Amónia das explorações suinícolas aumenta emissões de óxido nitroso

As grandes explorações suinícolas libertam amónia para a atmosfera à medida que os dejetos dos animais se decompõem. Uma parte significativa desse gás afasta-se das instalações e deposita-se nos terrenos próximos, podendo modificar a composição química dos solos circundantes.

Agora, investigadores concluíram que este processo pouco considerado pode desencadear a libertação de óxido nitroso - um potente gás com efeito de estufa que também prejudica a camada de ozono.

A descoberta indica que a poluição transportada pelo ar a partir das explorações pode aumentar discretamente os impactos climáticos nos ecossistemas situados logo para lá dos limites da propriedade.

Poluição por amónia das explorações suinícolas

O padrão foi mais evidente nos solos a sotavento de uma grande exploração suinícola na província de Hubei, no centro da China.

Jianlin Shen e os seus colegas do Instituto de Agricultura Subtropical (ISA) acompanharam as emissões gasosas em toda a paisagem em redor da exploração.

Os cientistas verificaram que as zonas expostas a maiores quantidades de amónia - um gás rico em azoto libertado por dejetos animais e estrume - geravam consideravelmente mais óxido nitroso.

As medições revelaram que as emissões diminuíam de forma contínua à medida que aumentava a distância das instalações, formando um gradiente claro que acompanhava a dispersão aérea da amónia.

Este padrão dependente da proximidade apontava para uma ligação ambiental direta, que exigia uma análise mais atenta da forma como a amónia das explorações altera a química e a biologia dos solos vizinhos.

A amónia altera os solos próximos

Depois de sair dos edifícios das explorações suinícolas e das pilhas de estrume, a amónia é levada pelo vento para sotavento e acaba por se depositar nos terrenos adjacentes.

Os cientistas designam este fenómeno por deposição de amónia: o processo pelo qual a amónia presente no ar assenta no solo após percorrer uma distância curta.

No solo, a amónia transforma-se rapidamente em amónio, uma forma dissolvida de azoto facilmente aproveitada pelos microrganismos. Perto de grandes explorações, este fornecimento constante de azoto pode alterar gradualmente a química do solo, incluindo em áreas próximas que continuam sem cultivo.

Ao processarem esse azoto adicional, os microrganismos podem produzir óxido nitroso, um gás com efeito de estufa muito potente. Num período de 100 anos, as Nações Unidas estimam que o óxido nitroso retém cerca de 298 vezes mais calor do que o dióxido de carbono por unidade de massa.

Um estudo de 2009 identificou igualmente o óxido nitroso como a maior emissão que destrói a camada de ozono ainda libertada neste século. Em conjunto, estes efeitos significam que pequenas alterações nos níveis de azoto dos solos em redor das explorações podem ter consequências inesperadas para o clima e para a química atmosférica.

Microrganismos libertam óxido nitroso

Os microrganismos do solo reagiram depressa ao amónio extra, acelerando as reações que libertam óxido nitroso durante o processamento do azoto. Uma etapa fundamental é a nitrificação, processo em que os microrganismos convertem amónio em nitrato em solos ricos em oxigénio para obter energia.

“As nossas conclusões demonstram que a deposição de amónia proveniente de explorações pecuárias pode estimular a atividade microbiana do solo e levar ao aumento das emissões de óxido nitroso”, afirmou Shen.

Os indícios genéticos presentes no solo ajudaram a identificar os microrganismos responsáveis. A contagem de genes aumentava e diminuía em sintonia com os níveis de amónia, sinalizando organismos que se alimentam de amónia e iniciam as reações químicas que acabam por libertar óxido nitroso.

“À medida que a amónia se acumula no solo, disponibiliza mais substrato para os microrganismos nitrificantes”, afirmou Shen.

Os investigadores observaram ainda maiores populações de arqueias oxidantes de amónia em zonas próximas da exploração suinícola com emissões gasosas mais intensas.

A forte correspondência entre a abundância microbiana e a libertação de óxido nitroso reforçou a hipótese de que a nitrificação impulsionada pela amónia era responsável pelo padrão observado.

