当前世界环境

介绍

尽管过去发生了频繁而重大的变化，但在过去一万年里，地球环境一直保持着惊人的稳定。^1、2这一时期被称为全新世。在全新世时期，自然驱动着环境的变化，因为温度、生物地球化学流动和淡水供应都被限制在一个相对狭窄的范围内，这使得人类得以发展。但自工业革命以来，人类世时代的活动对全球环境产生了重大影响。^3、4、5人类活动加速了氮、磷和碳的增加，现在它们是如此巨大，以至于它们有可能显著扰乱这些生物地球化学重要元素的全球循环。^6，7值得一提的是，地球最早的氮循环是由缓慢的地质过程和大气反应控制的，但在27亿年前的太古宙，微生物活动的进化形成了现代氮循环，具有很强的自然控制和反馈作用。⁸

当今时代，人类活动正以前所未有的速度不断改变着全球氮循环。这种转变归因于集约化农业对氮的需求激增，燃烧化石燃料的工业活动以及普遍存在的使用效率低下。人为排放的大量氮进入空气、水和土地，造成环境退化和人类健康问题。⁹双原子氮(N₂)是一种惰性气体，占大气的78%。只有某些能够合成氮酶的细菌和蓝藻细菌才能破坏三键——一种将两个氮分子原子结合在一起的强键。尽管有能力产生氮酶，但这些固氮生物不能轻易地固定大气中的氮。这种低效率背后的制约因素是运行氮酶的高能量成本和生产这种酶对其他元素的大量需求。这就是为什么许多生态系统的生产力以及植物和藻类生物量受到氮的限制。^10、11

图1:氮循环。虚线箭头描绘了自然周期中人为因素的增加(修改自batye和他的同事)26） 点击此处查看图

农业生产力与氮循环

在农业实践的早期阶段，人类将人类和动物的粪便送回田地，从而增加氮(和磷)并提高作物产量。在20世纪初^th世纪初，Fritz Harber和Carl Bosch开发了一种从大气氮中去除合成活性氮(Nr)的工业工艺₂。这个过程很快成为合成富氮肥料的一种手段。与此同时，工业过程和内燃机的采用导致无处不在的氧化氮(NOx)排放到大气中。¹²通过使用合成肥料的集约化农业实践促进粮食生产很快成为环境恶化的根源。令人惊讶的是，自20世纪70年代以来，世界人口增长了78%，而活性氮的产生却增加了120%，而且每年都在继续增加。人为活动，主要是为集约化农业生产肥料和种植豆科作物，转化了约1.2亿吨大气氮₂变成了Nr，这是一个非常大的量。大部分新生产的Nr进入了环境，在陆地系统中积累，污染水道和沿海地区，并向大气中增加了许多气体。¹³

活性氮的来源

天然来源

海洋生态系统的生物固氮作用

BNF是微生物介导的一组转化双原子氮(N)的反应₂)变成氨(NH)_3.)。BNF是Nr进入海洋和陆地环境的输入过程。建议范围为60-200千兆吨/年，¹⁴全球海洋生态系统BNF的计算值为125 TgN/年。¹⁵除此之外，其他估计显示其速率为140亿吨/年¹⁶145亿吨/年。¹⁷在同样的流动中沃斯et al .,¹⁸建议全球海洋生物固氮的这个值为140(±50)TgN/yr。

陆地生态系统的生物固氮作用

BNF被认为是固定氮的主要非人为输入，是量化全球氮循环人为输入量的重要参考。¹⁹自19世纪末鉴定以来^th世纪以来，BNF一直被认为是一个具有生态价值的话题。¹⁷回顾一下，Vitouseket al .,^20.估计工业化前陆地BNF为58 (40-100)TgN/yr。然而，不确定性的范围很广，在BNF估计方面还有更多的工作要做。^20.

