Perturbations anthropiques

Le principal impact de l’humain sur le cycle de l'azote provient de l’usage de fertilisants synthétiques.

Les fertilisants synthétiques sont utilisés depuis 1905. Leur utilisation a été rendue possible et rentable grâce à l’électricité bon marché développée durant cette période. La première source d’énergie utilisée pour leur fabrication était l’hydroélectricité. La compagnie Yara en Norvège était une des premières à fabriquer des fertilisants. Cela a mené à une explosion de la productivité agricole. La production de nourriture per capita ou par hectare n’a jamais été aussi élevée qu’aujourd’hui. C’est la fameuse révolution verte.

Les fertilisants azotés sont produits selon le principe de Haber-Bosch à partir d’azote et d’hydrogène moléculaires à des températures de 300-500 oC et une pression de 150 à 250 atm en présence de catalyseurs, originellement de la magnétite, un oxyde de fer (figure 1).

Figure 1. Le principe de Haber-Bosch.

Actuellement, plus de 100 millions de tonnes d’azote sont produites par ce procédé chaque année. Entre 1 et 2% de l’énergie consommée mondialement sert à la production de fertilisants azotés. La fixation synthétique d’azote excède maintenant la fixation naturelle (figure 2).

Figure 2. Fixation mondiale annuelle d’azote.
Source: Modified from Vitousek, P.M. and P.A. Matson (1993). Agriculture, the global nitrogen cycle, and trace gas flux. The Biogeochemistry of Global Change: Radiative Trace Gases. R. S. Oremland. New-York, Chapman and Hall: 193-208. lien externe 

L’utilisation généralisée de fertilisants azotées est en partie responsable de l’eutrophisation des milieux aquatiques et représente aussi un problème pour l’approvisionnement en eau potable.

En outre, une partie de l’azote utilisé dans les fertilisants est transformée en N2O, qui est un puissant gaz à effet de serre, responsable d’environ 5% de l’effet de serre observé actuellement.

D’autres problèmes environnementaux sont causés par l’utilisation de combustibles fossiles, principalement de l’essence, qui contiennent de l’azote. Ces activités rejettent des nitrates et des nitrites, qui contribuent à diminuer la qualité de l’air dans les milieux densément peuplés et sont responsables, avec les émissions de SOx, des pluies acides. Lorsqu’émis dans la stratosphère par les avions, ils contribuent aussi à la destruction de la couche d’ozone.