«Первый ключ к включению утечки находит утечку», сказал Кайл Ланкастер, доцент химии и химической биологии и ведущего автора на исследовании. «Мы теперь знаем ключ к утечке и что приводит к нему. Закись азота становится довольно значительной в атмосфере, поскольку было 120-процентное увеличение закиси азота в нашей атмосфере с доиндустриальных времен».
Ланкастер, наряду с постдокторским исследователем Джонатаном Д. Каранто и докторантом химии Эйвери К. Вилбертом, показал, что фермент, сделанный аммиаком, окисляющим бактерию Nitrosomonas europaea, цитохром P460, производит закись азота после того, как организм превращает аммиак в промежуточный метаболит, названный hydroxylamine.N. europaea и подобные «окисляющие аммиак бактерии» используют hydroxylamine в качестве их топливного источника, но слишком много hydroxylamine может быть вредным – и получающееся производство закиси азота – химическая стратегия преодоления.Ланкастер и его коллеги выдвигают гипотезу, что, когда окисляющие аммиак бактерии подвергнуты высокому уровню соединений азота, такой как в нивах или очистных установках сточных вод, затем производство закиси азота через цитохром, P460 будет подъем.
В атмосфере парниковые газы – суп многих разновидностей, и Ланкастер объяснил, что у закиси азота есть 300 раз потенция углекислого газа. «Это – колеблющееся число», сказал он. «Закись азота – действительно противное вещество, чтобы выпустить в глобальном масштабе».Ланкастер добавил, что закись азота фотохимически реактивная и может сформировать свободные радикалы – исчерпывающих озон агентов – который ухудшает проблему помещения в оболочку атмосферы Земли с большим количеством газа и повышения температуры земного шара. «В дополнение к его роли плаща парникового газа это удаляет наш защитный щит», сказал Ланкастер.Соединенные Штаты среди мировых лидеров в импортировании удобрения азота, по данным Службы экономических исследований американского Министерства сельского хозяйства.
Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН отметила, что спрос на удобрение азота в мире, как предполагалось, составит 116 миллионов тонн в течение этого прошлого сельскохозяйственного сезона.«Для мира я понимаю, что мы пытаемся накормить больше людей и который означает больше удобрения – и это означает больше закиси азота», сказал Ланкастер, который отметил, что приблизительно 30 процентов выбросов закиси азота прибывают из сельского хозяйства и его сопровождающего землепользования.Чтобы уменьшить негативное воздействие азота, фермеры уже используют ингибиторы нитрификации.
Саид Ланкастер: «В то время как это будет сложно, чтобы развивать способы остановить этот процесс, теперь мы точно определили один биохимический шаг, приводящий к производству закиси азота. Будущая работа может привести к ингибиторам, молекулы, которые могут дезактивировать или нейтрализовать этот бактериальный фермент.
Альтернативно, мы можем просто использовать эту новую информацию, чтобы разработать лучшие стратегии для управления азотом».