图2:活性氮的来源。 点击此处查看图

闪电

闪电是对流层中氮氧化物(NOx)的重要来源。^{21 - 22日}莱维et al .,²³全球NOx年排放量在2-6 TgN/yr之间，大多数可能的范围在3-5 TgN/yr之间，最新的值接近5 TgN/yr。

人为来源

尽管不确定，但人类诱导的固氮作用比自然固氮作用更广为人知。²⁴活性氮的人为产生主要有三个来源。

哈伯-博世工业综合

Haber-Bosch合成法用于还原N₂在北半球_3.，主要用于合成氮肥，也作为一些工业过程的原料。从本世纪初开始，每年120亿吨/年或NH_3.是由哈伯-博世工艺生产的。80%的NH_3.已用于氮肥的合成，其中20%用于工业过程作为原料。⁹

图3:人为来自化石燃料燃烧的活性氮(Nr)生成速率(单位为TgN/yr)(橙色线)、种植诱导的生物固氮(蓝色线)、Haber-Bosch过程(绿色线)和总生成(红线)。32岁,9 点击此处查看图

请注意，表6.9给出了更新。自1850年以来的数据只有报告，因为自1750年以来没有公布的估计数据。³⁸

栽培生物固氮(CBNF)

在最新的评论中，Herridgeet al .,²⁵据报道，CBNF产生的Nr在50至70万亿兆吨/年之间。该范围的中心值为60 TgN/yr。这些作者将报告氮固定的未发表和已发表的数据与粮农组织农业生产数据库(FAOSTAT)中的谷物和豆类产量和面积数据结合起来使用。²⁵很明显，CBNF值(60TgN/年)非常接近工业化前时期的BNF值(58 TgN/年)。²⁴

燃烧的化石燃料

化石燃料的燃烧归因于煤和石油向大气中释放的氮，而煤和石油是固定氮的长期地质储层。此外，高温燃烧过程固定了大气中一小部分氮。在内燃机和发电厂中燃烧化石燃料，特别是用于发电，是由于氧化氮化合物的产生而产生的最普遍的过程。通常产生的化合物主要是NO和NO₂当大气中N₂被氧化，尽管燃料中的氮化合物也有助于这些化合物的形成。²⁷估计从克里斯蒂安•范维伦et al .,²⁸表明，在2000年，全球NOx的生产和排放为~ 40 TgN/年。在这40 TgN/年的总量中，30 TgN/年来自化石燃料的燃烧，5 TgN/年来自土壤的NO排放，5 TgN/年来自生物质的燃烧。尽管存在很大的不确定性，但可以假设，尽管工业继续发展，非洲和亚洲的排放控制措施将在2021年中期将排放量减少到大约30千兆吨/年^圣世纪。²⁴

其他来源

全球生物圈包含10个¹⁹g (N)在一个固定的形式下比10小很多²¹总沉积岩中固定氮的G。¹⁷这种氮存在于沉积岩中，特别是当有机物埋在淡水和海洋沉积物中时。在埋藏过程中，氮以硅酸铵矿物或有机氮的形式并入沉积地层²⁹此外，在干旱地区的底土带中也发现了以硝酸盐形式存在的生物可利用氮。它在第四纪的全新世一直在那里聚集。^30.

营养循环的局限性和典型例子假设陆地生态系统只能从大气中获得新的氮，但是Morfordet al .,³¹有表明，富氮的沉积岩也会释放出少量的Nr(图2中未显示)。长期以来，这种生态上有效的氮源一直被忽视。

Nr的影响

对更多粮食和能源生产的需求空前增长，极大地导致化肥使用和化石燃料燃烧的增加，最终导致环境中Nr的损失加剧。这些氮添加的不利影响无处不在，而且是多种多样的，例如，水的退化(硝酸盐浓度增加)和空气质量(烟雾、地面臭氧、颗粒物)、生物多样性丧失、气候变化、淡水富营养化、平流层臭氧消耗以及沿海生态系统死区的形成。^32、33下面讨论了不同类别下nrn的影响。

