Ô nhiễm Nitơ là gì?

Ô nhiễm Nitơ là hiện tượng tăng lượng khí Nitơ độc hại trong môi trường, đặc biệt là trong không khí, nước và đất. Nitơ (ký hiệu hóa học là N) là một nguyên tố hóa học quan trọng và rất phổ biến trong tự nhiên. Tuy nhiên, khi Nitơ tương tác với các quá trình công nghiệp và hoạt động con người, nó có thể góp phần gây ra ô nhiễm môi trường.

Tổng quan về khí nitơ

Bản thân nitơ được coi là khí trơ, nó chiếm 78% không khí trên Trái đất. Điều quan trọng nhất là nitơ là một yếu tố quan trọng cho sự phát triển của thực vật và sự tồn tại của các sinh vật khác nhau trên trái đất, nhưng khi dư thừa trong môi trường tự nhiên, nó sẽ trở thành một điều xấu và về cơ bản đây là nguyên nhân dẫn đến ô nhiễm nitơ.

Nói cách khác, ô nhiễm Nitơ là những thiệt hại gây ra cho môi trường, động vật hoang dã và sức khỏe con người do dư thừa Nitơ và các hợp chất của Nitơ như oxit nitơ, oxit nitơ và amoniac trong môi trường tự nhiên.

Tương tự như nhận thức về ô nhiễm carbon, những thiệt hại do ô nhiễm Nitơ gây ra cũng quan trọng không kém, tuy nhiên, Nitơ gây ra mối đe dọa lớn hơn 300 lần so với Carbon dioxide; và mọi người cần nhận thức rõ hơn về dấu ấn Nitơ của họ. Để làm sáng tỏ hơn về chủ đề ô nhiễm Nitơ này, bài viết này tập trung vào các tác động của nó và các giải pháp khác nhau cho nó.

Tác động có hại của ô nhiễm nitơ

1. Mưa axit

Trong quá trình kết tủa, sự hiện diện của oxit lưu huỳnh và các hợp chất oxit nitơ dư phản ứng với các phân tử oxy và các chất hóa học khác trong khí quyển, cuối cùng dẫn đến mưa axit. Mưa axit nitric gây ra thiệt hại cho vật nuôi, thực vật và các đồn điền thủy sinh và động vật cũng như cơ sở hạ tầng.

Trong môi trường sống dưới nước, nó có thể ảnh hưởng đến việc sinh sản vì nó có thể cản trở các điều kiện tối ưu cho quá trình nở trứng và sự tồn tại của các loài non. Nó cũng có thể gây trở ngại cho hệ thống cho ăn vì một số thực vật mà cá và các động vật thủy sinh khác ăn có thể không chịu được nồng độ axit cao. Chúng có thể chết để lại cá rất ít hoặc không có gì để ăn.

2. Sự phát triển bất thường của tảo trên các thủy vực

Ô nhiễm nitơ thường dẫn đến hiện tượng phú dưỡng – sự phát triển bất thường của tảo trên các vùng nước. Tảo tạo ra độc tố thần kinh có hại cho vật nuôi, động vật thủy sản và con người.

Khi con người tiêu thụ cá và các động vật thủy sinh khác ăn tảo, sẽ làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp và các tình trạng đe dọa tính mạng nghiêm trọng khác như ung thư.

Ngoài ra, sự phân hủy của tảo trong hồ, sông và các vùng nước khác sử dụng một lượng lớn oxy, gây bất lợi cho các sinh vật sống dưới nước – có thể dẫn đến ngạt thở.

3. Sự suy giảm của vi sinh vật đất và sự chua hóa

Tùy thuộc vào loại phân bón được sử dụng, pH của đất có thể là axit hoặc kiềm. Phân bón gốc nitơ là một trong những lựa chọn phổ biến cho nông dân vì những lợi ích của nó đối với sự phát triển của rừng trồng. Nếu dư thừa, thực vật không thể hấp thụ tất cả nitơ, do đó nó từ từ bị trôi ra ngoài qua các dòng chảy của nước.

