Zemědělci to nemají lehké. Velkovýroba se bez ochrany před škůdci neobejde a tak jedni jim mají za zlé, že používají k postřikům jedy a když přejdou na pěstování plodin, které jsou vůči škůdcům odolnější a chemickou ochranu nevyžadují, spílá jim za to jiná parta ochranářů ještě halasněji. Farmáři se nezavděčí dokonce ani když chemii a geneticky modifikované plodiny nepoužívají. Hnůj totiž smrdí a hnojení podporuje rozvoj sinic ve vodních nádržích. Zpráv, že by zemědělci také mohli být životnímu prostředí ku prospěchu je jako šafránu. Jedna taková nyní přichází z biochemického oddělení Max Planckova ústavu v Mainz a týká se hnojení. Prý není jen dobré na zvyšování výnosů a zhoršování eutrofizace vod, ale může mít i pozitivní vliv tam, kde by to čekal jen málo kdo – v posilování samočistících schopností atmosféry. Kyselina dusitá, která se tvoří v pohnojených půdách, místo toho aby zvyšovala kyselost půdy, uvolňuje se do atmosféry a tam dává vznik hydroxylovým radikálům.
Hydroxylo vý radikál ·OH je neutrální forma hydroxidového iontu (OH−). Je velmi reaktivní a má krátkou dobu života. Soudilo se, že radikály v atmosféře vznikají především jen reakcí excitovaného atomárního kyslíku (ozonu) s vodou.
Kolektiv německých a čínských vědců tak trochu nevědomky přispěl ke společenské rehabilitaci zemědělského stavu když odhalil, že producentem radikálů čistících vzduch již není jen známý ozón, ale i pohnojená půda a z ní se uvolňující kyselina dusitá. Pro její plynnou formu se používá označení HONO. Za její hlavní zdroj je obecně pokládána reace OH s NO. Nedávno odhalená rekace fotolyticky excitovaného NO2 s vodní párou může být svým rozsahem srovnatelná, ale zatím se o její velikosti ještě vědci přou. Na myšlenku uvolňování velkého množství kyseliny dusité do ovzduší přivedly výzkumníky počty. Žádnými dosud známými reakcemi v plynné fázi se jim nedařilo dojít k vysokým koncentracím kyseliny dusité v atmosféře. A také nějak smysluplně vysvětlit její každodenní cyklické změny. Dnes je již jasné, že tato kyselina pochází z půdy a že se podílí na vzniku radikálů jež se angažují v oxidaci škodlivých látek, zvláště těch nacházejících se v nižších vrstvách atmosféry. Oxidované a již prakticky neškodné příměsi jsou pak vymývány ze vzduchu deštěm. Dříve tento samočistící proces v němž „ozdravný“ efekt hraje dusík, nebyl znám.
V půdě bohaté na dusík se kyselina tvoří z dusitanových iontů a ty vznikají činností mikrobů při zpracování amoniaku a dusičnanových (nitrátových) iontů. Čím je půda kyselejší a čím více obsahuje aniontů NO2, tím více produkuje kyseliny dusité.
Můžeme tedy říci, že část dusíkatých hnojiv se vlastně tímto koloběhem transformuje do atmosféry. Vědci na to přišli když pokusničili se vzorky půdy z různých oblastí (odebírali je z vrstvy o mocnosti 5 cm). Některé z nich pak přihnojovali a současně si hráli s jejich půdní vlhkostí. Při tom vyšlo najevo, že množství uvolňovaného HONO se mění souběžně s tím, jak se mění kyselost, rozpustnost a stabilita půdního prostředí. Autoři tvrdí, že se jim tím podařilo objasnit, proč jsou nad pohnojenými pozemky v ovzduší vysoké hladiny HONO a tím i „čistší vzduch“.
Zdroj vysokých koncentrací HONO v nižších vrstvách atmosféry byl dlouho záhadou.
Hydroxylové radikály jsou klíčovými prvky ve fotochemických procesech probíhajících v atmosféře. Zatímco ve vysokých vrstvách atmosféry jsou dílem sluníčka, dole je až 30 % těchto radikálů ponovu přičítáno fotolýze kyseliny dusité (HONO). Terénní pozorování na půdách z různých stanovišť svědčí o velkém producentovi HONO, který naší pozornosti unikal. Jsou jím dusitany a největším výrobcem HONO a potažmo hydroxylových – atmosféru čistících iontů je pohnojená půda o nízkém pH. Nabýt dojmu, že neobdělávaná půda, boreálních oblasti a lesy jsou v tomto smyslu bez významu by byl omyl. Jde o příliš velké plochy, které menší produkci kyseliny kompenzují svou kvantitou. Zatím tuto oblast z pohledu vlivu na ovzduší nikdo nesledoval. Vylučování HONO půdou v žádném případě není jen lokální záležitostí a nové poznatky svědčí, že jde o globálně významného hráče na poli kvality vzduchu a koloběhu dusíku v přírodě.
