一个世纪前的单一专利改变了世界，现在，在21世纪，Homo Sapiens和我们主导的世界都有成瘾。称之为氮素修复。它就像是一个主要的药物，在地球的生态系统中，每个细胞都弥合每一个孔，包括我们自己的身体。
1908年，德国化学家弗里茨·哈伯(Fritz Haber)发现了通过从空气中捕获氮气来制造氨的方法。在这个过程中，他发明了一种廉价的氮肥新来源，结束了我们对自然资源的依赖，无论是生物还是地质资源。空气中固定的氮肥使保罗·埃尔利希(Paul Ehrlich)等人上世纪中叶关于全球饥荒即将来临的预测落空。今天，化肥养活了大约30亿人。
但是，大量的氮流经地球生态系统所造成的环境后果正在迅速增长。我们已经学会了害怕碳及其对气候造成的变化。但不久的将来，我们可能会更加害怕固氮。
人造氮在水中无处不在，就像人造二氧化碳在空气中一样。
9月发布的主要国际调查自然列出了氮循环作为三个“行星边界”之一“人类的干预已经严重扰乱了地球未来的可居住性。根据斯德哥尔摩环境研究所的Johann Rockstrom和其他27名环境科学家的研究，其他问题是气候变化和生物多样性的丧失。188金博网注册就送188
弗吉尼亚大学(University of Virginia)的詹姆斯·加洛韦(James Galloway)说，氮对地球生命维持系统的影响几乎超过任何其他元素。他预测:“在最坏的情况下，我们将走向一个氮饱和的星球，生物多样性受到污染和减少，人类健康风险增加，温室气体平衡甚至更加紊乱。”188金博网注册就送188
问题是我们浪费了哈伯公司的大部分肥料。在每年投入农田的8000万吨化肥中，只有1700万吨被用于粮食。其余的都不见了。部分原因是氮肥的使用浪费了，部分原因是绿色革命开发的新型作物在氮肥的作用下长得肥美，同时也浪费了养分。世界谷物的氮效率从1960年的80%下降到今天的30%。
人工氮从世界上几乎每一块农田的排水中冲洗出来。它在水中无处不在，就像人造二氧化碳在空气中一样。它正在世界河流和地下水中积累，藻类堵塞了水道，如果不进行昂贵的清理，这些水储备就无法饮用。
曾经生产的大多数人造氮肥已应用于上一四分之一世纪的田地。大自然具有逆转人工固定的氮气的能力，将其转化回惰性气体 - 一种称为反硝化的过程。但去年，田纳西州橡木岭国家实验室的帕特里克·穆洛兰报道了该系统被淹没。美国的许多河流现在如此氮气饱和，因为他们正在失去反歧污染的能力。
大部分过剩的氮最终进入海洋，杀死了整个生态系统。穆赫兰说，过量的氮是海洋中氧气耗尽的“死亡区”越来越多的原因。
为什么肥料要杀死人?这只是好事过头了。它过度施肥，产生如此大量的藻类和其他生物，消耗了水中所有的氧气，导致生态系统崩溃。世界各地的沿海海湾、海湾和河口都在减少。
今年早些时候的一项研究发现，藻类绽放倾倒大象酸，神经毒素，在海底上，它持续到几周。南卡罗来纳大学的克劳迪娅·贝塞兹 - 尼尔森说：“第一个迹象往往是在岸边或印章上表演滑稽，激进和抽搐，看起来就像他们喝醉了一样，”南卡罗来纳大学的克劳迪娅·贝尼特斯 - 纳尔森说。
众所周知，肥料落下密西西比州 - 密苏里河系统，在墨西哥湾创造了一个“死区”。通常，大约20,000平方公里的海洋形成没有氧气或鱼类的层，由氮固定杀死。
位于格洛斯特角的弗吉尼亚海洋科学研究所的罗伯特·迪亚兹说，死亡区的数量“自20世纪60年代以来呈指数级增长”。他在一项研究中数出了400多个科学去年。他们现在覆盖一百万平方公里，通常河流将大量的肥料和污水放入相对封闭的海洋中。
你会在日本和韩国之间的水域发现这些死区;在黑海，20世纪80年代外来水母的入侵导致大多数本地物种灭绝;亚得里亚海北部的旅游海滩外;切萨皮克湾和俄勒冈州外的海域;以及半封闭的波罗的海，世界上最大的死区。
氮是土壤中重要的养分，是种植作物所必需的。土壤在包括动物粪便在内的有机废物中循环氮。但在哈伯的发现之前，向土壤中添加更多大气氮的唯一方法是通过生活在少量固氮植物中的细菌捕获，包括三叶草和豆类等豆类植物。
