science >> Wetenschap >  >> Natuur

De uitstoot van lachgas 300 keer krachtiger dan koolstofdioxide brengt de toekomst van de aarde in gevaar

Krediet:Shutterstock

Lachgas uit de landbouw en andere bronnen hoopt zich zo snel op in de atmosfeer dat het de aarde op het goede spoor zet voor een gevaarlijke opwarming van 3℃ deze eeuw, ons nieuwe onderzoek heeft gevonden.

Elk jaar, meer dan 100 miljoen ton stikstof wordt in de vorm van kunstmest over gewassen verspreid. Hetzelfde bedrag wordt weer op weiden en gewassen in mest van vee gezet.

Deze kolossale hoeveelheid stikstof zorgt ervoor dat gewassen en weiden overvloediger groeien. Maar er komt ook lachgas vrij (N 2 O), een broeikasgas.

Landbouw is de belangrijkste oorzaak van de toenemende concentraties, en zal waarschijnlijk ook deze eeuw zo blijven. N₂O-emissies van landbouw en industrie kunnen worden verminderd, en we moeten dringend actie ondernemen als we het klimaat op aarde willen stabiliseren.

Waar komt lachgas vandaan?

We vonden dat N 2 O emissies uit natuurlijke bronnen, zoals bodems en oceanen, zijn de afgelopen decennia niet veel veranderd. Maar de uitstoot van menselijke bronnen is snel toegenomen.

Atmosferische concentraties van N 2 O bereikte 331 delen per miljard in 2018, 22% boven het niveau rond het jaar 1750, voordat het industriële tijdperk begon.

Landbouw veroorzaakte bijna 70% van de wereldwijde N 2 O-emissies in het decennium tot 2016. De emissies ontstaan ​​door microbiële processen in de bodem. Het gebruik van stikstof in kunstmest en mest is een belangrijke aanjager van dit proces.

2000 jaar atmosferische lachgasconcentraties. Waarnemingen uit ijskernen en atmosfeer. Krediet:BoM/CSIRO/AAD

Andere menselijke bronnen van N 2 O onder meer de chemische industrie, afvalwater en de verbranding van fossiele brandstoffen.

N₂O wordt vernietigd in de bovenste atmosfeer, voornamelijk door zonnestraling. Maar mensen zenden N . uit 2 O sneller dan het wordt vernietigd, dus het hoopt zich op in de atmosfeer.

N₂O tast zowel de ozonlaag aan als bijdraagt ​​aan de opwarming van de aarde.

Als broeikasgas, N 2 O heeft 300 keer het opwarmingspotentieel van koolstofdioxide (CO 2 ) en blijft gemiddeld 116 jaar in de atmosfeer. Het is het derde belangrijkste broeikasgas na CO 2 (dat tot duizenden jaren in de atmosfeer meegaat) en methaan.

N 2 O put de ozonlaag uit wanneer het in wisselwerking staat met ozongas in de stratosfeer. Andere ozonafbrekende stoffen, zoals chemicaliën die chloor en broom bevatten, zijn verboden op grond van het Montreal Protocol van de Verenigde Naties. N 2 O is niet verboden volgens het protocol, hoewel de Overeenkomst van Parijs ernaar streeft de concentraties ervan te verminderen.

Het verminderen van het gebruik van kunstmest op boerderijen is van cruciaal belang om de N₂O-emissies te verminderen. Krediet:Shutterstock

Wat we hebben gevonden

Het Intergouvernementeel Panel inzake klimaatverandering heeft scenario's voor de toekomst ontwikkeld, waarin de verschillende wegen worden geschetst die de wereld zou kunnen nemen voor emissiereductie tegen 2100. Uit ons onderzoek bleek dat de N₂O-concentraties de voorspelde niveaus in alle scenario's beginnen te overschrijden.

De huidige concentraties zijn in lijn met een wereldwijde gemiddelde temperatuurstijging van ruim boven de 3℃ deze eeuw.

We ontdekten dat wereldwijd door mensen veroorzaakte N 2 O-emissies zijn de afgelopen drie decennia met 30% gestegen. De emissies van de landbouw waren voornamelijk afkomstig van synthetische stikstofmeststoffen die in Oost-Azië werden gebruikt, Europa, Zuid-Azië en Noord-Amerika. De emissies uit Afrika en Zuid-Amerika worden gedomineerd door emissies uit dierlijke mest.

Wat de groei van de uitstoot betreft, de hoogste bijdragen komen van opkomende economieën, met name Brazilië, China, en India, waar de gewasproductie en het aantal vee de afgelopen decennia snel zijn toegenomen.

N 2 O-emissies uit Australië zijn de afgelopen tien jaar stabiel gebleven. De stijging van de uitstoot van landbouw en afval werd gecompenseerd door een daling van de uitstoot van de industrie en fossiele brandstoffen.

Regionale veranderingen in N₂O-emissies door menselijke activiteiten, van 1980 tot 2016, in miljoen ton stikstof per jaar. Gegevens van:Tian et al. 2020, Natuur. Krediet:Global Carbon Project &International Nitrogen Initiative

Wat te doen?

N₂O moet deel uitmaken van de inspanningen om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen, en er wordt al gewerkt. Sinds eind jaren negentig is bijvoorbeeld, inspanningen om de uitstoot van de chemische industrie te verminderen succesvol zijn geweest, met name bij de productie van nylon, in de Verenigde Staten, Europa en Japan.

Het terugdringen van de uitstoot door de landbouw is moeilijker:de voedselproductie moet in stand worden gehouden en er is geen eenvoudig alternatief voor stikstofmeststoffen. Maar er zijn wel enkele opties.

In Europa heeft de afgelopen twee decennia NO-emissies zijn gedaald naarmate de landbouwproductiviteit toenam. Dit werd grotendeels bereikt door overheidsbeleid om de vervuiling in waterwegen en drinkwater te verminderen, wat een efficiënter gebruik van kunstmest aanmoedigde.

Andere manieren om N . te verminderen 2 O-emissies van de landbouw zijn onder meer:

  • beter beheer van dierlijke mest
  • kunstmest toepassen op een manier die beter aansluit bij de behoeften van groeiende planten
  • afwisselend gewassen met gewassen die hun eigen stikstof produceren, zoals peulvruchten, om de behoefte aan kunstmest te verminderen
  • verbeterde efficiëntie meststoffen die de N₂O-productie verlagen.

Wereldwijd lachgasbegroting 2007-16. Credit:overgenomen van Tian et al. 2020. Natuur. Bron:Global Carbon Project &International Nitrogen Initiative.

Naar netto-nul-emissies gaan

Stoppen met het overmatig gebruik van stikstofmeststoffen is niet alleen goed voor het klimaat. Het kan ook de watervervuiling verminderen en de winstgevendheid van de boerderij verhogen.

Zelfs met het juiste landbouwbeleid en de juiste maatregelen, kunstmest en kunstmest zullen nodig zijn. Om de sector tot nul uitstoot van broeikasgassen te brengen, nodig om het klimaat te stabiliseren, nieuwe technologieën nodig zullen zijn.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.