Нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі Nature Sustainability, розкрило значне накопичення азоту в ґрунтових водах басейнів чотирьох великих річок – Рейну, Міссісіпі, Янцзи і Перлової річки – за останні сто років. Ця проблема тісно пов’язана з використанням азотних добрив, що спричинило значне забруднення вод і евтрофікацію річок. Особливо гостро це питання стоїть в басейнах Янцзи і Перлової річки, де для очищення ґрунтових вод знадобиться щонайменше 35 років.
У XX столітті кількість азоту, що надходить у поверхневі води, зросла вдвічі з 34 до 64 мільйонів тонн, здебільшого через активне використання азотних добрив у сільському господарстві. Цей надлишок призводить до евтрофікації водойм, цвітіння водоростей і загибелі водних організмів через гіпоксію. Попри розуміння важливості помірного використання добрив у багатьох регіонах, швидкого ефекту досягти не вдалося через повільну циркуляцію азоту в ґрунтових водах.
Дослідники з Китаю та Нідерландів під керівництвом Лю Сяоченя з Утрехтського університету проаналізували динаміку надходження азоту до ґрунтових вод у річкових басейнах Рейну, Міссісіпі, Янцзи та Перлової річки за останні 115 років, використовуючи модель IMAGE-GNM. Згідно з результатами дослідження, всі чотири басейни накопичили значні обсяги азоту: Рейн – 1,8 мільйона тонн, Перлова річка – 2,2 мільйона тонн, Янцзи – 18 мільйонів тонн, а Міссісіпі – 32 мільйони тонн. Основним джерелом надходження азоту в річки став стік із ґрунтових вод, частка якого варіюється від 50% для Рейну до 66% для Міссісіпі.
Завдяки заходам оптимізації сільського господарства наприкінці минулого століття, забруднення азотом у басейнах Рейну і Міссісіпі вдалося стабілізувати. Однак для повернення до рівнів 1970 року знадобиться ще дев’ять і 15 років відповідно. У Китаї ж проблема залишається актуальною, оскільки азотні добрива й досі використовуються в надлишкових кількостях. Якщо їх застосування буде оптимізоване, очищення ґрунтових вод до рівнів 1970 року займе не менше 35 років.
Забруднення азотом не обмежується ґрунтовими водами; воно також включає викиди аміаку в атмосферу, який окислюється до оксидів азоту, що мають парниковий ефект і сприяють утворенню кислотних дощів та евтрофікації водойм. Ефективне використання азотних добрив може знизити викиди аміаку на 38%, що значно зменшить негативний вплив на довкілля.