I. 畜牧业

反刍动物的氮转化率很低，因为摄入的氮只有5-30%被动物吸收，其余70-95%通过粪便和尿液排出。因此，动物排泄物中的氮含量往往超过植物的需求，并且很容易通过气体排放和沥滤损失。

 这个农业部门的空气污染来自于粪便中的氮挥发成氨气（NH3）和一氧化二氮（N2O）。鉴于自前工业时代以来粪便产量的大幅增长（约120吨氮/年），通过粪便进行的氮循环对环境产生了重大影响。农业活性氮排放，主要是氨（NH3），构成了向大气排放的活性氮的最大部分。来自粪便和合成肥料的活性氮排放对空气质量的恶化有很大的贡献：氮氧化物的排放导致了大量臭氧的产生，而氨的排放则影响了大气中的PM10和PM2.5。在全球大部分地区，农业排放的氨是PM2.5的最大来源类别。粪便和合成肥料的应用所产生的氮沉降通过对植物生长的影响对大气中的碳循环产生了巨大的影响。

研究表明，在哥伦比亚，泌乳牛对氮的利用效率在8.96%和27.82%之间，根据单位面积的动物数量，每年从粪便中产生高达374公斤的氮排放。

II. 耕作土壤和粮食储存

虽然农业是氮氧化物的一个重要来源，但减少非点排放的战略需要纳入与化石燃料来源根本不同的土壤管理补救措施。

例如，在加利福尼亚州，已经发现施肥的农田占该州所有部门的氮氧化物总排放量的20-32%，而天然土壤占5-9%。土壤氮氧化物高排放的空间热点被确定为该州南部地区，其中气候相对炎热和干旱的地区被确定为排放热点。随着全球气温不断上升的趋势，这种受气候影响的氮氧化物排放的上升预计将影响到最北边的北欧国家，那里的气温在夏季达到前所未有的高水平。

据估计，以化肥为基础的农业土壤约占全球氮氧化物来源的30%。与施肥农业土壤的高排放量（约19.8公斤氮公顷-1年）相比，自然生态系统的氮氧化物排放量要低得多（约1.0公斤氮公顷-1年）。在完全使用矿物肥料的情况下，例如，使用不同形式的肥料（例如，缓释肥料）或降低氮的施用量，并使用精确农业来确定发展阶段，这些方法表明耕地土壤的氮肥损失有所下降。在应用有机添加剂的情况下，将矿物氮和有机肥的应用时间分开，观察到氮氧化物的排放减少了。

这一观察结果表明，肥料中的氮投入在提高土壤微生物的氮氧化物排放率方面起着关键作用，并表明迫切需要更明智和更有效的补救策略。用来加速作物生长的肥料，反过来也会成为作物衰退和生物多样性减少的来源，因为在气候模式改变导致降雨稀少的情况下，氮氧化物的增加会造成酸雨的增加。如果农作物可用的水越来越少，那么它至少不应该被污染，也不应该对人类和整个生态系统有害。特别是，当土壤含水量低于田间容量时，氮氧化物的排放更为突出，而在土壤含水量高于田间容量的情况下，例如在突如其来的暴雨造成的洪水中，氮氧化物的排放更为突出。

从稀缺的雨水到突然的过量雨水，所有这些方面都会在不断增长的不稳定气候中加速氮氧化物的排放，这对人类和生态系统都有影响。

健康、生态和经济后果

二氧化氮和其他氮氧化物（NOx）与大气中的水、氧气和其他化学物质的相互作用可以形成酸雨，损害敏感的生态系统，如湖泊和森林。二氧化氮水平的升高也会伤害植被，减少生长，并降低作物产量。

有害气体（氮氧化物和一氧化二氮）和惰性氮气（N2）从土壤中排放的速度，在很大程度上取决于氮的可用性、土壤湿度和温度。氮肥的损失对农民来说是昂贵的，在美国这样的国家，每年在健康和环境损害方面的经济成本估计为2100亿美元左右。因此，减少氮氧化物的排放为农民、环境健康和经济提供了一个双赢的局面。

氮氧化物气体已经与上呼吸道疾病、哮喘、癌症、出生缺陷、心血管疾病和婴儿猝死综合症有关。二氧化氮很少溶于水，吸入后会扩散到肺部，慢慢地水解成亚硝酸和硝酸，然后引起肺部疾病、肺部损伤，长期接触后，会被证明是致命的。二氧化氮对生殖能力也有负面影响，在严重的情况下，会导致癌症。

至于水生生物，活性氮是可溶性的，可以很容易地通过径流进入水道，它鼓励植物生长，有时会导致 "藻类大量繁殖"，减少水中的光线和氧气水平。这改变了植物群落，杀死了鱼类，形成了海洋 "死亡区"。这对生物多样性和当地生计有灾难性的后果。

显然，在评估耕作和燃烧燃料的做法如何影响反应性氮氧化物的排放时，应该共同考虑空气污染、健康和气候问题。

研究估计，通过减少过早死亡，减少氨气排放的好处可能是148.37亿欧元。相比之下，当代氨排放减少方案（低氮饲料、有盖粪便储存、尿素肥料应用和低排放动物住房）的年度成本估计约为43.07亿欧元。