Sự hiện diện của các sản phẩm phân bón gốc amoni dẫn đến độ chua cao trong đất; theo đó, nó rút hết các phân tử nước trong đất để lại một lượng muối cao khiến cây trồng bị mất nước. Điều này cuối cùng giết chết các vi sinh vật quan trọng trong đất và cùng với nồng độ axit tăng cao, kết quả là làm suy giảm độ phì nhiêu của đất và năng suất cây trồng.

4. Tăng cường hiệu ứng nhà kính

Năng lượng mặt trời được giải phóng xuống bề mặt trái đất xuyên qua bầu khí quyển, và thông thường, nó cuối cùng sẽ tăng trở lại không gian.

Sự hiện diện của một lượng lớn khí trong khí quyển từ các nhà kính bao gồm các oxit nitơ; tuy nhiên hạn chế quá trình nhiệt mặt trời phản xạ trở lại không gian và cách khác, nó bị hấp thụ bởi các khí này, do đó giải phóng nhiệt mặt trời trở lại bề mặt trái đất. Kết quả của việc này là sự gia tăng hiệu ứng nhà kính (nhiệt độ toàn cầu tăng lên).

5. Dẫn đến sương mù quang hóa

Điều này được tạo ra khi các tia nhiệt của mặt trời phản ứng với các oxit nitơ và các khí khác được thải ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch vào bầu khí quyển.

Khói thuốc gây nguy hiểm cho sức khỏe bằng cách trực tiếp và gián tiếp khiến con người gặp phải các biến chứng như dị ứng, các vấn đề về tim và phổi, thậm chí là ung thư ruột kết. Đặc biệt, điều này được gây ra bởi sự giải phóng các hạt vật chất mịn vào tầng ôzôn ở mặt đất.

6. Sự suy giảm mức độ đa dạng sinh học

Các nghiên cứu ở châu Âu năm 2010 cho thấy hệ sinh thái đang ở mức độ ô nhiễm chất dinh dưỡng cao, do đó là một thách thức nghiêm trọng đối với việc bảo tồn các loài động thực vật . Khi nitơ dinh dưỡng vượt quá, động vật hoang dã, gia súc, cũng như thực vật, tiếp xúc với các chất ô nhiễm làm suy giảm vòng đời của chúng và làm thay đổi lưới thức ăn.

Ngoài ra còn có các tác động khác do các yếu tố ô nhiễm nitơ gây ra như mưa axit, ô nhiễm không khí và hiện tượng phú dưỡng là những mối đe dọa lớn đối với đa dạng sinh học.

7. Ô nhiễm nước ngầm

Ở những khu vực thường xuyên canh tác, lượng nitơ cao có trong nước dưới đất do sự thẩm thấu từ đất do các dòng chảy của nước . Trong hầu hết các trường hợp, nước ngầm được sử dụng cho mục đích sinh hoạt, có thể bị ô nhiễm bởi phân bón có nitơ.

Các báo cáo từ nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là ở các khu vực sử dụng nhiều phân bón có nguồn gốc nitơ, đã báo cáo hàm lượng nitơ cao trong nước uống và thậm chí trong protein động vật ăn trên đồng cỏ xung quanh các khu vực đó.

Khi tiêu thụ, nó có thể gây ra những nguy cơ sức khỏe lớn như tổn thương và suy giảm các cơ quan, thậm chí là một số loại ung thư.

8. Chi phí xử lý nước cao

Chính phủ và các tổ chức bảo tồn môi trường phải chịu chi phí cao để làm sạch nước để làm cho nước phù hợp cho nhu cầu tiêu dùng của con người và an toàn cho thực vật và động vật. Bởi vì kỹ thuật đun sôi đơn giản sẽ không thải ra nitrat từ nước, các kỹ thuật như thẩm thấu ngược, chưng cất và đơn vị trao đổi ion được sử dụng.

