氮是植物營養(yǎng)的三要素之一，也是人和動物的營養(yǎng)物質(zhì)成分，空氣中的氣體四分之三是氮氣，但氮的存在形式多樣，它們的轉(zhuǎn)換和利用都很復(fù)雜。我們常見的是化學(xué)合成肥料氮，它們進入農(nóng)田后，一部分與進入土壤中的動植物殘體及人和動物的排泄物中的氮一起，經(jīng)歷由微生物驅(qū)動的各種轉(zhuǎn)化過程，形成多種含氮氣體。其中有些可直接遷移到水體，過量的氮化物，導(dǎo)致水體氮污染，不僅危害人體健康，而且成為水體富營養(yǎng)化的一個因子。二氧化氮還是一種重要的溫室氣體，進入大氣后增強溫室效應(yīng)。僅此可見，氮不僅是生命必需的元素，也關(guān)系到人類生存環(huán)境。 [3] 

氮失衡的原因

自然界中以氮氣形態(tài)存在的氮稱為惰性氮，對生態(tài)環(huán)境沒有負(fù)面影響，在生產(chǎn)工業(yè)化以前，氮循環(huán)系統(tǒng)中，氮的收支是平衡的，即固氮作用和脫氨作用基本持平。當(dāng)?shù)ㄟ^化學(xué)工業(yè)合成或燃燒后，就會被活化，形成氮氧化物和氮氫化物等物質(zhì)，即加強了固氮作用。氮活化的途徑有三：一是人工固氮，將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為氨；二是工業(yè)生產(chǎn)中燃燒煤、石油、天然氣等；三是固氮植物的作用。在循環(huán)系統(tǒng)中，氮收支是否平衡會關(guān)系到活性氮對人類健康和生存環(huán)境積極或消極的影響。氮的過量“活化”，便使自然界原有的固氮和脫氨失去平衡，氮循環(huán)被嚴(yán)重擾亂，越來越多的活化氮開始向大氣和水體過量遷移，循環(huán)開始出現(xiàn)病態(tài)，導(dǎo)致全球環(huán)境問題。20世紀(jì)70年代以來，人類對生態(tài)系統(tǒng)中的氮素循環(huán)進行了廣泛而深入的研究。SCOPE（國際科委環(huán)境委員會）將全球氮超載作為一個潛在的環(huán)境問題和化學(xué)定時炸彈提出。

氮缺乏的危害

氮是植物正常生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素之一，所以也是提高生產(chǎn)能力的主要限制因子。在農(nóng)業(yè)生態(tài)中，如果缺少活性氮就會導(dǎo)致土壤肥力下降、產(chǎn)量下降、蛋白質(zhì)含量降低、土壤有機質(zhì)耗竭、土壤侵蝕，甚至沙漠化；在濕潤的熱帶，土壤遭受強烈的風(fēng)化和淋溶，土壤養(yǎng)分貧瘠，土壤氮素和磷素成為受限的營養(yǎng)元素。因此，我們要適當(dāng)增強土壤中的氮肥力，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保障糧食安全（足夠的熱量）和營養(yǎng)安全（提供相應(yīng)所有必需的養(yǎng)分，包括蛋白質(zhì)）。

氮污染的危害

（1）由氮轉(zhuǎn)化的氨在微生物的作用下，會形成硝酸鹽和酸性氫離子，造成土壤和水體生態(tài)系統(tǒng)酸化從而使生物多樣性下降。另外，銨對于魚類來說有劇毒，因此必須對廢水處理且植物排放到水中的銨的濃度進行嚴(yán)密的監(jiān)控。為避免魚類死亡的損失，應(yīng)在排放前對水中的銨進行硝化處理，在陸地上為硝化細(xì)菌通風(fēng)提供氧氣進行硝化作用成為一個充滿吸引力的解決辦法。

（2）水體中氮素過多導(dǎo)致富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化的后果，首先是破壞水資源，降低水的使用價值，直接影響人類的健康，同時提高水處理的成本；其次是導(dǎo)致魚類及水生動物的大量死亡，破壞水產(chǎn)資源，引發(fā)“藻華”和“赤潮”等現(xiàn)象。

（3）溫室效應(yīng)和酸雨。一氧化二氮這種氮氧化物吸收紅外線輻射的能力特別強，是二氧化碳的200多倍，是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的可怕殺手。氧化亞氮（俗稱笑氣）除了產(chǎn)生溫室效應(yīng)外，還可以在大氣中與臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，擾亂臭氧層，增加地表的紫外線強度，危害人體健康。一氧化氮、二氧化氮還是酸雨的成分之一。

（4）NO2-誘發(fā)各種疾病乃至致癌。人們一旦從受污染的瓜果蔬菜和飲用水中攝取過量的硝酸鹽，高血壓、先天性中樞神經(jīng)系統(tǒng)殘疾和非霍金氏淋巴瘤就有可能發(fā)生。早在1945年，Comly就報道了嬰兒體內(nèi)由于飲用水中高含量硝態(tài)氮而影響嬰幼兒血液中的氧濃度并導(dǎo)致高鐵血紅蛋白癥或藍(lán)嬰綜合征（Blue-baby Syndrome）；燃燒化石燃料所產(chǎn)生的氮氧化物形成地面臭氧，會引發(fā)哮喘。大量醫(yī)學(xué)研究報道證明，肝癌、胃癌等癥的發(fā)病率也與人體攝入的硝酸鹽量密切相關(guān)。

（5）社會問題。市政當(dāng)局必須面臨地下水和飲用水中NO3-超標(biāo)、醫(yī)療費用增加等社會問題。在農(nóng)田附近的農(nóng)村，飲用水井NO3-含量超標(biāo)也是一個難題。

控制措施

氮對我國及世界環(huán)境造成了多方面影響，我們應(yīng)采用科學(xué)的措施和政策，遏制氮對環(huán)境與生態(tài)的破壞。我國是農(nóng)業(yè)大國，70%的活化氮來自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，最根本的方法是合理施肥，提高氮肥利用效率。因此，改革現(xiàn)有耕作制度、推廣精確施肥、加強農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系建設(shè)是關(guān)鍵。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，提高能源利用率或減少含氮物的生成量，也可對固定排放源采用催化還原、吸收、吸附等技術(shù)，控制、回收或利用廢物中的氮氧化物，使其達到無害化排放。排放廢水時，銨的濃度要進行嚴(yán)密的監(jiān)控，應(yīng)在排放前進行硝化處理。另外，監(jiān)測規(guī)模化養(yǎng)殖場，禁止其隨意向湖泊、河道中排放氮污染物等。