Credito:Duke University 
La produzione umana di questo azoto è ora cinque volte superiore a quella di 60 anni fa. Questo aumento potrebbe rappresentare un pericolo per l'ambiente terrestre tanto quanto il rapido aumento dell'anidride carbonica atmosferica che riscalda il clima, dicono gli scienziati.
"La Terra non ha mai visto così tanto azoto fisso, " dice William H. Schlesinger, James B. Duke Professore emerito di biogeochimica presso la Nicholas School of the Environment di Duke.
"Si tratta di un enorme aumento nell'ultimo mezzo secolo, che non è quello che ci aspettavamo di trovare, "dice William Battye, un ricercatore sulla qualità dell'aria presso lo stato NC che ha guidato lo studio
"Mentre il carbonio ha catturato l'attenzione del mondo attraverso il cambiamento climatico, non possiamo ignorare questo problema, "aggiunge Viney Aneja, professore di marina, scienze della terra e dell'atmosfera presso la NC State. "Troppo azoto può influire sulla salute umana, ridurre la biodiversità e amplificare il riscaldamento globale".
Troppo azoto nel suolo avvantaggia un numero limitato di specie che possono competere con le specie autoctone, riduzione della biodiversità, Appunti di Aneja. Alti livelli di azoto nelle acque sotterranee sono associati a tumori intestinali e aborti spontanei, e può essere fatale per i bambini. L'eccesso di composti azotati nei corsi d'acqua e nei laghi può causare fioriture algali tossiche, uccidere le specie acquatiche e minacciare la salute umana.
Una forma di gas azoto, ossido nitroso, è anche un potente gas serra e può contribuire al riscaldamento globale. Alti livelli di protossido di azoto nell'atmosfera degradano anche lo strato di ozono atmosferico, e l'ossido nitrico può creare un pericoloso ozono a livello del suolo.
Gli esseri umani hanno usato i composti dell'azoto come fertilizzante per millenni, ma storicamente utilizzava solo fonti naturali fisse, come letame e guano. Agli inizi del 1900, I chimici tedeschi Fritz Haber e Carl Bosch hanno scoperto un processo che converte l'azoto atmosferico in ammoniaca, consentendo per la prima volta all'uomo di produrre fertilizzanti a base di azoto su scala industriale.
Nel 1960, più del 60 percento delle aziende agricole negli Stati Uniti ha riferito di utilizzare fertilizzanti chimici e l'uso medio di azoto era di 17 libbre per acro.
Nel 2007, Le aziende agricole statunitensi utilizzavano in media 82,5 libbre di azoto per acro, secondo l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti.
Per condurre il loro nuovo studio, i ricercatori hanno combinato i dati storici sull'uso dei fertilizzanti in agricoltura con stime recenti dei tassi di fissazione dell'azoto per analizzare le tendenze nella produzione umana di azoto fisso dall'inizio del XX secolo. Hanno quindi inserito queste tendenze nel contesto con le recenti stime della fissazione naturale dell'azoto e dei tassi di denitrificazione sulla terra e nell'acqua.
La loro analisi ha rivelato che la produzione umana di azoto reattivo è aumentata di quasi cinque volte nell'ultimo mezzo secolo.
"Questo rapido aumento ha rimosso ogni incertezza sull'importanza dell'azoto prodotto dall'uomo sul ciclo complessivo dell'azoto, "Schlesinger dice..
Schlesinger, Battye e Aneja si chiedono se l'attuale processo di denitrificazione della Terra possa continuare a tenere il passo con la produzione umana di azoto fisso. Attualmente, i batteri che guidano questo processo di denitrificazione sembrano tenere il passo con l'aumento dell'azoto fisso. Ma se gli habitat in cui prosperano questi batteri, come paludi e zone umide, non sono conservati, e il processo di denitrificazione si interrompe, potrebbe verificarsi un grave squilibrio nel ciclo dell'azoto.
Ciò potrebbe portare a fioriture algali dannose e zone morte nei corpi idrici, maggiori costi per il trattamento dell'acqua potabile, e un aumento del rischio per la salute pubblica da tossine algali nei corsi d'acqua.
Anche se il processo di denitrificazione può tenere il passo con l'aumento della domanda, potrebbero esserci ancora conseguenze atmosferiche negative dell'eccesso di azoto. La denitrificazione produce protossido di azoto, un potente gas serra che è il terzo maggior contributore al riscaldamento globale dopo l'anidride carbonica e il metano. Il protossido di azoto ha un potenziale serra quasi 300 volte maggiore dell'anidride carbonica chilo per chilo e può durare nell'atmosfera per più di 100 anni, secondo l'EPA. Il protossido di azoto può anche impoverire lo strato di ozono stratosferico, dice Aneja.
Monossido di azoto, un altro sottoprodotto della denitrificazione, può reagire con composti organici volatili per produrre ozono troposferico, dannoso per l'uomo e la vegetazione.
Cambiamento climatico causato dall'uomo, un risultato di troppa anidride carbonica nell'atmosfera, potrebbe anche intensificare la quantità di azoto nei corsi d'acqua degli Stati Uniti. Il cambiamento climatico potrebbe causare più precipitazioni in alcune aree, che potrebbe comportare un maggiore deflusso agricolo che può contaminare i corsi d'acqua locali, secondo un recente studio sulla rivista Scienza .