Do đó, việc xử lý một lượng lớn để sử dụng trong gia đình, nông nghiệp và công nghiệp để đáp ứng dân số lớn có vẻ tốn kém. Sử dụng đúng kỹ thuật: nồng độ nitơ càng cao thì chi phí xử lý nitrat càng cao.

9. Tổn thất trong ngành du lịch

Các hoạt động như câu cá giải trí, lặn biển sâu, tận hưởng chất lượng thẩm mỹ của thiên nhiên, và các hoạt động bằng thuyền khác sẽ là điểm thu hút khách du lịch chính của aquamarine bị cản trở do tác động của ô nhiễm nitơ, đặc biệt là hiện tượng phú dưỡng và suy thoái các rạn san hô .

Bên cạnh đó, việc hít thở, tiêu thụ hoặc tiếp xúc lâu dài với nước hoặc các sản phẩm sinh học có nồng độ nitrat gây ra các nguy cơ về sức khỏe cho cả khách du lịch và môi trường sống trong khu vực, tạo ra nhu cầu tham quan các địa điểm này thấp. Ví dụ, ở Mỹ, lĩnh vực du lịch bị thiệt hại lên tới 1 tỷ đô la hàng năm.

10. Doanh thu từ nuôi cá thấp

Sự nở hoa của tảo là nguyên nhân chính gây ra các khu vực chết ở các thủy vực. Khi tảo phân hủy, nó sử dụng quá nhiều oxy làm mất oxy của cá; do đó làm giảm sản lượng đầu ra từ nuôi cá. Các loài tảo như tảo lục lam, tảo đỏ –tide tiết ra chất độc thần kinh có hại cho cá.

Với diện tích chết lớn, nhiều loài cá giảm, và nhu cầu cá nước ngọt tăng lên, nhưng nhu cầu không được đáp ứng, dẫn đến các lựa chọn như nhập khẩu, tạo ra chi phí bổ sung trong ngành nuôi cá.

Giải pháp ô nhiễm nitơ

Mặc dù nông nghiệp là nguồn chính gây ra ô nhiễm chất dinh dưỡng, việc hạn chế tác động bất lợi của nó trong khi duy trì các phương thức canh tác phù hợp phải là mục tiêu chính của cộng đồng và quốc gia nói chung. Các phương pháp được đề xuất có thể áp dụng vào thực tế để giảm thiểu các vấn đề nêu trên do ô nhiễm nitơ gây ra bao gồm:

1. Quy định về sản xuất phân bón

Để giảm lượng phân bón gốc dinh dưỡng lưu thông trong nền kinh tế, các chính phủ khác nhau trên toàn cầu nên đưa ra các chính sách nghiêm ngặt nhằm kiểm soát việc sản xuất phân bón.

Đặt ra các quy định trong đó hàm lượng của các loại phân bón như nitơ và phốt pho được điều chỉnh một cách cẩn thận để có số lượng tối ưu để giảm lượng dư thừa cuối cùng sẽ gây hại cho đất và hệ sinh thái nên được ưu tiên hàng đầu.

Ví dụ, nó có thể được thực hiện bằng cách cấp một nhãn hiệu tiêu chuẩn hóa, để đảm bảo rằng các thành phần phân bón có chất lượng tốt cho cả người và gia súc; để giảm các rủi ro sức khỏe phát sinh từ cùng.

2. Sử dụng phân chuồng hoai mục

Phân chuồng từ vật nuôi như bò nên là một lựa chọn thay vì sử dụng phân bón tổng hợp vì hàm lượng chất tổng hợp không phải lúc nào cũng an toàn cho việc sử dụng trong trang trại. Động vật có nhiều hơn đủ chất dinh dưỡng trong cơ thể để duy trì các chức năng bình thường của cơ thể, và thông thường, số lượng lớn sẽ bị loại bỏ dưới dạng phân.

