Nowe badania pomagają przeciwdziałać emisjom podtlenku azotu
Podtlenek azotu (N2O) jest trzecim najważniejszym gazem cieplarnianym tuż za dwutlenkiem węgla i metanem, a ponadto istotnie przyczynia się do spadku stężenia ozonu w stratosferze. Większość emisji N2O pochodzi z procesów nitryfikacji i denitryfikacji przeprowadzanych przez mikroorganizmy. Bardziej dogłębne zrozumienie ekologii i fizjologii tych organizmów stanowi klucz do ograniczenia ilości szkodliwego podtlenku azotu uwalnianego do atmosfery przez branżę rolniczą i sektor przetwarzania odpadów. Naukowcy uczestniczący w finansowanej ze środków UE inicjatywie NORA (Nitrous oxide research alliance training network) określili czynniki, które wpływają na wytwarzaną ilość N2O, oraz zaproponowali stosowne rozwiązania. Zespół projektu NORA – składający się z dziewięciu partnerów akademickich i pięciu przemysłowych – współtworzyli uczeni specjalizujący się w różnych dziedzinach wiedzy, którzy przeprowadzili badania zarówno na poziomie komórkowym, jak i w skali polowej. Obejmowały one szczegółową analizę biochemiczną, mikrobiologiczną i fizjologiczną mikroorganizmów, modelowanie matematyczne w celu zrozumienia biologicznych procesów regulacyjnych denitryfikacji oraz badania nad reakcjami regulacyjnymi najważniejszych wyizolowanych szczepów. Przeprowadzono także analizy zależności pomiędzy składem społeczności mikroorganizmów i gospodarką przestrzenną a emisjami N2O oraz wpływu różnych czynników środowiskowych na wspomniane powiązania. Odkryto nowe mechanizmy regulacyjne dotyczące bakterii i podtlenku azotu oraz pogłębiono dotychczasową wiedzę na temat określonych organizmów i bakterii, które pochłaniają N2O. Wyniki badań pokazują również, że emisje podtlenku azotu można ograniczyć, zwiększając pH gleb kwaśnych, dostarczając do gleby wystarczającą ilość miedzi i stosując nawozy o spowolnionym uwalnianiu, a zakłady przetwarzania odpadów mogą wykorzystywać organizmy, które w znaczny sposób ograniczą ilość N2O uwalnianego do atmosfery. Ponadto zespół projektowy opracował nowego robota polowego do pomiaru emisji N2O, który umożliwia skuteczne monitorowanie przebiegu badań terenowych. Projekt NORA przyczynił się do wykształcenia nowego pokolenia naukowców zajmujących się obiegiem azotu. W ramach inicjatywy zorganizowano pięć szkół letnich poruszających wspomniany temat oraz zatrudniono dziewięciu początkujących badaczy i trzech stypendystów. Dodatkowo uczeni przygotowali dwa warsztaty z dziedziny modelowania matematycznego i pomiaru strumienia gazów w ekosystemach ziemskich, a także zorganizowali 21. konferencję z cyklu European Nitrogen Cycle Meeting, wzbogacając ją o wykład otwarty. Wyniki projektu, które rozpowszechniono poprzez publikacje w czasopismach i magazynach naukowych, prasę i telewizję, dostarczyły cennych informacji dotyczących stosowania nawozów i gospodarowania glebą w sposób, który pozwoli ograniczyć emisje N2O. Bez wątpienia dostarczy to decydentom politycznym wskazówek umożliwiających skuteczniejszą kontrolę emisji podtlenku azotu i zapewni wsparcie w walce z globalnym ociepleniem.
Słowa kluczowe
Emisje N2O, podtlenek azotu, globalne ocieplenie, przetwarzanie odpadów, NORA, gazy cieplarniane