Ensaios laboratoriais confirmam a causa

Para confirmarem que a amónia era efetivamente responsável pelo óxido nitroso adicional, a equipa do ISA levou amostras de solo para o laboratório e testou-as em condições controladas.

Os investigadores acrescentaram várias formas de azoto a recipientes com solo. Quando o azoto foi fornecido sob formas associadas à amónia, os solos libertaram visivelmente mais óxido nitroso do que quando os cientistas adicionaram azoto já convertido em nitrato.

Com níveis moderados de humidade, os solos mantinham oxigénio suficiente para que os microrganismos nitrificantes permanecessem ativos. Nessas condições, continuavam a transformar o amónio noutros compostos de azoto, libertando óxido nitroso ao longo do processo.

Os resultados laboratoriais corresponderam de perto aos padrões registados em redor da exploração suinícola. Ainda assim, os investigadores salientaram que outros tipos de solo, climas ou condições meteorológicas podem alterar a intensidade com que a amónia promove emissões de óxido nitroso noutros locais.

Emissões acima do esperado

Ao estimarem a poluição por óxido nitroso, os cientistas recorrem frequentemente às orientações do Painel Intergovernamental sobre Alterações Climáticas (IPCC).

Estas orientações utilizam o chamado fator de emissão, uma percentagem padrão que calcula a quantidade de poluição formada depois de o azoto entrar num ecossistema. No caso da deposição de amónia, o IPCC assume habitualmente que cerca de um por cento do azoto depositado acaba por ser libertado sob a forma de óxido nitroso.

Perto da exploração suinícola, porém, os investigadores calcularam que cerca de 1.3 percent of the deposited ammonia-nitrogen returned to the air as nitrous oxide.

Esta diferença pode parecer reduzida, mas sugere que os ecossistemas em torno de grandes operações pecuárias poderão estar a produzir mais gases com efeito de estufa do que os atuais modelos climáticos contabilizam, mesmo sem aplicação de fertilizantes.

Reduzir a amónia nas explorações suinícolas

Os operadores das explorações poderão reduzir estas emissões limitando, antes de mais, a quantidade de amónia que escapa.

Alterações na alimentação animal, melhores sistemas de armazenamento de estrume e ventilação mais eficaz podem contribuir para diminuir a amónia libertada pelos edifícios e pelas acumulações de resíduos. Medidas como cobrir os locais de armazenamento de estrume, remover os dejetos com maior frequência e tratar o ar de exaustão podem reduzir a quantidade de amónia transportada para os terrenos circundantes.

“Reduzir as emissões de amónia dos sistemas pecuários poderá, por isso, ajudar a atenuar tanto a poluição atmosférica como as alterações climáticas”, afirmou Shen.

Muitas destas melhorias exigem investimento e manutenção regular, pelo que o seu efeito dependerá da adesão dos agricultores e da capacidade de manterem os sistemas a funcionar ao longo do tempo.

Surge uma ligação oculta do azoto

A amónia transportada a partir das explorações suinícolas pode acabar por aumentar o óxido nitroso nos terrenos vizinhos, associando a poluição atmosférica local aos totais mais amplos de gases com efeito de estufa.

Trabalhos futuros poderão ajudar os modelos do IPCC a refletir estes aumentos próximos, enquanto os agricultores testam as formas mais acessíveis de reduzir a amónia.

Ao mesmo tempo, os investigadores alertam para as limitações dos resultados. Uma única exploração suinícola não pode representar todas as zonas climáticas, tipos de solo ou configurações de ventilação utilizados na produção pecuária.

A chuva sazonal, a acidez do solo e a vegetação podem influenciar a quantidade de amónia que se fixa ao solo, e esses mesmos fatores também podem orientar a libertação de óxido nitroso.

Como a equipa do ISA testou apenas determinados solos em recipientes de laboratório, as respostas mais fortes observadas em condições controladas poderão não surgir em todos os campos reais.

Serão necessários levantamentos mais amplos, abrangendo diferentes animais, regiões e sistemas agrícolas, para determinar se esta via da amónia é generalizada ou apenas um foco raro.