对大气的影响

不像大气中的CO₂比工业化前的水平增加了约40%，³⁴环境中的氮含量增加了100%以上。这种增加主要归因于人为活动。⁹每年由化石燃料燃烧和工业固氮产生的人为氮中，只有四分之一转化为惰性氮₂气体,⁶而其余三分之三的部分则以活性氮的形式存在，并在数年或数十年内继续循环并在环境中积累⁹因此许多微量气体包括氮₂O, NO和NH_3.释放到大气中。³⁵一氧化二氮(N₂O)是一种非常有效的温室气体。³⁶氮的排放₂O直接影响全球变暖，其增温效应是长期的，因为它在大气中的停留时间>100年。³⁷N₂O主要通过土壤微生物活动，如硝化和反硝化作用进入对流层。在对流层中，N₂O在平流层中是不活泼的，它通过与受激发的氧原子反应或光解作用而被破坏，它可以催化平流层臭氧破坏的过程。1750 - 2011年间，N₂O排放量增加了20%，从271 ppb增加到324.2 ppb。在过去的三十年里，大气中氮的浓度₂O以0.73±0.03 ppb/年的速率增加，在过去20年中，人类活动造成的O排放量稳步增加，为6.9 Tg/年。氮的主要排放源₂O是Nr在海洋和土壤环境中的硝化和反硝化反应(见图1)。^40岁,38

图4：的大气中氧化亚氮的增加。39 点击此处查看图

NO和NH浓度的变化_3.需要在局部、区域和次大陆尺度上进行评估，因为这一事实背后的原因是这两种气体都比氮更具活性₂大气中的O。事实上，NO在许多大气反应中起着非常关键的作用。它影响大气中主要氧化剂OH自由基的浓度。⁴¹除此之外，NO在对流层臭氧(O)的光化学形成中起着关键作用_3.)，是对植物生产力和人类健康产生不利影响的最重要的气体污染物。^{第四十一条、第四十二条}当NO浓度很高时，甲烷、非甲烷碳氢化合物和一氧化碳的氧化会导致臭氧的净产生，^43、44但在NO浓度较低的时候，这些化合物的氧化作用就会成为臭氧的储存库。最后，NO氧化生成HNO_3.，它是酸雨的主要成分。NO的排放有多种来源，包括施肥土壤中的微生物活动，但燃烧是NO排放的最大来源。⁴⁵

一项研究由克鲁岑指挥⁴⁶和约翰斯顿⁴⁷结果表明:氮氧化物(NOx = NO +NO₂)催化破坏臭氧通过

No + o_3.→没有₂+ O₂

O + no₂→No + o₂

净:0 + 0_3.→2 o₂

N的表面发射₂O是平流层NO的主要来源_X。⁴⁸N₂O在对流层中排放，在对流层中它非常稳定，然后被运送到平流层，在平流层中它释放出活性化学物质，通过氮氧化物催化的过程破坏平流层臭氧。⁴⁹

在大气中，氨作为主要的酸中和剂，影响雨水、云和气溶胶的pH值。与NO类似，氨从其源头排放后，被输送到大气中，并通过干沉积、气体吸收或溶液形式进入生态系统。有许多研究证明了NH的挥发性_3.从氮肥。^50岁的51全球近70%的氨排放来自人为来源。⁵²氮在陆地和海洋中的加速沉积伴随着氮向大气中的加速排放。⁵³

对人类健康的影响

很明显，一个持续和活跃的生物圈需要向生物学上重要的分子中添加氮。⁵⁴例如，蛋白质和核酸的合成需要氮。⁵⁵据推测，目前世界上40%的膳食蛋白质来自合成肥料⁵⁶如果没有由哈伯-博世工艺合成的氮肥，目前的粮食生产将不足以维持空前增长的世界人口。²⁵虽然在许多发达国家，通过集约化农业方法获得的产品导致不健康的饮食，但在其他地方，土壤养分储备枯竭，加上缺乏合成肥料，最终导致普遍的营养不良。⁵⁷进入环境后，Nr会影响陆地、大气和水生领域，并以不同的方式影响人类健康和福祉。⁵⁸人类产生的活性氮可以以消极和积极的方式影响健康，但当产生的活性氮增加时，健康益处可能会饱和，而负面影响则普遍存在并多样化。活性氮的增加直接(例如空气和水污染)和间接(例如对疾病的生态反馈)对人类健康产生负面影响。

环境中活性氮的人为增加对人类的健康造成了一些直接和明确的后果。“直接”一词是指由于饮用饮用水中的Nr颗粒和其他化合物(如硝酸盐)而造成的健康后果。无论是在发达地区还是在发展中地区，地下水硝酸盐污染都归因于肥料的使用。世卫组织规定了安全饮用水中硝酸盐- n的最高标准浓度为10 ppm。^59、60一些潜在的健康后果归因于高硝酸盐水平，包括癌症、高铁血红蛋白血症或蓝婴儿综合症——婴儿更容易患蓝婴儿综合症——以及生殖系统相关问题。^61年,62年

