Quarta-feira, 20 de Janeiro de 2010

O Fluxos de Óxido Nitroso na Biosfera

Jondison C. Rodrigues

[1]

1Pós-Graduando no Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Belém, Pará, Brasil

Follett e Delgado (2002) dizem que o nitrogênio (N) está entre os mais importantes elementos exigidos nos sistemas agrícolas, ele é elemento químico central para a produção de todas as espécies vegetais, e necessária para a sobrevivência de todas as coisas vivas. Esse elemento representa 78% do gás da atmosfera e é o mais móvel encontrado na biosfera, pois está na dinâmica do ciclo do nitrogênio.

O óxido nitroso (N2O) é o segundo composto de nitrogênio (N) mais abundante na atmosfera terrestre e origina-se de fontes naturais e antrópicas.  Por isso o objetivo desse artigo é fazer uma revisão sobre o fluxo líquido de N2O medido na biosfera, pois grande parte do nitrogênio permanece no sistema (biosfera) (Bakken &. Bleken, 1998; Vieten et al., 2009).

O N2O exerce importante papel no controle do ozônio (O3) estratosférico bem como na temperatura da superfície do planeta. Por ser a principal fonte estratosférica de óxido nítrico [N2O + O(1D) → 2NO], o N2O contribui de forma indireta para o consumo do O3 estratosférico [NO + O3 → NO2 + O2], que protege a superfície do planeta de uma maior incidência de radiação ultravioleta. Na troposfera, o N2O absorve a radiação infravermelha emitida pela superfície da Terra e é responsável por 5-6% do efeito estufa (Guimarães e Mello, 2008).

Por ser um gás pouco reativo na troposfera, o N2O possui um tempo de residência de aproximadamente 125 anos, que é o quociente da razão entre sua massa total na atmosfera [~ 1500 Tg N (1 Tg = 1 teragrama = 1012 g)] e sua taxa de consumo global na atmosfera (~ 12 Tg N ano-1). De meados do século XVIII até 2003, a concentração (fração molar) de N2O na atmosfera superficial cresceu 17%, isto é, de 270 a 317 ppb (parte por bilhão, ppb = 10-9; 1 ppb de N2O = 1,80 µg N2O m-3, para T = 25 ºC e P = 1 atm). Nos últimos 25 anos, esse crescimento tem sido linear e de 0,8 ppb ano-1 (0,25% ano-1), representando um acúmulo anual da ordem de 4 Tg N (Op.cit).

Este crescimento é atribuído principalmente às atividades agropecuárias, a alguns processos industriais e às queimadas. Aproximadamente metade do total global de N2O emitido para a atmosfera origina-se de fontes antrópicas. Na natureza, o N2O é produzido por processos microbiológicos de nitrificação e desnitrificação em sistemas continentais e marinhos (solo, água e sedimentos) (Guimarães e Mello, 2008; Dämmgen e Hutchings, 2008). O óxido nitroso é tanto produzido e quanto consumido no solo por um complexo conjunto de microbiana mediada processos. Por exemplo, nitrifiers de executar o passo-a-passo redução química do nitrato (NO3-) Para N2, produzindo N2O como intermediário subproduto. Alguns N2O escapa a partir do solo, mas em condições anaeróbias alguns é completamente transformado em N2. A desnitrificação via é, portanto, associados tanto com N2O produção e de consumo. Além disso, outros grupos de microorganismos pode também transformar nitrogênio em formas que produzimos e consumimos N2O, e pode ocorrer maior produção de N2O pela disponibilidade de umidade (Billings, 2009). 

 

 

O óxido nitroso (N2O) desempenha um papel importante na atmosfera tanto como uma longa vida de gases (Prather et al., 1995) e por influência de ozônio estratosférico química. O balanço global do N2O não é bem resolvida, apesar de certo número de fontes e sumidouros não terem sido identificados, como os solos tropicais e agrícolas considerado o dominante fontes (Prather et al apud Frolking et al ,1998).

 

A Produção de N2O em solos ocorre principalmente por microorganismos-mediada nitrificação e desnitrificação. Ao nível proximal, estes processos são influenciados pela temperatura do solo, do solo umidade e disponibilidade de oxigênio, nitrogênio substrato disponibilidade (nitrato de amônio), bem como substrato de carbono disponibilidade. No entanto, o estatuto de todos estes controles responde à influência de clima, vegetação, propriedades do solo (tais como teor de matéria orgânica, pH, densidade e teor de argila), e gestão de uso da terra (fertilizantes e estrume aplicação, plantio, irrigação, a compactação, a plantação e colheita, etc.) (Frolking et al ,1998).

Parece haver um consenso no momento presente que as emissões de N2O para a atmosfera representa uma pequena proporção da quantidade de N no ciclos biogeoquímicos na biosfera, e que uma aumento na quantidade de N a ser ciclada serão associados com um aumento nas emissões de gases (Smith et al , 1998).

