Reaktiva kväveutsläpp bidrar till växthusgaser, samt luft- och vattenföroreningar. För första gången, forskare från McGill University har beräknat Kanadas kväveavtryck (liknande ett koldioxidavtryck) på både nationell och provinsiell nivå. De tittade på de tre primärsektorerna som bidrar med kväve till miljön för att beräkna det årliga genomsnittliga kväveavtrycket:Livsmedelsproduktion och konsumtion, avloppsrening, och användning av fossila bränslen. Det kom några överraskningar när de analyserade sina resultat.

"Tidigare studier av kväveavtryck i andra länder har vanligtvis betonat livsmedelssystemet som den huvudsakliga källan till kväve som släpps ut i miljön, säger Graham MacDonald, en docent vid McGills geografiavdelning och seniorförfattaren på tidningen som nyligen publicerades i Miljöforskningsbrev . "Medan livsmedelsproduktion och konsumtion är viktiga kvävekällor i Kanada, vår forskning visar att den största variationen mellan provinser i relativ mening är relaterad till fossila bränslen. Detta kom som en överraskning för några av våra kollegor."

Regionala variationer i storlek och drivkrafter för kvävefotavtryck

Forskarna använde en ny top-down-metod, som tog nationella och provinsiella jordbruk, energi och andra kväveutsläppsdata från 2018 för att uppskatta de totala provinsiella kvävefotavtrycken och dividera dem med provinsiella befolkningar. Vanligtvis, bedömningar av kvävefotavtryck uppskattas med en nedifrån-och-upp-metod baserad på information om personliga konsumtionsmönster (t.ex. hushållsanvändning av el, körda eller flugna sträckor, konsumtion av nötkött, etc.). Genom att använda denna nya hybridmetod, forskarna beräknar att Kanadas totala årliga reaktiva kvävefotavtryck är cirka 996 gigagram (eller 996 miljarder kilogram) per år. Detta översätts till ett genomsnittligt kväveavtryck på cirka 27 kilo kväve som släpps ut per person och år i Kanada. Men denna siffra döljer en hel del regional variation, både när det gäller omfattningen och vilka förare som är ansvariga för dessa utsläpp.

"Ontario och Quebec bidrar mest till det nationella kväveavtrycket helt enkelt för att mer än två tredjedelar av den kanadensiska befolkningen bor i dessa provinser, " säger Sibeal McCourt, en Ph.D. student vid geografiavdelningen vid McGill och första författare på studien. "Men Saskatchewans kvävefotavtryck, per capita, är störst i landet, nästan dubbelt så mycket som Ontario. Detta beror på att provinsen har en stark gruvsektor och är beroende av kol och naturgas för energi."

Går mot att använda kväve mer effektivt

"Innan vi kan minska vårt totala nationella kväveavtryck, det är viktigt att förstå vilka sektorer i varje provins som bidrar mest till kväveföroreningar så att problemet kan lösas på en mer lokal nivå, ", tillägger McCourt. "Denna forskning kommer att hjälpa oss att bättre förstå var/vem/hur åtgärder för att minska kväveutsläpp, tilldela ansvar till olika aktörer (inklusive våra egna konsumtionsmönster, som våra personliga dieter), och i slutändan använda kväve mer effektivt i Kanada."

Med tanke på det relativa bidraget från köttkonsumtion och fossilbränslerelaterade utsläpp till provinsiella kvävefotavtryck, forskarna föreslår att man går mot mer växtbaserad kost, att främja användningen av elfordon och fortsätta att övergå till förnybara energikällor för el där det är möjligt är bland de politiska alternativen som skulle vara mest relevanta i stora delar av landet. Åtgärder kan också vidtas för att göra livsmedelssystemet som helhet mindre "läckande" vad gäller kväve.

"En hel del forskningsuppmärksamhet ägnas åt att förbättra effektiviteten av kväveanvändningen i jordbruket, som kan gå långt för att mildra det kanadensiska kväveavtrycket, " säger MacDonald. "Det som är särskilt insiktsfullt med en fotavtrycksstrategi är att den låter oss jämföra potentialen hos dessa olika individuella och kollektiva ansträngningar mot hållbarhet."

Några detaljer om variationer i provinsiella kvävefotspår

Forskarna analyserade de tre primära sektorerna som bidrar till provinsiella kvävefotavtryck:livsmedelsproduktion och konsumtion, avloppsrening och fossila bränslen.

Livsmedelsproduktion och konsumtion

• I alla provinser, 35-40 % av kvävefotavtrycken kommer från nötköttskonsumtion.
• I Ontario, New Brunswick och Quebec, nötköttskonsumtionen är den enskilt största övergripande drivkraften för det provinsiella kväveavtrycket och den näst största drivkraften i alla andra provinser förutom Alberta och Saskatchewan.
• Förutom Ontario och Quebec, i alla andra provinser kommer mindre än 50 % av kväveavtrycket från livsmedelsproduktion.
• Skillnader i typer av odlade grödor och gårdsförvaltningstekniker påverkar den del av provinsiella kvävefotavtryck som är relaterade till jordbruk.

Avloppsrening

• Rening av avloppsvatten är den tredje största drivkraften för nationella och mest provinsiella fotavtryck, eftersom det finns relativt låga halter av kväverening i avloppsreningsverk över hela landet.
• Endast cirka 30 % av Kanadas befolkning är anslutna till kommunala avloppssystem som får behandlingar som fokuserar på att ta bort kväve.
• Kustprovinser (British Columbia, Nova Scotia, New Brunswick, Prins Edward ö, Newfoundland och Labrador) med relativt låg befolkningstäthet, och som släpper ut främst till kustvatten, har generellt lägre avloppsstandarder (och kvävereduktion) än inre provinser (Ontario, Manitoba, Saskatchewan och Alberta).
• Alberta är den provins med den största andelen av sin befolkning som täcks av avloppsvattenrening, som också uttryckligen fokuserar på kvävereduktion.
• I British Columbia omfattas endast 10% av befolkningen av denna typ av avloppsvattenrening och det är också den provins som har det största kväveavtrycket i avloppsvattnet.

Fossila bränslen

• Förbränning av fossila bränslen står för 40 % av det genomsnittliga kanadensiska kväveavtrycket, men kvävefotspår relaterade till fossila bränslen varierar avsevärt mellan olika provinser.
• Kväveutsläpp relaterade till transporter är den största delen av det fossila bränslets kväveavtryck.
• Tunga dieselfordon, vanligtvis förknippad med lastbilskörning, gruvdrift och annan resursutvinningsverksamhet, är en stor bidragsgivare till transportutsläpp.
• I Nova Scotia, Saskatchewan och Alberta relativt höga andelar av energinäten drivs av förbränning av kol. De tre provinserna har ett sammanlagt genomsnittligt energikväveavtryck på nästan 7 kg kväve per person.
• I andra provinser som är beroende av förnybar energi och kärnenergi, det genomsnittliga kvävefotavtrycket relaterat till energi är cirka 1,5 kg per person.

De tre nordliga territorierna exkluderades från studien på grund av begränsade data.