在自然條件下，一氧化二氮主要從土壤和海洋中排出。然而，人類(lèi)耕作、生產(chǎn)、使用氮肥、生產(chǎn)尼龍還有燃燒化石燃料和其他有機(jī)物的過(guò)程增加了一氧化二氮的排放量。
破壞臭氧層
N2O在大氣中的存留時(shí)間長(zhǎng)，可參與大氣中許多光化學(xué)反應(yīng)，并可輸送至平流層，破壞臭氧層。有研究人員表示，根據(jù)1987 年通過(guò)的《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》，人類(lèi)逐步削減了氯氟烴、含溴氟烴等消耗臭氧層物質(zhì)的使用，但一氧化二氮的使用和排放不受議定書(shū)限制，然而，其對(duì)臭氧層的破壞作用越來(lái)越明顯。
美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局地球系統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室研究人員利用數(shù)學(xué)模型推算出，人類(lèi)通過(guò)使用化肥、化石燃料等，每年向大氣中排放約1000萬(wàn)噸一氧化二氮，如果不采取措施限制其排放，它將成為21世紀(jì)破壞性最大的消耗臭氧層物質(zhì)。
溫室效應(yīng)
全球變暖和臭氧層破壞是當(dāng)今兩大全球環(huán)境問(wèn)題。N2O是《京都議定書(shū)》規(guī)定的6種溫室氣體之一，根據(jù)該公約規(guī)定，包括中國(guó)在內(nèi)的各締約國(guó)都必須定期向聯(lián)合國(guó)提交國(guó)家溫室氣體排放清單。雖然N2O在大氣中的含量很低，但是其單分子增溫潛勢(shì)是CO2的298倍，即所能造成的溫室效應(yīng)的效果是二氧化碳的298倍，被列為排在二氧化碳、甲烷之后的第三大溫室氣體。
日本海洋研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)下屬地球環(huán)境研究中心研究員石島健太郎在南極采集冰雪樣本進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，南極冰雪所含大氣中，一氧化二氮濃度1952年為290ppb(lppb為十億分之一) ，2001年上升到316ppb。研究人員認(rèn)為，隨著人口增加和耕地面積擴(kuò)大，氮肥使用日廣，氮肥所揮發(fā)的一氧化二氮在大氣中的含量因此劇增。一氧化二氮進(jìn)人大氣后，需要120年才能得到完全分解。
一氧化二氮減排措施
工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的一氧化二氮對(duì)環(huán)境的帶來(lái)的負(fù)面影響日益受到人們的關(guān)注，人們也極力采取措施降低一氧化二氮的排放。
工業(yè)上氧化亞氮的減排主要是氧化亞氮減排系統(tǒng)的應(yīng)用。減排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要通過(guò)3種減排技術(shù)：一是優(yōu)化催化反應(yīng)工藝，抑制氨氧化反應(yīng)爐中N2O的生成；二是對(duì)已經(jīng)在氨氧化爐的催化劑網(wǎng)中產(chǎn)生的N2O，通過(guò)反應(yīng)分解為N2和O2；第三種是利用催化劑在排放的尾氣中分解N2O。
例如荷蘭皇家殼牌石油公司的去除氮氧化物系統(tǒng)（DeNOx）是使用催化技術(shù)使氧化亞氮(N2O)分解成氮?dú)夂退?這項(xiàng)技術(shù)特別適用于處理尾氣中氧化亞氮濃度高并減排效率要求高的硝酸、己內(nèi)酰胺、己二酸工廠生產(chǎn)中。
人類(lèi)活動(dòng)所產(chǎn)生的一氧化二氮主要來(lái)自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)土壤排放的N2O約占人類(lèi)活動(dòng)排放的N2O總量的52%，如美國(guó)與人類(lèi)活動(dòng)有關(guān)的一氧化二氮排放，有70%來(lái)自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而氮肥施用是促進(jìn)農(nóng)田N2O排放的直接原因。中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，化學(xué)氮肥是我國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中氮素的主要補(bǔ)充源。世界糧農(nóng)組織2004年統(tǒng)計(jì)資料表明，中國(guó)化學(xué)氮肥年消耗量約占全球的25% 。中國(guó)農(nóng)田對(duì)全球N2O排放的影響，已經(jīng)成為全球變化研究的焦點(diǎn)之一。有研究顯示，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的一氧化二氮的排放量正隨氮肥使用的多少，呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。
要解決因施肥引發(fā)的產(chǎn)生一氧化二氮溫室效應(yīng)的問(wèn)題，首先要了解其產(chǎn)生的過(guò)程。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施用的化肥僅部分被作物吸收，其中有相當(dāng)一部分是被土壤中微生物活動(dòng)引起的硝化和反硝化過(guò)程所利用，產(chǎn)生一氧化二氮。近年來(lái)分子生物學(xué)的發(fā)展，為研究氧化亞氮產(chǎn)生機(jī)理提供了有力的技術(shù)支持，國(guó)際上有許多人參與了氮素循環(huán)分子機(jī)理的研究。為了提高氮肥利用率，減少氮素?fù)p失，降低氧化亞氮的產(chǎn)生，像脲酶抑制劑、硝化抑制劑等抑制氮素循環(huán)中某個(gè)步驟的制劑等到了應(yīng)用，并取得了較好效果。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)凱洛格生物站(KBS)為美國(guó)農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)了一個(gè)“一氧化二氮溫室氣體減排方法”， 該研究領(lǐng)導(dǎo)人之一、內(nèi)維爾？米拉爾認(rèn)為，該方法的主要價(jià)值是簡(jiǎn)單、易行。農(nóng)民可以運(yùn)用它盡量減少對(duì)氮肥的依賴(lài)，有利于降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)一氧化二氮的排放；而且，該方法還可以在減少地下水中的氮排放和降低大氣中其他形態(tài)的氮排放方面發(fā)揮作用。
由中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所魏文學(xué)研究員領(lǐng)銜的土壤微生物課題組一直致力于氮素循環(huán)的研究，在紅壤性水稻土硝化反硝化作用過(guò)程的關(guān)鍵功能基因種群對(duì)施肥模式的響應(yīng)，干濕交替過(guò)程中微生物硝化基因和系列反硝化基因的多樣性演變及其關(guān)鍵基因的表達(dá)與N2O釋放的耦合機(jī)理等方面取得了一定成果，將繼續(xù)探討溫室氣體氧化亞氮的排放機(jī)制，為N2O的減排提供理論依據(jù)。
一氧化二氮的回收利用
世界上每年排出的N2O的量是很巨大的，如果只是單純的通過(guò)分解或者選擇性催化還原的方法來(lái)消除N2O，并不是一種最好的方法。近年來(lái)主要針對(duì)高排放量的工業(yè)生產(chǎn)，例如己二酸的排放尾氣中N2O的體積分?jǐn)?shù)在30％左右，就有學(xué)者根據(jù)N2O回收利用做了很多工作，而且特別是研究將N2O作為一種氧化劑與苯反應(yīng)生成苯酚，使N2O有了利用價(jià)值，更讓人有興趣的是N2O氧化苯得到的苯酚又可以加氫制得環(huán)己醇，而環(huán)己醇正是生產(chǎn)己二酸的原料。如此一來(lái)，環(huán)境問(wèn)題被解決的同時(shí)也帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。如果這種工藝開(kāi)發(fā)成功，將是一種變廢為寶的綠色化技術(shù)路線。