Como os fertilizantes prejudicam o meio ambiente?

O nitrogênio é um dos componentes elementares essenciais da vida na Terra. O nitrogênio é parte do nosso DNA e RNA, o que por si só o torna muito importante para todo organismo vivo. O ar que respiramos é composto de aproximadamente 78% de nitrogênio. No entanto, todo esse nitrogênio está fora do nosso alcance! No ar, o nitrogênio existe como moléculas de N 2 , que possuem tripla ligação. Isso nos impossibilita de quebrar a ligação entre 2 átomos de nitrogênio para usá-lo. Então, como podemos torná-lo utilizável?

Ciclo de nitrogênio

Muito parecido com o conceito do ciclo da água, o ciclo do nitrogênio é o movimento cíclico do nitrogênio através do ar, terra e água. Chama-se ciclo geoquímico, referindo-se ao fato de que fatores geológicos e químicos estão envolvidos. O ciclo do nitrogênio envolve a conversão do nitrogênio atmosférico em compostos utilizáveis ​​e sua posterior conversão de volta à forma atmosférica. Há vários processos envolvidos nisso e os microrganismos desempenham papéis essenciais nas conversões.

Processos no ciclo do nitrogênio

O primeiro processo do ciclo do nitrogênio é  a fixação de nitrogênio . Este é o processo de conversão do nitrogênio atmosférico em compostos utilizáveis ​​como amônia, nitratos, nitritos, etc. Isto é feito através de várias atividades. A energia gerada durante o raio faz com que o oxigênio e o nitrogênio se combinem para formar óxido nítrico, que forma dióxido de nitrogênio, que é convertido em ácido nítrico. Este ácido nítrico é lavado para a Terra através da chuva, neve e outras formas de precipitação.

Uma das fontes mais importantes de fixação de nitrogênio são organismos fixadores de nitrogênio. Estes são microorganismos que podem converter o nitrogênio atmosférico em amônia. A amônia é então convertida por outros microrganismos em nitratos e nitritos. Estes compostos são absorvidos pelas plantas. As bactérias fixadoras de nitrogênio, como o  Rhizobium, vivem em nódulos nas raízes de plantas leguminosas, enquanto organismos como o Azotobacter são de vida livre, existentes no solo.

O método artificial de converter N2 em compostos utilizáveis ​​é o processo Haber-Bosch. É um processo industrial que converte N2 em amônia, que é usada em fertilizantes. A conversão de amônia em nitratos e nitritos é conhecida como nitrificação .

Os compostos de nitrogênio orgânico são absorvidos pelas plantas. Através das plantas, elas são absorvidas por outros organismos, direta ou indiretamente, na forma de aminoácidos, proteínas, etc. Os compostos de nitrogênio solúveis em água são drenados para o mar. Assim, o nitrogênio se move através do ciclo biótico. O passo final do ciclo do nitrogênio é a desnitrificação. Este é o retorno dos compostos de nitrogênio para as moléculas de dinitrogênio, seguido de sua liberação subseqüente na atmosfera. Quando plantas e animais morrem, eles decaem e liberam os nitritos, nitratos etc. como amônia. No solo, bactérias desnitrificantes como Nitrosomonas convertem nitratos, nitritos e amônia de volta ao dinitrogênio antes de liberá-lo na atmosfera. Isso termina o ciclo do nitrogênio.

Impacto Humano no Ciclo do Azoto

Nós, seres humanos, temos uma capacidade inigualável de interferir na ordem natural das coisas. Portanto, não é surpresa que tenhamos conseguido alterar e afetar negativamente o ciclo do nitrogênio por nossas ações. Embora não seja possível determinar e discutir o alcance das conseqüências de nossas ações, podemos ter uma ideia das principais mudanças desastrosas provocadas pelas atividades antropogênicas.

O nitrogênio é um fator limitante no crescimento das plantas. Um fator limitante é o fator que determina quantas plantas irão crescer, devido a esse “fator” ser o nutriente menos facilmente disponível. Uma vez que descobrimos que certas plantas enriqueciam o conteúdo de nitrogênio do solo, os agricultores mudavam seu padrão de cultivo para incutir leguminosas em cada segundo ciclo de plantas que são cultivadas em um determinado pedaço de terra.

Enquanto essas bactérias fixadoras de nitrogênio fixavam cerca de 100-300 Tg (terra grama) de nitrogênio por ano, com as mudanças no padrão de cultivo, isso aumentou em cerca de 15 Tg. Com a invenção do processo Haber-Bosch, nossa produção de nitrogênio reativo disparou para um incrível número de 170 Tg por ano! Outras atividades que aumentam a quantidade de oxigênio reativo na atmosfera incluem a queima de combustíveis fósseis, limpando vastos espaços para a agricultura, que libera o nitrogênio reativo, drenando as terras úmidas, etc.

Não há como negar que o aumento do conteúdo de nitrogênio do solo ajudou a alimentar muitas pessoas ao redor do mundo. No entanto, o aumento do nitrogênio reativo também levou ao aumento da poluição, chuva ácida, menor visibilidade, etc. Os óxidos de nitrogênio também podem levar à formação de ozônio nos níveis mais baixos do ambiente, o que piora problemas torácicos como asma, etc.

Nas camadas intermediárias, o dióxido de nitrogênio é um gás de efeito estufa e, portanto, contribui para o aquecimento global. Embora possa levar à formação de ozônio nas camadas inferiores, o nitrogênio é responsável pela destruição do ozônio na atmosfera.

Outro efeito importante do aumento do nitrogênio reativo é a eutrofização. O aumento de compostos de nitrogênio no mar e no solo levou ao aumento do crescimento de micróbios e algas. Isso leva à proliferação de algas, que ameaçam a vida de outras criaturas marinhas em corpos d’água.

Estes são apenas alguns dos efeitos prejudiciais que nossas atividades exercem sobre o ciclo natural das coisas. É essencial que controlemos essas coisas antes que causemos danos irreparáveis ​​ao nosso ambiente e ao nosso futuro.

Referências:

1. Faculdade Kenyon
2. Universidade Texas A & M
3. NCBI – NIH