由于化石燃料和生物质燃烧以及化肥的使用，氮氧化物水平不断增加导致对流层臭氧的产生。⁶³此外，NOx和O_3.接触这些物质会对健康造成严重影响，如眼睛刺激、咳嗽、哮喘，并诱发呼吸道炎症等。⁶⁴没有₂由于室内污染的影响，高浓度的铅每年可能造成近200万人死亡，⁶⁵多项研究表明，细颗粒物空气污染与呼吸系统疾病、心血管疾病、总死亡率和哮喘呈正相关。⁶⁶

固定无机氮，最常见的是硝酸盐(NO)_3.^-)和铵(NH)₄⁺)在控制生物圈初级生产力方面起着非常关键的作用^67年,25人类对环境的氮的增加可以引起生态的大量变化，这些变化几乎肯定包括一些疾病的动态。⁶⁸现在有一些证据表明，许多关键病媒的分布和数量，包括西尼尔河和疟疾的蚊子宿主，可能受到氮可用性变化的影响。大量研究表明，疟疾幼虫丰度之间存在正相关关系按蚊sp。蚊子与地表水无机氮浓度。^69年,70年幼虫丰度与按蚊还发现了非洲和拉丁美洲的藻类生产力指数^69年,71年但并非所有相关都是正相关。⁷¹海洋和沿海生态系统的富营养化也是氮循环增殖的普遍和明显的影响。⁷²富营养化作为一种生态变化，也可能影响人类健康，因为有害藻华的普遍增加被归因于人类活动造成的营养负荷。^73年,72年有害藻华可能包括由藻类合成的毒素Pfiesteria Shumway和piscicida -河口鞭毛藻——并由各种蓝藻以及失忆症、神经性、麻痹性和/或腹泻性贝类中毒。⁷³此外，赤潮会破坏营养来源和生态系统。通过这种方式，它们可以间接影响人类。⁷²最终，霍乱的爆发长期以来一直与沿海地区的藻华有关，霍乱弧菌与广泛的海洋生物有关。^74年,75年

Nr对自然生态系统有何影响?

氮的形态和总量、暴露时间、物种的内在生态系统特性(如酸中和能力、肥力和敏感性)等因素决定了Nr对物种的影响。⁷⁶直接从环境中吸收元素的生物，如敏感的藻类、苔藓植物或地衣，在高浓度的Nr(特别是还原N)下可能面临毒性。⁷⁷一般来说，Nr通过水或土壤酸化、营养物富集、氧(在水生生态系统中)耗竭、加剧气候变化或病原体等其他应激源的影响或改变养分比例等途径影响生物。

富营养化的

从人为来源向水体提供必需的营养物质，如氮和磷，可引起藻类生物量的集约化生产。这个过程被称为富营养化。当微生物消耗这些有机物质时，水中的氧气含量急剧下降。此外,公司₂是微生物呼吸时产生的，它增强了水的酸度。^{78 - 80}通常，肥料径流、富含营养的沉积物侵蚀或污水排放等地表来源会使沿海和淡水生态系统的营养物质富集。在低营养生态系统中，多样性或生物量可能随着养分负荷的增加而增加。⁸¹然而，当Nr和磷的可用性增加时，这些营养物质的有效同化者浮游植物逐渐优于受其他因素限制的物种(例如，需要光的底栖初级生产者或需要二氧化硅的硅藻)。它会导致低多样性的藻类和蓝藻爆发，从而导致有毒化合物的释放和地表水缺氧。因此，这可能对高营养水平的生物，如无脊椎动物和鱼类产生不利影响。^82年,83年地表沉积物和底水，特别是在水周转率低的生态系统中，由于浮游植物华生生物量的沉积和分解，可能会耗尽氧气。⁸⁴这再次将底栖生物群落推向了不那么耐受性的物种。这种营养循环的变化，反馈到生态系统的进一步改变。底栖生物群落的变化改变了沉积物和上覆水中营养物质的循环。⁸⁵

