AOSL) publiceerde op 21 mei een speciale uitgave, 2020 gewijd aan het onderwerp, het samenbrengen van een verzameling van 13 papers die de trapsgewijze gevolgen van stijgende stikstofniveaus in omloop onderzoeken.

De grootste menselijke oorzaak van stikstofemissies in de lucht is voedselproductie. De wereldwijde landbouwsector is afhankelijk van op ammoniak gebaseerde meststoffen om de grond elk seizoen voor te bereiden om nieuwe gewassen te verbouwen. Regen en kunstmatige irrigatie vegen een groot deel van de op stikstof gebaseerde mest weg, het landen in meren en oceanen, schade toebrengen aan aquatische ecosystemen.

Bij de verbranding van biobrandstoffen en fossiele brandstoffen komen ook enorme hoeveelheden stikstof vrij in de atmosfeer. Gecontroleerde brandwonden om land voor te bereiden op akkerbouw, ook wel biomassaverbranding genoemd, leidt tot tal van problemen met de kwaliteit van leven, een van de meest opvallende daarvan is de zichtbare roodachtige waas die stadsbewoners 'smog' noemen. Stikstof uit de atmosfeer komt uiteindelijk via regenbuien op het land terecht, maar de uitstoot overtreft vaak het natuurlijke vermogen van de aarde om de lucht te zuiveren. Die voortdurende cyclus van overtollige stikstof blijft de trend van verminderde biodiversiteit stimuleren, vooral in oceanen.

Yuepeng Pan, doctoraat, AOSL-redacteur en wetenschapper bij het Institute of Atmospheric Physics aan de Chinese Academie van Wetenschappen, zei de speciale uitgave getiteld "Reactieve stikstof in de lucht:emissies, Proces, Afzetting en effecten, " bevordert het begrip van de wetenschappelijke gemeenschap van atmosferisch transport van stikstof en al zijn gevolgen. "Het is absoluut noodzakelijk dat we de stroom van stikstofverbindingen in en uit de atmosfeer beter blijven begrijpen, zodat beleidsmakers effectievere interventies kunnen leveren, ' zei Pan.

De AOSL-reeks suggereert dat een volgende generatie studies over stikstofdepositie de impact van ammoniak verder zou moeten onderzoeken, overwegende de uitstoot van veeafval te verhogen, meststoffen, en verbranding van fossiele brandstoffen. Eerdere artikelen ontleenden hun gegevens voornamelijk aan veldexperimenten waarbij stikstofoplossing op de bodem werd gespoten en negeerden dus grotendeels de directe effecten van ammoniak.

Hoewel China, de grootste uitstoter, de afgelopen vijf jaar de stikstofproductie heeft weten te verminderen, wereldwijde emissies blijven groeien. Dat, Dr Pan zegt, is reden tot bezorgdheid onder de wetenschappelijke gemeenschap. Zonder verder onderzoek en bruikbare interventies, meer schade aan ecosystemen zal waarschijnlijk optreden. "We hebben de weg geëffend voor verdere wereldwijde onderzoekssamenwerking over dit dringende probleem, ' zei Pan.