Os químicos da Cornell University descobriram um novo papel para o óxido nítrico que pode enviar livros bioquímicos de volta para revisão.

Eles identificaram uma etapa crítica no processo de nitrificação, que é parcialmente responsável pelas emissões agrícolas de óxido nitroso prejudicial e seus primos químicos para a atmosfera, contribuindo para a mudança climática global.

Os modelos bioquímicos atuais sustentam que a hidroxilamina inorgânica é o único intermediário formado quando as bactérias convertem a amônia - usada em fertilizantes agrícolas comerciais - em nitrito dormente. Neste novo estudo, os químicos descobriram que a hidroxilamina é convertida em outro intermediário - óxido nítrico - que, em condições normais de solo, atua como o prelúdio químico do nitrito. Mas sob condições de solo imperfeito, o óxido nítrico é convertido no potente gás de efeito estufa óxido nitroso. O trabalho foi publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , 17 de julho.

"Encontramos um buraco no duto do ciclo do nitrogênio. Como há óxido nitroso escapando do solo para a atmosfera, agora sabemos onde estão os buracos, "disse o co-autor Jonathan Caranto, pesquisador de pós-doutorado em química. "O óxido nitroso é feito de óxido nítrico - que é o precursor imediato. Se você sabe de onde vem o óxido nítrico, você pode fazer um bom palpite sobre a liberação de óxido nitroso. "

Entender como o modelo funciona é a chave para encontrar soluções de gases de efeito estufa. "Isso é o que a pesquisa oferece:localizar novos orifícios para tampar. Os orifícios na tubulação podem ser selados. Se você não compreender totalmente a via bioquímica, você não pode saber de onde vêm os poluentes, "disse o co-autor Kyle Lancaster, professor assistente de química. "De outra forma, você está atirando no escuro. "

Em 2015, óxido nitroso representou cerca de 5 por cento das emissões atmosféricas de gases de efeito estufa, em comparação com o dióxido de carbono em 82 por cento, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA. Óxido nitroso, Contudo, é um gás destruidor da camada de ozônio com potencial de aquecimento global mais de 300 vezes maior do que o dióxido de carbono, disse Caranto. O óxido nítrico também contribui para o ozônio ao nível do solo e produz chuva ácida.

O óxido nítrico desempenha um papel importante na medicina. O jornal Ciência nomeou-o Molécula do Ano em 1992 por sua versatilidade na saúde do coração. Cientista Robert F. Furchgott, que trabalhou no Cornell Medical College - agora Weill Cornell Medicine - de 1941 a 1949, ganhou o Prêmio Nobel de fisiologia ou medicina em 1998 por seu papel em nossa compreensão do óxido nítrico.

A nova pesquisa mostra que o óxido nítrico é formado no caminho da hidroxilamina para o nitrito quando as bactérias do solo usam amônia como combustível químico. Anteriormente, os cientistas afirmam que a hidroxilamina é convertida diretamente em nitrito. "Esta pesquisa pode fazer uma grande diferença na reorganização de modelos preditivos de fluxo de nitrogênio que os cientistas usam para otimizar as práticas de fertilização, "disse Lancaster.

A produção de gás de efeito estufa e nitrito são subprodutos da fertilização comercial, e os processos que os formam diminuem a eficiência da fertilização, disse Kyle. “Se você pode retardar a formação dessas espécies, desacelerar a oxidação da amônia no fertilizante, isso aumentará o 'tempo de permanência' do nitrogênio no solo. A agricultura se torna mais eficiente, mais econômico e mais sustentável. "

Conhecer esse componente de óxido nítrico pode ajudar a reduzir a relação custo-benefício para os agricultores e outros produtores agrícolas. Disse Lancaster:"Este novo componente dos modelos pode levar a uma melhor programação da fertilização."