陆地生态系统

高浓度的活性氮直接导致叶片损伤，特别是低浓度植物的危害更大。有些活性氮对植物的毒性特别大。⁸⁶

在许多陆地生态系统中，氮是植物生长的限制性养分⁸⁷而通过大气沉积沉积的活性氮可能会削弱植物物种丰富度——被认为是生物多样性的一个重要组成部分——它可以被定义为“给定群落中的物种数量”。⁸⁸氮的慢性富集是由于几种植被的氮有效性逐渐增加。Nr可用性的增加导致了竞争性排斥，即两个或两个以上的物种不能在单一资源上共存，这相对于对该资源的需求来说是很低的，特别是在土壤条件为寡营养到中营养的地方。⁶当植物根系从氮肥中获得丰富的活性氮时，它们对菌根真菌的活性氮需求较少，这可能导致土壤中植物向菌根真菌分配的有机碳减少。⁸⁹活性氮还会影响游离细菌和固氮真菌，对土壤养分循环和有机质矿化等重要物理过程产生不利影响。微生物过程、微生物群落或植被组成和生长的变化是土壤中动物群与氮反应的方式。^90年,91年当土壤微生物群发生变化时，会引起土壤有机质周转、水分入渗、土壤团聚性等重要物理性质的改变。^92年,93年

南亚情景

世界上近四分之一的人口生活在南亚，但它的土地面积仅占全球陆地总面积的4.9%，森林面积占世界的2.98%，耕地面积占世界的15.4%，海岸线占世界的4%，包括孟加拉国、阿富汗、不丹、马尔代夫、尼泊尔、巴基斯坦、斯里兰卡和印度等国。由于亚洲是一个以农业为主的地区，在过去的三十年里，氮肥的消耗量达到了前所未有的增长，导致了环境的退化和生态功能的破坏。尽管外部氮利用效率较低(低至30-35%)，但南亚地区消耗了全球60%的肥料养分。全球氨柱(mg m)卫星图片²⁾红外大气探测干涉仪(IASI)探测到印度-恒河平原及其周边地区存在大量氨气柱。⁹⁴

此外,印度是最大的合成氮肥消费国之一，每年消耗约1700万吨氮肥(图5)。在印度，大量人为释放到环境中的氮的命运尚不完全清楚。⁹⁵

它是值得注意的是，2015-2016年，印度消耗了全球化肥氮产量的15.5%。从1970年到2010年，肥料氮的消耗量增加了11倍，同时环境中Nr的损失增加了约4%，同期作物的肥料氮消耗量增加了3倍。除此之外，CBNF也是生物圈中氮的输入途径。全球CBNF估计在50-70 Tg/Nyr之间。在这5.20至5.76万亿公吨/年中，仅印度就贡献了其中43%的贡献来自豆类，32%来自谷物。

图5:2007年全印度肥料养分(氮)消费量一个€08至2010一个€11. 点击此处查看图

矿物粉尘及其与HNO的相互作用_3.

矿物粉尘对大气过程有直接和间接的影响。此外，被风吹来的土壤颗粒对养分循环或生物地球化学循环也有显著影响。接受这种沉积的土壤可能变得富含营养物质，否则这些土壤中不存在这些营养物质。与温带不同，热带大气具有高负荷的矿物粉尘。^96年,97年通过矿物粉尘的营养物质运输可以影响陆地系统的初级生产。^{98 - 100}在大气尘埃丰富的地区，几乎所有的大气硝酸盐都以硝酸盐的形式存在于尘埃中。除此之外，在北半球和南半球，超过40%的硝酸盐浓度与矿物粉尘有关。由于钙显示出对硝酸的高缓冲能力，矿物粉尘中钙的存在巩固了这样一个事实，即大气中硝酸盐的主要成分是以粉尘相关硝酸盐的形式存在的。硝酸以气相形式运输到较远的距离是不可能的，但是，从源位置吸附在矿物粉尘表面，硝酸可能到达那些最初没有显著HNO浓度的偏远地区_3.。当与大颗粒矿物粉尘(HNO)相结合时_3.与干沉积相比，从大气中移除的速度更快。¹⁰¹