通过明智和可持续的成本效益战略，可以控制含氮气体的排放，同时实现清洁的水、无污染的空气环境和更健康的农产品。至于化石燃料部门，更有效地捕获来自这些来源的氮氧化物是公平地需要的。

考虑到改善空气和水的质量所带来的经济效益大大超过了减排措施的成本，我们有充分的理由优先考虑遏制来自农业、交通、家庭和工业来源的氮气排放。

我们的补救措施

我们建议使用无毒的、与环境相容的高表面积生物纳米材料，这些材料可以在很小的体积内直接用于

• 从大气中吸收大量的这些污染物，特别是在农场等高浓度污染源，以限制扩散，使氮氧化物的水平远远低于有害阈值。

• 将氮保留在土壤中更长的时间，提高植物的生物利用率，从而减少重复和过度使用化肥。

• 平衡土壤的pH值，降低酸度，保护生物多样性，而不造成生态化学平衡的倾斜。

ECO - RN

颜色：白色纳米粉末

比表面积 : 35930 m²/kg

平均氮氧化物吸收率 : 每克纳米生物材料约含9473毫克的氮氧化物

涂层中平均用量*（例如烟道系统、建筑物墙壁、种子筒仓、散养牛舍和粪便储存墙壁）：约0.2克/升

每立方米粪便平均用量：2克

• 
  

• 1立方米的粪便=400公斤

土壤灌溉水的平均剂量 (对于约19.8公斤的N公顷-1年-1) *: 0.0004 wt %（即每25升0.1克）-每年或每公顷1.09公斤，每年。(更多信息见下面的应用部分)

1公顷大约需要灌溉250,000升水

申请: 

对NO2、NH3、丙醛、苯甲醛、二甲胺、N-亚硝基二乙胺和甲醇的有效纳米吸收剂。抑烟和阻燃剂。

与NO2反应后，形成硝酸（NO3）、NO和氮（N）的混合物，纳米生物材料表面。NO3是一种热稳定的标本，通常在177和327℃之间的温度下分解。

然而，当这些吸附物被结合到纳米生物材料表面时，NO2物种被保留在纳米生物材料表面，最高温度为327℃，而NO3在最高527℃的温度下趋于稳定。

这意味着纳米生物材料可以保留氮氧化物，有助于最大限度地减少粪便的排放。

土壤中的硝酸盐（NO3）是氮的主要来源，对植物生长至关重要。从本质上讲，植物的根部吸收硝酸盐以实现健康生长。它们需要硝酸盐来生产氨基酸，然后用来形成蛋白质。它可以调节整体的氮代谢，并为叶绿素的生物合成提供不间断的氮。这使得所吸收的氮氧化物的热稳定性很重要，因为: 

a) 在炎热的气候和干旱的情况下，氮氧化物的排放率可以得到抑制，并且

b) 由于NO3肥料的高可溶性和可生物降解性被结合到纳米生物材料的表面，其中的颗粒作为硝酸盐储存系统。因此，NO3肥料通过纳米生物材料表面以延迟释放的机制保留在土壤中的时间更长。

延长NO3的可用性减少了重复使用化肥的需要，为农民节省了数百万美元，维护了土壤健康，净化了空气，恢复了生态系统的平衡。

这种方法被指定为使氮在土壤中保持更长的时间，并随着时间的推移，随着氮含量在周围土壤中的消失，通过扩散机制慢慢释放给植物，而不是作为有害的氮氧化物空气污染物排放到大气中。

与不溶于水的矿物纳米生物材料结合在一起，也有可能减少流入水道的过量的氮，并最大限度地减少水生污染。

• 降低土壤酸度。

• 减少堆肥和土壤中的气味

• 土壤改良剂，土壤调节剂

• 对革兰氏阴性（大肠杆菌）和革兰氏阳性（金黄色葡萄球菌）细菌、真菌黑曲霉和草酸青霉的抗病剂（ ~ 150 - 250 μg/mL 或每升0.15至0.25g)

• 含有大多数生物系统所必需的元素，在金属修复过程中，土壤和地下水微生物种群可以获得这种元素，这是一种额外的好处。

ECO-R3

纳米体系结构 : 原子般薄的二维片（< 1 nm）

比表面积 : 49550 m²/kg

颜色：黑色/黑褐色纳米粉末

平均氮氧化物吸收率 : 每克纳米生物材料约含46.4毫克氮氧化物

涂料中的平均用量*（例如在建筑物的墙壁、室内农场、种子筒仓、自由畜栏和粪肥储存墙上） : 取决于排放水平

土壤灌溉水的平均剂量  (对于约19.8公斤的N公顷-1年-1 )*: 0.00044 重量百分比（即每25升0.11克）-每年

申请 : 

有助于提高植物的生长和发育，增强植物的抗压能力和营养物质的供应。

• 重金属：去除亚硫酸盐，在低pH值下去除铜，锕系元素

• 油类和有害化学物质。加快水-油乳剂中的油的去除，清除沥青，对氯化有机溶剂进行解毒。

• 农药和药物残留 : 对有机氯农药和多氯联苯（PCBs）进行解毒，去除抗生素，如哌拉西林（PIP）、他唑巴坦（TAZ）、磺胺甲噁唑（SUL）、四环素（TET）、三甲氧苄啶（TRI）、氨苄青霉素（AMP）和红霉素（ERY）在无水介质中。