O primeiro global, estudo de satélite de longo prazo do gás amônia transportado pelo ar revelou "pontos críticos" do poluente em quatro das regiões agrícolas mais produtivas do mundo. Usando dados do instrumento de satélite Atmospheric Infrared Sounder (AIRS), a equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Maryland descobriu concentrações crescentes de amônia de 2002 a 2016 em centros agrícolas nos Estados Unidos, Europa, China e Índia. O aumento da amônia atmosférica está relacionado à má qualidade do ar e da água.

O estudo, publicado em 16 de março, 2017 no jornal Cartas de pesquisa geofísica , também descreve as causas prováveis ​​para o aumento da amônia no ar em cada região. Embora as especificidades variem entre as áreas, os aumentos de amônia estão amplamente ligados a fertilizantes agrícolas, resíduos de animais domésticos, mudanças na química atmosférica e aquecimento dos solos que retêm menos amônia. Os resultados podem ajudar a iluminar estratégias para controlar a poluição da amônia e seus subprodutos perto de áreas agrícolas.

"Nosso estudo relata o primeiro global, tendências de longo prazo da amônia atmosférica do espaço, "disse Juying Warner, como cientista pesquisador associado em ciências atmosféricas e oceânicas na UMD. "Medir a amônia do solo é difícil, mas o método baseado em satélite que desenvolvemos nos permite rastrear a amônia com eficiência e precisão. Esperamos que nossos resultados ajudem a orientar uma melhor gestão das emissões de amônia. "

A amônia gasosa é uma parte natural do ciclo do nitrogênio da Terra, mas o excesso de amônia é prejudicial às plantas e reduz a qualidade do ar e da água. Na troposfera, o mais baixo, parte mais densa da atmosfera, onde ocorrem todos os climas e onde as pessoas vivem - o gás amônia reage com os ácidos nítrico e sulfúrico para formar partículas contendo nitrato que contribuem para a poluição por aerossol que é prejudicial à saúde humana. O gás amônia também pode cair de volta para a Terra e entrar em lagos, riachos e oceanos, onde contribui para a proliferação de algas nocivas e "zonas mortas" com níveis de oxigênio perigosamente baixos.

"Pouca amônia vem de escapamentos ou chaminés. É principalmente agrícola, de fertilizantes e criação de animais, "disse Russell Dickerson, professor de ciências atmosféricas e oceânicas na UMD. "Isso tem um efeito profundo na qualidade do ar e da água - e nos ecossistemas. Aqui em Maryland, a amônia da atmosfera contribui com até um quarto da poluição de nitrogênio na Baía de Chesapeake, causando eutrofização e levando a zonas mortas que tornam a vida muito difícil para as ostras, caranguejos azuis e outros animais selvagens. "

Cada grande região agrícola destacada no estudo experimentou uma combinação ligeiramente diferente de fatores que se correlacionam com o aumento da amônia no ar de 2002 a 2016.

Os Estados Unidos, por exemplo, não experimentou um aumento dramático no uso de fertilizantes ou grandes mudanças nas práticas de aplicação de fertilizantes. Mas Warner, Dickerson e seus colegas descobriram que uma legislação bem-sucedida para reduzir a chuva ácida no início da década de 1990 provavelmente teve o efeito indesejado de aumentar a amônia gasosa. Os ácidos que causam a chuva ácida também eliminam o gás de amônia da atmosfera, e, portanto, a diminuição acentuada desses ácidos na atmosfera é a explicação mais plausível para o aumento da amônia no mesmo período de tempo.

A Europa experimentou o aumento menos dramático na amônia atmosférica das quatro principais áreas agrícolas destacadas pelo estudo. Os pesquisadores sugerem que isso se deve em parte aos limites bem-sucedidos de fertilizantes ricos em amônia e práticas aprimoradas de tratamento de dejetos animais. Muito parecido com os Estados Unidos, uma das principais causas potenciais para o aumento da amônia remonta às reduções nos ácidos atmosféricos que normalmente removeriam a amônia da atmosfera.

"A diminuição da chuva ácida é uma coisa boa. A carga de aerossóis despencou - um benefício substancial para todos nós, "Dickerson disse." Mas também aumentou o carregamento de amônia gasosa, que podemos ver do espaço. "

Na China, uma complexa interação de fatores está ligada ao aumento da amônia atmosférica. Os autores do estudo sugerem que os esforços para limitar o dióxido de enxofre, um precursor-chave do ácido sulfúrico, um dos ácidos que remove a amônia da atmosfera - pode ser parcialmente responsável. Mas a China também expandiu muito as atividades agrícolas desde 2002, ampliando seu uso de fertilizantes contendo amônia e aumentando as emissões de amônia de dejetos animais. Aquecimento de solos agrícolas, devido, pelo menos em parte, às mudanças climáticas globais, também poderia contribuir.

"O aumento da amônia aumentou o carregamento de aerossóis na China. Este é um dos principais contribuintes para a densa neblina vista em Pequim durante o inverno, por exemplo, "Warner disse." Além disso, a carne está se tornando um componente mais popular da dieta chinesa. Conforme as pessoas mudam de uma dieta vegetariana para uma dieta baseada em carne, as emissões de amônia continuarão a aumentar. "

Na Índia, um amplo aumento no uso de fertilizantes juntamente com grandes contribuições de resíduos de gado resultaram nas maiores concentrações de amônia atmosférica do mundo. Mas os pesquisadores observam que as concentrações de amônia não aumentaram tão rapidamente quanto em outras regiões. Os autores do estudo sugerem que isso é provavelmente devido ao aumento das emissões de precursores da chuva ácida e, consequentemente, algum aumento na remoção de amônia da atmosfera. Isso leva a níveis aumentados de neblina, uma tendência perigosa confirmada por outros instrumentos de satélite da NASA, Dickerson disse.

Em todas as regiões, os pesquisadores atribuíram parte do aumento da amônia atmosférica às mudanças climáticas, refletido em temperaturas mais quentes do ar e do solo. A amônia se vaporiza mais facilmente do solo mais quente, então, como os solos em cada região têm aquecido ano a ano, suas contribuições para a amônia atmosférica também aumentaram desde 2002.

O estudo também atribui algumas flutuações na amônia aos incêndios florestais, mas esses eventos são esporádicos e imprevisíveis. Como tal, os pesquisadores excluíram incêndios florestais em sua análise atual.

“Esta análise forneceu a primeira evidência para alguns processos que suspeitávamos estarem acontecendo na atmosfera há algum tempo, "Warner disse." Gostaríamos de incorporar dados de outras fontes, como o Joint Polar Satellite System, em estudos futuros para construir uma imagem mais clara. "

Warner, Dickerson e seus colegas esperam que uma melhor compreensão da amônia atmosférica ajude os formuladores de políticas a criar abordagens que equilibrem melhor a alta demanda da agricultura com a necessidade de proteção ambiental.

"À medida que a população mundial cresce, o mesmo acontece com a demanda por alimentos, especialmente carne, "Dickerson disse." Isso significa que os agricultores e pecuaristas precisam de mais fertilizantes, o que torna mais difícil manter o ar e a água limpos. Práticas agrícolas sábias e emissões reduzidas de gases de efeito estufa podem ajudar a evitar efeitos adversos. "