在对流层中，包括液相(雨水、雾和云)、气相和可能的某些悬浮粒子，有许多化学途径使氮、硫的氧化物和有机化合物转化为酸。反应动力学和氧化物质在对流层生成的速率，对酸的生成速率有重要影响。¹⁰²图6描绘了对流层湿沉积和干沉积的机制。

从世界各地收集到的矿物粉尘颗粒由于非均相反应而与硝酸盐有关联，并且在下午晚些时候发现硝酸盐离子的最大峰值强度较高，这也是气相硝酸峰值最高的时间。¹⁰³一些研究提出了硝酸盐和钙离子之间的关系。其中一项研究是由Pakkanen¹⁰⁴在芬兰南部，这表明环境中的硝酸被碳酸钙中和_3.存在于尘埃颗粒中。汉克进行的一项研究et al .,¹⁰⁵拱矿物粉尘颗粒有效地吸收气相HNO的事实_3.。这种吸收对印度等热带国家可能意义重大。

施用氮肥和干湿沉降氮肥_3.也没有_3.每公顷印度

自1950-51年以来，印度的肥料氮消耗量呈指数级增长，这归因于为养活快速增长的人口而进行的集约化农业实践。在64年间，氮肥用量增加了314倍。它的价值从1950-51年的0.055万吨增加到2013-14年的16.75万吨。1951- 1952年每公顷氮肥消耗量为0.44 kgha¹而它是86.2 kha¹在2013 - 14所示。目前，印度的氮肥消费量仅次于中国和美国，位居世界第三。在印度，农业总氮消费量从1961年的3.58 Tg增加到2010年的23.17 Tg。¹⁰⁶

大气中活性氮的沉积

一旦排放到大气中，在大气气相中，Nr物种开始在大气中转化和运输，并远离源区沉积。这些Nr物质通过干湿沉降机制从大气中去除。天气干燥或潮湿均以沉积为准;这取决于气候条件。在温带地区，降水是大气污染物清除的主要机制，包括全年的Nr物种。但在干旱条件持续较长时间的地区(没有或较少降水)，干沉积是负责去除大气污染物的关键机制。最后一种机制在印度占主导地位，因为在印度，~ 90%的降水只发生在从6月到9月的季风期。在一年中的其他月份，干沉降是去除大气污染物的主要机制。由于热带地区受普遍存在的太阳辐射和大气中水蒸气含量的影响，因此Nr的气相到颗粒相转变速率高。此外，大气酸度、颗粒负荷、土地利用动态和大气光化学决定了Nr物种的命运。¹⁰⁷悬浮在大气中的矿物和土壤粉尘，通过非均相化学反应作为酸性含氮物质的主要清除者。^{108 - 110}

印度次大陆上Nr的湿沉降通量

硝态和铵态气溶胶的大气沉降可导致接收环境富营养化和酸性沉降。此外，气态的Nr像NO一样₂和NH_3.会对生态系统功能产生不利影响。Kulshresthaet al .,¹¹¹NH报道₄⁺也没有_3.^-工业用地、城市用地、城郊用地和农村用地4种不同用地类型的沉积通量。在本研究中，最高的NO_3.-N沉积通量发现于城市和最高NH₄在工业现场发现-N沉积通量。NO的年沉降量_3.城市、郊区、农村和工业用地的n分别为4.48、2.10、4.06和3.92 kgha¹分别。另一方面，NH的年沉积量₄城市、郊区、农村和工业用地的n分别为2.38、2.10、2.38和5.05 kgha¹分别¹¹¹。Dentener报道了区域和全球尺度上氮沉积的多模态评估et al .,¹¹²T总平均NO的湿通量_3.-N和NH₄-N估计是6.01kgha¹氮沉降。对于印度，这个值相当于1.97 Tg N/yr的湿沉积。这种沉积通量远小于农业实践中施用的氮肥量。¹¹³

