En viktig atomär byggsten för alla levande organismer och ett av de vanligaste elementen i galaxen, kväve är en viktig del av vårt ekosystem. Men för att vårt ekosystem ska fungera, kvävebaserade föreningar måste cirkulera genom luften, vatten, och jord i en delikat balans mellan de andra organiska kemiska drivkrafterna i livet.

Mänsklig aktivitet stör avsevärt den naturliga balansen av kväve, utgör ett hot mot hälsan för både mark- och vattenlevande liv. Med det i åtanke, Atmosfäriska och oceaniska vetenskapsbrev (AOSL) publicerade ett specialnummer den 21 maj, 2020 tillägnat ämnet, samlar en samling av 13 tidningar som utforskar de övergripande konsekvenserna av stigande kvävenivåer i cirkulationen.

Den största mänskliga drivkraften för kväveutsläpp till luften är livsmedelsproduktion. Den globala jordbrukssektorn är beroende av ammoniakbaserade gödselmedel för att förbereda jorden varje säsong för att odla nya grödor. Regn och konstgjord bevattning sopar bort mycket av det kvävebaserade gödselmedlet, landar den i sjöar och hav, skadar akvatiska ekosystem.

Biobränslen och förbränning av fossila bränslen släpper också ut enorma mängder kväve i atmosfären. Kontrollerade brännskador för att förbereda mark för växtodling, även känd som biomassabränning, leder till en mängd livskvalitetsproblem, en av de mest anmärkningsvärda är det synliga rödaktiga diset som stadsbor kallar "smog". Atmosfäriskt kväve återförs så småningom till land via regnstormar, men utsläppen överstiger ofta jordens naturliga förmåga att rena luften. Den pågående cykeln av överskott av kväve fortsätter att driva trenden med minskad biologisk mångfald, speciellt i haven.

Yuepeng Pan, Ph.D, AOSL-redaktör och vetenskapsman vid Institute of Atmospheric Physics vid den kinesiska vetenskapsakademin, sa specialnumret med titeln "Reaktivt kväve i luften:utsläpp, Bearbeta, Deposition och effekter, " främjar forskarsamhällets förståelse av atmosfärisk transport av kväve och alla dess konsekvenser. "Det är absolut nödvändigt att vi fortsätter att bättre förstå flödet av kväveföreningar in och ut ur atmosfären så att beslutsfattare kan leverera mer effektiva insatser, " sa Pan.

AOSL-serien föreslår att en nästa generation av studier om kvävedeposition ytterligare bör överväga effekten av ammoniak, överväger att öka utsläppen från boskapsavfall, gödselmedel, och förbränning av fossila bränslen. Tidigare artiklar hämtade sina data mestadels från fältexperiment som involverade sprutning av kvävelösning på jordar och ignorerade därför i stort sett ammoniakens direkta effekter.

Även om Kina har lyckats minska kväveproduktionen under de senaste fem åren, de globala utsläppen fortsätter att öka. Den där, Dr Pan säger, är anledning till oro bland forskarvärlden. Utan ytterligare forskning och handlingskraftiga insatser, mer skada på ekosystemen kommer sannolikt att inträffa. "Vi har lagt scenen för ytterligare globalt forskningssamarbete om denna brådskande fråga, " sa Pan.