Cientistas desenvolvem nova impressão digital geoquímica para rastrear contaminantes em fertilizantes
As mãos de uma pessoa seguram uma amostra de fertilizante agrícola peletizado e um pedaço da rocha fosfática a partir da qual ele é criado. Crédito:Robert Hill, Duke University Uma equipa internacional de cientistas descobriu metais tóxicos em fertilizantes fosfatados minerais em todo o mundo, utilizando uma nova ferramenta para identificar a propagação e o impacto de tais contaminantes no solo, nos recursos hídricos e no abastecimento de alimentos.
"Embora os fertilizantes fosfatados minerais sejam essenciais para impulsionar a agricultura sustentável global e a segurança alimentar, encontramos altos níveis de metais tóxicos em muitos fertilizantes em todo o mundo", disse Avner Vengosh, presidente da divisão de Ciências da Terra e do Clima da Nicholas School of the Environment da Duke University.
“Nosso estudo desenvolveu um novo método para identificar fontes e impactos desses metais no meio ambiente”. Esses metais incluíam cádmio, urânio, arsênico, vanádio e cromo.
A utilização de fertilizantes minerais – substâncias sintéticas ou naturais com nutrientes essenciais necessários ao crescimento das plantas – ajudou a aumentar o rendimento das culturas sustentáveis em todo o mundo. Mas até recentemente, a sua contaminação com metais tóxicos não foi avaliada sistematicamente. Este novo estudo analisa fertilizantes fosfatados globais dos principais países produtores de fosfato.
"Medimos isótopos de estrôncio tanto em rochas fosfáticas quanto em fertilizantes gerados a partir dessas rochas para mostrar como a 'impressão digital' do isótopo dos fertilizantes corresponde à sua fonte original", disse Robert Hill, principal autor do estudo e Ph.D. estudante da Universidade Duke.
Isótopos são variações de um elemento, neste caso o estrôncio. A análise química de cada fertilizante mostra uma mistura isotópica única que corresponde às rochas fosfáticas de onde foi obtido.
"Dadas as variações dos isótopos de estrôncio nas rochas fosfáticas globais, estabelecemos uma ferramenta única para detectar o impacto potencial dos fertilizantes em todo o mundo", disse Hill.
Para saber se os isótopos de estrôncio são um indicador confiável de oligoelementos em fertilizantes em todo o mundo, os pesquisadores analisaram 76 rochas fosfáticas, a principal fonte de fertilizantes fosfatados, e 40 fertilizantes das principais regiões produtoras de rocha fosfática, incluindo o oeste dos Estados Unidos, China, Índia, Norte África e Médio Oriente. Os pesquisadores coletaram amostras de minas, fontes comerciais e da Estação de Pesquisa Tidewater, um campo experimental na Carolina do Norte. A equipe de pesquisa publicou suas descobertas em 9 de maio de 2024 na revista Environmental Science &Technology Letters. .
Os metais encontrados no solo e nas águas subterrâneas provêm de fontes naturais e de origem humana.
"Os isótopos de estrôncio são essencialmente uma 'impressão digital' que pode revelar contaminação nas águas subterrâneas e no solo em todo o mundo", disse Vengosh. Sua equipe de pesquisa também usou isótopos de estrôncio para rastrear a contaminação ambiental na lixiviação de aterros sanitários, mineração de carvão, cinzas de carvão, fluidos de fraturamento hidráulico e águas subterrâneas que são puxadas para a superfície com a extração de petróleo e gás natural.
“O isótopo é um substituto para identificar a fonte de contaminação”, disse Vengosh. “Sem esta ferramenta, é difícil identificar, conter e remediar a contaminação ligada aos fertilizantes”.
Os fertilizantes no estudo mostraram diferentes concentrações de oligoelementos, com níveis mais elevados observados em fertilizantes dos EUA e do Médio Oriente em comparação com os da China e da Índia. Como resultado, os investigadores concluem que os fertilizantes fosfatados dos EUA e do Médio Oriente terão um impacto maior na qualidade do solo devido às suas maiores concentrações de urânio, cádmio e crómio, em comparação com os fertilizantes da China e da Índia, que têm concentrações mais elevadas de arsênico.