Ngoài ra, bằng cách cho vật nuôi ăn với lượng phốt pho chính xác và điều chỉnh lượng thức ăn vật nuôi tiêu thụ, nó sẽ kiểm soát hiệu quả mức độ dinh dưỡng trong phân được sử dụng trong các trang trại.

3. Giám sát nước thường xuyên

Duy trì việc chủ động kiểm tra chất lượng nước thường xuyên có thể giúp phát hiện bất kỳ mức dinh dưỡng bất thường nào. Kết quả là, nó sẽ giúp kiểm soát ô nhiễm chất dinh dưỡng trước khi nó vượt khỏi tầm tay.

Chính phủ cùng với các tổ chức được trang bị tốt với các phòng thí nghiệm và thiết bị phù hợp; có thể phối hợp theo dõi chất lượng nước và hàm lượng nitơ mức dinh dưỡng để ngăn chặn sự phát triển bất thường của tảo.

4. Các kênh sục khí nước

Sục khí trong các vùng nước chẳng hạn như thác nước tạo ra chuyển động bề mặt ngăn chặn nước đọng, tạo điều kiện cho tảo bám vào và phát triển. Thông thường, tảo sẽ nở hoa trong môi trường nước ấm và đầy nắng với sự di chuyển tối thiểu có cặn bẩn tích tụ dưới đáy nước.

Sự gia tăng oxy thông qua sục khí giúp sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí cạnh tranh với sự phát triển của tảo, cuối cùng làm chậm sự phát triển của nó.

5. Sử dụng thuốc diệt cỏ an toàn

Với nhiều loại thuốc diệt cỏ có hàm lượng nitơ cao khác nhau có mặt trên thị trường, cuộc khủng hoảng tảo không thể dễ dàng kiểm soát được. Do đó, các loại thuốc diệt cỏ an toàn hơn nhiều với nồng độ nitơ thấp cần được đưa vào sử dụng và liên tục để giải quyết tình trạng này.

Chiến lược này cũng không nên chỉ dừng lại ở việc giới thiệu các loại thuốc diệt cỏ an toàn mà còn sử dụng đúng số lượng để giúp kiểm soát sự phát triển của tảo, sau đó ngăn ngừa ô nhiễm và ô nhiễm nước cho sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp.

6. Thiết lập một vùng đệm có lợi

Trồng thực vật ăn sâu cùng với các vùng nước, giúp tạo lớp đệm ngăn rác và các chất dinh dưỡng không mong muốn chảy vào các dòng nước. Điều này ngăn chặn sự phát triển của tảo cũng như giảm ô nhiễm nước bằng cách tạo ra các rào cản kiểm soát sự xâm nhập.

7. Tăng sinh học

Điều này đề cập đến quá trình bổ sung vi khuẩn có lợi cho các thủy vực. Nó giúp giảm nguồn thức ăn của tảo và cũng giúp cải thiện độ trong của nước, bằng cách phân hủy chất thải từ cá, và các đồn điền bị phân hủy do đó làm sạch nước.

8. Giảm sử dụng thừa phân bón tổng hợp

Sử dụng phân bón không chứa phốt pho có thể góp phần giảm thiểu ô nhiễm nitơ trong hệ sinh thái trên thế giới. Sử dụng phân bón đúng cách bằng cách chỉ bón vào những thời điểm ít mưa và khi cần thiết có thể làm giảm hiệu quả việc chảy nước và thấm nitrat dưới đất.

9. Kiểm soát hệ thống cống

Nước thải không chỉ nên được đổ xa các vùng nước mà còn phải được xử lý để loại bỏ chất dinh dưỡng và chất gây ô nhiễm trước khi đổ, đặc biệt nếu nó được thải vào hệ thống nước.

Theo đó, việc quản lý hệ thống cống thích hợp sẽ không chỉ cải thiện đa dạng sinh học mà còn giảm thiểu rủi ro sức khỏe và tác động ô nhiễm nitơ như hiện tượng phú dưỡng đi kèm với việc xử lý nước thải kém .