Jak se dalo čekat, podle vyjádření vedoucího kolektivu Ulricha Pöschla jeho tým nyní začne zkoumat vliv půdních procesů na klima planety. Podrobnosti, jak které půdy se chovají v různých podmínkách, by měly klimatologům posloužit v jejich globálním klimatickém modelování. V představách je, že k prudkým změnám dojde v rozvojových zemích a všude tam, kde začnou při obdělávání půdy hnojit a spolu s tím se začne půda okyselovat. To by s případným zvýšením teploty vedlo ke zvýšení produkce HONO a tím i ke zlepšení samočistících schopností atmosféry.
Prameny:
Hang Su, Yafang Cheng, Robert Oswald, Thomas Behrendt, Ivonne Trebs, Franz X. Meixner, Meinrat O. Andreae, Peng Cheng, Yuanhang Zhang & Ulrich Pöschl, Soil nitrite as a source of atmospheric HONO and OH radicals, Science, 18 August 2011, DOI: 10.1126/science.1207687
Diskuze:
omyl, který moc nevadí
Tomáš Pilař,2011-08-25 09:32:03
pane Přikryl máte pravdu v, že dusík není limitem rozvoje vodního květu. Na druhou stranu čistě dusíkatými hnojivy se hnojí málo, většinou se hnojí nějakou směskou (NPK) a pak je výsledek stejný (takový jak předpokládá článek): víc hnojím, víc sklidím, pohnojím i přilehlou vodoteč.
eutrofizační omyl
Ivo Přikryl,2011-08-24 21:53:53
Není pravda, že hnojení dusíkem podporuje rozvoj sinic. Právě naopak, omezování dusíkatých hnojiv podporuje jejich rozvoj. Sinice umí vázat vzdušný dusík, kterého je pro potřeby růstu rostlin nadbytek, a tak jsou ve výhodě vúči ostatním relativně neproblematickým druhům fytoplanktonu, když se dusík ve vodě stane limitujícím prvkem.
Dusík se z odpadních vod odstraňuje snáze a efektivněji než obvyklý limitující prvek sladkovodních ekosystémů fosfor a navíc se dusíkaté sloučeniny ve vodních nádržích a tocích uvolňují v podobě plynného dusíku zpět do atmosféry. Problém sinic tak neustále narůstá, přestože odpadní vody se čistí stále dokonaleji. Proto omezování hnojení dusíkatými hnojivy je z pohledu rozvoje sinic nevhodné.
Dusík je jedním z limitních prvků eutrofizace
Josef Pazdera,2011-08-25 09:45:31
Obecně je za příčinu eutrofizace považována zvýšená koncentrace biogenních makroelementů, sloučenin dusíku a fosforu. (Encyklopedie Hydrobioílogie, VŠCHT, Praha)
Eutrofizace je proces obohacování vod o živiny, zejména dusík a fosfor. (Wikipedie, 2011)
The eutrofization: Massive contribution of inorganic nutritious in an aquatic ecosystem, especially the phosphates and nitrates. (Univ of Michigan, Institute of Environmental Studies, Ecolan,... 2011)
Eutrofization indicators: total anorganic nitrogen, silicats, biochimical parameters, heavy metals, total hydrocarbons (From plenary lecture WSEAS 2011)
...
ad Dusík je jedním z limitních prvků eutrofizace
Ivo Přikryl,2011-08-25 11:18:49
Děkuji za poučení pane Pazdera. Dusík je samozřejmě jedním z prvků ovlivňujících eutrofizaci. Eutrofizace se však ve vodách může projevovat různým způsobem, který nám více nebo méně vadí nebo dokonce i vyhovuje (například vyšší produkce ryb, rychlejší odbourání cizorodých organických látek). Ale v případě sinic, které jsou velkým problémem z hlediska koupání i úpravy povrchové vody na pitnou, dusík není limitujícím prvkem a naopak je zvýhodňuje oproti jiným neškodným druhům fytoplanktonu. Při vyšší koncentraci dusíku může být rozvoj sinic jednoduše potlačen.
Nevím co napadáte
Josef Pazdera,2011-08-25 12:08:13
Článek je o koloběhu dusíku a tudíž i o eutrofizaci. Ta je zmíněna v článku několikrát. Slovo sinice v něm padlo v souvislosti s HNOJEM. Ten kromě dusíku samozřejmě obsahuje i fosfor. Nevím, co stále napadáte, jakoby šlo o nějaký omyl. Kromě toho si myslím, že článek je hlavně o čistém vzduchu a tak slibuji, že Vám již nebudu odporovat.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