E esse aumento na quantidade de N estão ligadas as emissões diretas dos solos agrícolas (na qual totalizam 2,1 Tg N), da produção animal (que totaliza 2,1 Tg N) e indiretas das emissões resultantes da entrada de N agricultura para a atmosfera e sistemas aquáticos (totaliza 2,1 Tg N2O-N) para um total anual de 6,3 Tg N2O-N. O N2O (ver figura 3 e tabela 1 e 2 sobre a quantidade de N2O na Biosfera, de Mosier et al (1998)) contributo para a atmosfera a partir da produção agrícola ainda é subestimada (Op. cit), porque o N2O, está dentro do ciclo do N, e este apresentar-se extremamente móveis compostos no sistema solo-planta-atmosfera (Follett e Delgado, 2002).

Esses números de N2O ainda apresentam muitas incertezas. Provavelmente ainda há fontes e sumidouros desconhecidas (Kroeze e Seitzinger, 1998), no entanto, esses resultados de Mosier et al (Op. cit) convergem com os resultados de simulação (entre 1990 e 2050) Kroeze e Seitzinger (Op.cit), na qual indica o azoto inorgânico dissolvido (DIN) por rios exportar mais do que duplica a 47,2 Tg N em 2050. Este mesmo (último) trabalho mostra um aumento do N2O resultante do crescimento populacional mundial, associada a aumentos de adubos utilizados e da deposição atmosférica de óxidos de azoto (NOY). Em 2050, 90% do rio DIN exportação pode ser considerada de forçantes antropogênicas. Emissões de N2O a partir de rios, estuários e plataformas continentais são calculados a quantia de 4,9 (1,3 - 13,0) Tg N em 2050, dos quais dois terços serão provenientes de rios. Os sistemas aquáticos terão um aumento de apenas 12,5%.

 
 
Algumas Conclusões

Durante o próximo século, as emissões de N2O pode aumentar em um ritmo acelerado e pode ser difícil para reduzir as emissões de N2O em uma escala global, uma vez que produção deste gás é estreitamente relacionada com a produção de alimentos para uma população crescente. A maioria dos estudos prévios de impacto de antropogênicos de Azoto para sistemas biosférico de N2O pôe a maior parcela de concentração em solos agrícolas, e indicar que cerca de 1,25 (0,25 - 2,25)% do fertilizante N é perdido partir da solo. Contudo, ´é necessário entender como maior clareza o aumento da concentração e fluxo líquido de N2O no sistema biosférico , principalmente advindos de emissões indiretas de N2O, associado com adubação N após deixa a campos agrícolas também devem ser considerado, como também de áreas aquáticas.

Referências

Bakken, L. R. and Bleken, M. A. (1998). Temporal aspects of N-enrichment and emission of N2O to the atmosphere. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 52, 107–121.

Dämmgen, U. and Hutchings, N. J. (2008). Emissions of gaseous nitrogen species from manure management: A new approach. Environmental Pollution, 154, 488-497.

Follett, R.F. and Delgado, J.A. (2002). Nitrogen fate and transport in agricultural systems. Journal of Soil and Water Conservation,7.

Frolking, S.E. et al. (1998). Comparison of N2O emissions from soils at three temperate agricultural sites: simulations of year-round measurements by four models. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 52, 77–105.

Mosier, A. et al. (1998). Closing the global N2O budget: nitrous oxide emissions through the agricultural nitrogen cycle.Nutrient Cycling in Agroecosystems, 52, 225-248.

Smith, K. A. et al. (1998). Emissions of N2O from Scottish agricultural soils, as a function of fertilizer N. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 52, 123–130.

Vieten, B. et al. (2009). Respiration of nitrous oxide in suboxic soil. European Journal of Soil Science, 60, 332–337.

Zaman, M. et al. (2008). Nitrous Oxide Generation, Denitrification, And Nitrate Removal in a Seepage Wetland Intercepting Surface And Subsurface Flows From a Dairy Grazed Catchment.Australian Journal Of Soil Research, 46,565-577.

Billings, S. A. (2008). Nitrous oxide in flux. Nature, 456, 888-889.

Guimarães, G. P. and Mello, W. Z. de.Fluxos de óxido nitroso na interface ar-mar na Baía de Guanabara (2008). Química Nova, 7, 1613-1620. Kroeze, C. and Seitzinger, S. P. (1998). Nitrogen inputs to rivers, estuaries and continental shelves and related nitrous oxide emissions in 1990 and 2050: a global model. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 52, 195-212.



[1] Correspondência: Rodrigues, J.C. (dinho_chemy@yahoo.com.br)

publicado por jondisonrodrigues às 11:43

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