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儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】氣候變暖是目前面臨的主要的環(huán)境挑戰(zhàn)。近年來，平均氣溫屢創(chuàng)新高、兩極冰川融化、天氣增多等氣候變化已經(jīng)對生態(tài)系統(tǒng)以及人類的生活和經(jīng)濟發(fā)展造成了巨大的威脅。2015年，《巴黎協(xié)定》通過，各國加強了應(yīng)對氣候變化的努力，減少碳排放成為現(xiàn)階段減緩變暖速度的主要方式。然而，近的一項研究表明，僅僅減少碳排放并不能實現(xiàn)巴黎氣候協(xié)定的目標。
10月8日，《自然》雜志刊登了一項關(guān)于氧化亞氮(N2O)排放對氣候變化影響的研究成果。論文指出，人為的氧化亞氮排放增長速度比預(yù)測的所有排放情景都要快，這將導(dǎo)致平均溫度較前工業(yè)化時期上升幅度達到3℃，遠高于巴黎協(xié)定的目標。
氧化亞氮是僅次于二氧化碳和
甲烷的重要溫室氣體，其增溫效應(yīng)顯著，在100年尺度上是二氧化碳的 298倍，對溫室效應(yīng)的貢獻率約占6%。而且氧化亞氮上升至平流層后還會與
臭氧發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，破壞臭氧層。由于氧化亞氮對人類居住環(huán)境會產(chǎn)生非常大的危害，因此早在上世紀就成為環(huán)境科學(xué)的熱門研究課題。然而面對氣候變暖問題，各國在控制氧化亞氮排放方面所做的工作卻遠遠不夠。
人為來源氧化亞氮排放約70%來自農(nóng)業(yè)活動，主要為施用化學(xué)氮肥與畜禽糞便制成的有機肥導(dǎo)致的排放。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是人類生存和發(fā)展的基本保障。隨著人口的增加和生活水平的提高，人類對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求也在不斷增加。而施加氮肥是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無法避免的環(huán)節(jié)。目前氧化亞氮排放已經(jīng)成為升溫控制的重大挑戰(zhàn)，如何在保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)減排，是各農(nóng)業(yè)大國都亟需解決的問題。一個有效的措施是減少化肥使用量、提高化肥使用效率，此外研究者們還需要加強對農(nóng)田溫室氣體排放的監(jiān)測。
與NO和NO2等大氣污染監(jiān)測中常見的氮氧化物相比，氧化亞氮的監(jiān)測更為困難。我國在農(nóng)田氧化亞氮監(jiān)測中常用靜態(tài)箱法，即在地表面蓋上一個能密閉的箱，測定箱內(nèi)一個時段內(nèi)的 N2O的變化，根據(jù)箱口面積、箱體積和時間，即可計算出N2O的排放速率。其中N2O濃度的測量一般使用帶有電子撲獲檢測器(ECD)的氣相色譜儀。在此基礎(chǔ)上，我國也研制出了農(nóng)田甲烷和氧化亞氮排放自動采樣觀測系統(tǒng)，可以完成對采樣箱中氣體的自動采集、輸送和分析。然而與普通的大氣污染物監(jiān)測相比，氧化亞氮的監(jiān)測顯得更為復(fù)雜，只能在特定區(qū)域進行監(jiān)測，無法大規(guī)模應(yīng)用。
每年排出的氧化亞氮數(shù)量龐大，除了土壤外，河流、海洋以及工業(yè)生產(chǎn)也會向大氣中釋放大量氧化亞氮。而且自然環(huán)境中氮素循環(huán)的研究也沒有碳循環(huán)深入。因此控制氧化亞氮排放的難度要比二氧化碳和甲烷大很多。然而無論有多困難，為了人類的未來，我們都要從現(xiàn)在開始改變。
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