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以1美金的工具以對抗空汙

出處 IAEA 作者 周鴻哲摘譯 年份 2020/01/08
報告類型 新聞報導 分類 原子科技及民生應用 資料時間 2020年1月
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        一個製造成本不到1美元的簡單新裝置可以幫助全球減少氨氣排放所造成的有害空污,同時改善人們獲得糧食的機會,這個小塑膠工具是巴西科學家與國際原子能總署IAEA和聯合國糧食及農業組織FAO共同合作設計的。在使用同位素技術測試確認該工具的準確性之後,現在正在推廣該工具以幫助各國監測和更有效地管理農畜業的氨氣釋放。

        氨是由氮和氫元素構成的化合物,由於肥料和動物糞便分解等因素所釋放出的氨氣,它是一種農業主要副產物。大氣中的氨氣NH3可以轉化成一氧化二氮N20的次要來源(一種強效的溫室氣體),並且藉由加劇水污染來破壞生態系統,同時也造成人們健康問題。如果肥料使用不當,肥料中高達一半以上的氮元素會溢散到大氣中,這也是重要的財務負擔。了解這樣損失對於如何向農民發布最佳管理肥料使用建議至關重要,這將最大程度協助提高生產力和收益。

        巴西農業研究公司土壤生物研究中心(Agrobiology Research Centre of the Brazilian Corporation for Agricultural Research, EMBRAPA)土壤科學家Segundo Urquiaga說道:「巴西平均使用的氮肥中有35%以氨的形式流失到大氣中,這對環境和經濟產生了重大影響。」

        隨著世界人口不斷增長,食物需求也隨之增加。反過來說,這意味著畜牧業的擴大,增加糧食生產中合成與有機氮肥的依賴,這也意味著將排放更多的氨氣。這種趨勢預計在未來十年仍將持續下去,對人們健康和環境構成威脅。巴西等國的專家們正在尋找測量和減緩氨向大氣中損失的方法。雖然許多複雜的技術,但這些方法很昂貴,並且費時費力也需要熟練的現場技術人員。

        新研發的工具非常簡單,容器的腔體是用切開大瓶的汽水罐的底部並將它連接到打開的瓶子頂端而做成的。這裝置用來保護一條細小的海綿,海綿沿著瓶口的內部一路延伸到一個小塑膠杯,塑膠杯則是用三個金屬插腳固定在土壤上面,該海綿則浸泡在能捕捉氨氣的酸性溶液中。之後將這個裝置放在要監測的植物或牲畜區域旁邊,每24小時更換一次海綿,而換下的海綿便可送到實驗室進行分析。這項獨特而簡單的裝置與使用說明是由FAO/IAEA糧食和農業核技術聯合司、EMBRAPA和巴西巴拉拿農學研究所(Brazil’s Agronomic Institute of Parana,IAPAR)的科學家共同研發。

        這種簡單裝置的主要問題是其結果的可靠度。為了測試這點,科學家使用同位素技術,該技術涉及在肥料中添加氮15來追蹤、測量和比較塑膠瓶捕獲的氨量與土壤釋放氨量兩者之間的關係。由於氨是一種含氮化合物,因此氮15使科學家可以追蹤氨的喪失。測試結果表明,該工具可靠,適合追蹤一年生和多年生農作物所使用的有機和合成肥料以及牲畜系統排泄物的氨氣排放。 Urquiaga說:「與傳統的密閉實驗容器方式相比,該方法在測量和監測氨氣方面非常高效且精確。」

        巴西,智利,哥斯大黎加,衣索比亞,伊朗和巴基斯坦六國的專家已經開始使用該工具。預計該工具將得到更廣泛的使用,該計畫的成果將在國際科學雜誌的特別版中發表,並計畫向政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)推薦包含此工具的研究方法用於全球農業,尤其在發展中國家。