在19世纪，德国和英国这样的密集包装国家开始通过以秘鲁太平洋岛屿的鸟粪形式进口氮气来改善其土壤的生育能力，并在智利开采的Saltpe。地质氮是今天作为石油的地缘政治资源。
人们呼吁科学想出一种新方法，以一种植物可以吸收的形式生产氮。哈伯赢得了比赛，他为固定氨申请了专利。氨是一种由氮气和氢原子组成的分子，由惰性氮气组成，占空气的70%。
现在，氨可以容易地变成化学肥料，并尽可能轻松地添加到世界领域。德国工业家Carl Bosch于1913年在Ludwigshafen开设了第一家工厂。它在德国的时间里。在第一次世界大战期间，由于英国海军封锁，无法收到南美洲的瓜诺的出货量，德国很快就会饿死，而是为了哈斯伯的进程。
今天我们体内的大部分氮来自于大型的化学工厂。
在欧洲以外，最初很少有人使用化肥来强化农业生产。扩大农业规模通常更便宜，也更容易——排水沼泽地，开垦草原，清除森林。但是到了20世纪60年代，随着世界人口的激增，化肥生产开始腾飞，植物育种家开发出了对固氮反应最好的高产作物新品种。在这场“绿色革命”中，从20世纪60年代到80年代，全球氮肥产量增长了8倍。
今天，每年适用于世界农田的17500万吨氮，近50％来自化肥。它已经将世界土壤的“承载能力”从1.9人从农田每公顷到4.3 - 和10在中国提高到4.3和10人，其中申请达到欧洲的两倍。
这对地球上的生物化学和我们自己的身体来说都是一个深刻的改变。今天，我们体内的大部分氮不是来自生物来源，而是来自大型的化学工厂。从真正意义上说，我们既是生物也是化学。法克加拿大曼尼托巴大学(University of Manitoba)著名的食品与环境研究专家，称固氮是“一项巨大而危险的实验”。
除了肥料外，我们还通过燃烧化石燃料来制造生物可用的氮。发电站发射氮氧化物，即20世纪80年代和20世纪90年代工业化国家的环境灾害。空气中的氮氧化物也是有效的温室气体，增加全球变暖，甚至到达平流层，在那里它们加入氯和溴化合物进食保护臭氧层。
英国谢菲尔德大学的加雷斯·菲尼克斯说:“世188金博网注册就送188界上大多数生物多样性热点地区正从空气和水中吸收大量已知会损害许多物种的氮。”然而，《联合国生物多样性公约》从未解决过这个问题。
在温带地区，这将把石楠树变成草原，而草原通常会失去四分之一的物种丰富度。在氮泛滥的生态系统中，侵略性的外来物种比大多数本地物种表现得更好。所以氮是世界各地外来物种入侵背后的隐藏力量。
预后不好。科学家们写了自然有关地球边界的论文认为，人类向自然环境释放的氮应该减少四分之三，至3500万吨左右。但按照目前的趋势，到2050年，全球农田氮使用量将翻一番，达到每年2.2亿吨，是安全阈值的六倍多。
危险在于，大自然处理过剩氮并将其排放回大气的能力将被淹没，我们最终将居住在一个氮饱和的星球上，氮推动全球变暖，使空气酸化，吞噬臭氧层，减少生物多样性，并杀死海洋。188金博网注册就送188
可以做些什么？满足所引用的目标自然研究需要对世界农业进行深刻的变革，就像为实现削减温室气体的目标而需要对能源产业进行深刻的变革一样。斯米尔说，目前迫切需要培育能更有效地吸收农田氮素的作物，并发展能更好地管理氮素的农业系统。
幸运的是，潜力是巨大的。中国是世界上施氮量最高的国家之一，由国际应用系统分析研究所的Wilfried Winiwarter和Tatiana Ermolieva领导的一组科学家进行的一项研究发现，在不损害农业产量的情况下，更好地对农场氮进行管理可以减少一氧化二氮对环境的排放25%。
加洛韦说，通过减少燃烧化石燃料的排放，也可以减少氮气在环境中的流动，这可能是应对气候变化努力的副产品。城市中更好的污水处理可以将通过人体肠道的硝酸盐转化为安全的气态氮。
如果有什么例证可以说明人类对地球生命维持系统的日益增长的影响，那就是我们压倒氮循环的方式。有解决方案。但现在我们被迷住了。正如斯米尔所说:“在短短的一生中，人类已经发展出了对化学物质的深刻依赖。”