Typenkierto ja Ihmislähteiset typpipäästöt luontoon

Typpi on ravinne, joka on monille kasveille, leville ja mikrobeille minimiravinne. Minimiravinne tarkoittaa sitä, että eliöiden kasvu rajoittuu ensimmäisenä juuri sen ravinteen takia, vaikka muita ravinteita olisi tarjolla yllin kyllin. Ihmisen toiminta päästää typpipäästöjä luontoon monella eri tavalla.

Typenkierto

Ihmistoiminnan takia typpeä päätyy hiilen ohella ilmakehään enemmän, mitä siellä on luonnostaan. Ilmakehässä typpeä esiintyy muun muassa typpikaasuna (N2), typen oksideina (NOx) ja ammoniakkina (NH3). Kasvillisuus on merkittävä reaktiivisen typen nielu, sillä kasvit sitovat typpeä symbioosissa elävien bakteerien avulla ilmasta.

Syanobakteerit voivat ottaa typpeä (N2) suoraan ilmasta. Maaperän kautta kasvit ottavat typpeä juurillaan nitraattina ja ammoniumina (NO3- ja NH4+). Ensimmäisen asteen kuluttajat saavat tarvitsemansa typen kasveista, ja pedot muista eliöistä. Hajottajat palauttavat typen takaisin kasvien käyttöön.

Typen ihmisperäiset lähteet

Typpeä kuitenkin virtaa elinympäristöön monella muullakin tavalla, kuten teollisuuspoltosta ja liikenteen polttomoottoreista peräisin olevana märkä- ja kuivalaskeumana (typen oksidit ja typpihappo), sekä maanviljelyssä lannoitteiden mukana. Nämä laskeumat hapettavat rakenteita, kuten vanhojen kaupunkien historiallisia kivirakennuksia, ja aiheuttavat luonnossa happamoitumista.

Laskeuman takia havupuut voivat esimerkiksi karistaa valtaosan neulasistaan. Vesistössä typpi aiheuttaa rehevöitymistä yleensä maanviljelyssä käytettävien lannoitteiden valumisen johdosta. Vesistössä typpi aiheuttaa siis nopeaa kasvien ja levien, sekä bakteerien biomassan kasvua, joka muuttaa vesistön luonnollista ekosysteemirakennetta.

Typen kulkeutuminen luonnossa

Raskaan typpi-isotoopin (δ15N) mittaaminen kertoo hyvin ihmistoiminnan vaikutuksista ympäristöön, ja typen kulkeutumisreiteistä kasveihin ja vesistöön. Typpidioksidia (NO2) siirtyy helpommin teollisella alueella kasvien ilmarakojen kautta kasvien lehtiin, kuin ympäristössä oleville muille pinnoille. Tuulet pystyvät kuljettamaan typpipäästöjä pidemmällekin. Kauempana typpisaasteiden päästölähteestä reaktiivinen typpi hapettuu ja muuttuu orgaanisiksi yhdisteiksi, jotka nekin siirtyvät helpommin kasvien ilmarakojen kautta kasveihin.

Kun mennään vielä kauemmas päästölähteestä, NO2 kaasut ovat reagoineet veden kanssa ja muodostaneet typpihappoa (HN3). Tämä siirtyy päinvastoin helposti vesistöön ja nopeammin muille pinnoille, kuin ilmarakojen kautta kasveihin. Pistekuormitus, eli typen lähteet, jotka on helppo jäljittää, aiheuttavat yleensä paikallisia typpipäästöjä muun muassa paikalliseen vesistöön. Tämä on tärkeä tietää typenkierrosta, jotta voitaisiin ymmärtää ihmisperäisten saasteiden kulkeutumista luontoon.