图6:对流层中酸的干湿沉积机制。 点击此处查看图

印度次大陆上Nr的干沉降通量

“干沉降”过程是去除大气中Nr的关键因素。¹¹⁴在印度，除湿沉降外，颗粒和气体的干沉降也同样重要，大气粉尘对Nr物种的干沉降起着关键作用。根据粒子化学和大气条件的不同，灰尘为气态HNO提供了一个重要的吸收点_3.,没有_3.^-也没有₂。此外，降尘NO_3.和NH₄散发出关于气体和粗颗粒如何相互作用的关键信息。Tiwari进行的研究et al .,¹¹⁵德里六个站点的NCR显示，尘埃下降了NO_3.^-通量从1.24 mg/m²Chuchchak的日平均浓度为16.45 mg/m²/天在SMA工业状态下，降尘NH4⁺通量范围为0毫克/米²Chuchchak的日平均为16.33 mg/m²/day的SMA工业状态，清楚地表明工业状态现场的NO干沉积量最高_3.^-和NH₄⁺丘赤恰克的降尘通量最低，为村庄。这些结果表明，作为不同Nr物种的重要贡献者，降尘在这些物种的干沉积中起着至关重要的作用。

NH的干沉积速度₄⁺也没有_3.^-在自然表面(决明子叶)发现1.60厘米每秒¹1厘米9秒¹分别。¹¹⁶这些相对较高的NH沉积速度₄⁺也没有_3.^-清楚地表明，氮颗粒的干沉积是将这些物种从大气中去除的重要机制。在印度，NH的平均总沉降量₄-N和NO_3.-通过降尘得到的氮为0.37 kg / ha¹0.84千克公顷¹分别。NH沉积₄-N和NO_3.-N以气溶胶的形式分别为0.28和1.65千克/公顷¹而通过气体干沉积，它发现4.72千克公顷¹每公顷0.28千克¹对NH₄-N和NO_3.分别- n。¹¹⁷

根据Kulshrestha给出的估计，¹¹⁷印度排放了6.24 TgN，作为主要的Nr，但平均总Nr沉积(NH)₄-N和NO_3.-N)为3.61 TgN/yr，这可能是由于所有含氮物种没有包括在沉积计算中。(NH)的平均总干湿沉降量₄-N和NO_3.-N)分别为1.64和1.97 Tg N/yr，表明干沉积和湿沉积过程同等重要。

污染物的长距离跨界移动

与世界不同区域一样，空气污染物的远距离运输和跨界移动也对南亚生态系统构成威胁。作为季节的函数，来自不同地区的气团如中东、印度洋、非洲和欧洲等，延伸到南亚。与湿沉降事件相关的轨迹分析表明，起源于中东和欧洲的气团转移了喜马拉雅地区大量的酸性污染物。¹¹⁸同样，越过卡纳塔克邦北部胡德河的污染物长途运输是西高止山脉敏感生态系统受到威胁的一个指标。¹¹⁹因此，决策者应该把重点放在远程运输和来自遥远的欧洲、中东以及附近国家的跨界污染问题上。

结论

1.由于农业和工业部门对固定氮的需求增加、化石燃料的燃烧和种植生物固氮，大气固氮的人为加速正以前所未有的速度显著扰乱全球氮循环的正常流动。

2.印度是南亚地区最大的热带国家，年消费量约为1700万吨，这使其成为Nr物种来源和转化的重要热点。然而，该地区的粉尘负荷高于温带地区，粉尘颗粒的非均质化学性质影响了大气中Nr物种的丰度。此外，由于存在大量的太阳辐射和普遍存在的水蒸气含量，热带地区气相到颗粒相的转换率很高。

3.大多数研究都是在短期基础上进行的，因此存在一些差距和对预算的疑问。因此，南亚地区需要非常强大的各种活性氮的排放和沉积预算，这需要一个系统的网络。在相对长期监测的基础上，可以尝试进行综合评估，作为提出新政策建议的基础。

4.干沉降是该地区大气中Nr的主要清除机制。这是因为湿沉积在印度主要盛行于季风期，从7月延伸到9月。在一年中剩下的八个月里，没有或很少有降水。NO的年沉积量_3.-N在城市站点较高，而NH的年沉积量较高₄不同土地利用模式下，工业用地的-N值较高。

5.Nr的沉积也受污染物的远距离迁移和跨界运动的影响。据报道，由于来自西部地区的气团，喜马拉雅地区Nr的沉积增加。

致谢

我们衷心感谢印度大学教育资助委员会为开展这项研究提供的财政援助。我们也感谢感谢Dr. Wim de Vries教授的宝贵意见及IPCC提供版权许可。

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