一组国际研究人员运用各种科学技术探索与氮相关的策略如何改善空气质量并减少环境中的氮沉降。他们的研究结果表明，某些措施——包括优化燃料燃烧、改善农业中的氮利用以及减少食物浪费——能够显著减少因空气污染导致的早逝人数，以及降低农作物损失和生态系统破坏。
生产食品和能源的活动显著污染了氮水平，这对空气和水质量产生了不利影响，并威胁到气候和生态系统。最新研究揭示了氮管理如何减轻污染，从而改善公共健康并支持可持续发展目标（SDGs）。
我们星球上的氮循环是被超越最多的边界之一。来自农业实践和化石燃料燃烧的氮污染物（如氨（NH3）、氮氧化物（NOx）和一氧化二氮（N2O））的释放导致空气污染并扰乱生态系统。这些污染物对人类健康、农业生产力和环境健康产生了不利影响。随着全球对食品和能源需求的增加，这些有害影响预计将加剧。
尽管被称为“氮干预”的氮污染减少技术和策略有潜力改善空气质量和生态健康，但这一领域尚未得到充分研究。常规研究关注氮预算，跟踪氮通过空气、水和土壤的运动，但缺乏对生化变化的细致研究；而地球科学研究往往集中于某一环境部门，缺乏氮流动的广泛背景。
为弥补这一知识差距，一个国际研究团队利用多种科学方法评估氮干预如何改善空气质量并减少氮沉降。他们的工作发表在期刊Science Advances上，强调提高燃料燃烧效率、增强农业中的氮利用效率以及减少食物浪费等措施，可以显著减少与空气污染相关的早逝数量以及对农作物和生态系统的风险。虽然这些干预通常是针对空气或水质量等个别目标进行评估的，但认识到管理氮的广泛协同效益对于未来政策的有效性和污染减轻至关重要。
“我们开发了一个综合评估框架，将未来氮政策情景与综合评估模型、空气质量模型和剂量-响应关系相结合，以评估雄心勃勃的措施如何在局部层面减轻空气污染和生态影响，”主要作者、同时在北京大学和国际应用系统分析研究所（IIASA）任职的博士后研究员郭艺馨表示。
研究表明，到2050年，雄心勃勃的氮管理策略可将全球氨和氮氧化物的排放分别减少40%和52%，与2015年的水平相比。这些减少将显著抑制空气污染，预计将挽救817,000条生命，降低地面臭氧水平，并减少农业产量损失。如果没有这些干预，预计到2050年环境损害将加剧，尤其是影响非洲和亚洲的地区。相反，实施这些措施将为同样的地区带来最大的益处。
“我们的研究表明，氮干预的优势将随着时间的推移而扩大，到2050年的影响将比2030年更为明显。氨和氮氧化物的最大减少预计发生在东亚和南亚，主要是通过改善农业实践和在工业部门采用技术。这些减少将促进空气污染水平降低，帮助许多地区达到世界卫生组织的中期目标。此外，随着人口的增加，这些干预的健康收益预计会增长，特别是在发展中地区，”艺馨补充道。
“我们的研究强调氮干预可以为多个可持续发展目标做出重要贡献，包括良好健康与福祉（SDG 3）、零饥饿（SDG 2）、负责任消费与生产（SDG 12）以及陆地生物（SDG 15），”联合作者、北京大学大气与海洋科学系副教授张琳表示。
“这项协作研究展示了IIASA的研究成果如何在全球范围内应用。应对环境问题的解决方案因地区而异，使得即使在面对像氮污染这样复杂的挑战时也能提供量身定制的政策建议，”联合作者、IIASA能源、气候与环境项目污染管理研究组高级研究员威尔弗里德·维尼瓦特总结道。
