Crédito:Duke University 
A produção humana desse nitrogênio é agora cinco vezes maior do que há 60 anos. Esse aumento pode representar um perigo para o meio ambiente da Terra, tanto quanto o rápido aumento do dióxido de carbono atmosférico, que aquece o clima, os cientistas dizem.
"A Terra nunca viu tanto nitrogênio fixo, "diz William H. Schlesinger, James B. Duke Professor Emérito de Biogeoquímica na Duke's Nicholas School of the Environment.
"É um aumento tremendo na última metade do século, que não é o que esperávamos encontrar, "diz William Battye, um pesquisador de qualidade do ar na NC State que liderou o estudo
“Embora o carbono tenha captado a atenção do mundo por meio da mudança climática, não podemos ignorar este problema, "adiciona Viney Aneja, professor de marinha, ciência da terra e atmosférica no estado do NC. "Muito nitrogênio pode afetar a saúde humana, reduzir a biodiversidade e ampliar o aquecimento global. "
Muito nitrogênio no solo beneficia um número limitado de espécies que podem vencer as espécies nativas, reduzindo a biodiversidade, Aneja notas. Altos níveis de nitrogênio nas águas subterrâneas estão associados a cânceres intestinais e abortos espontâneos, e pode ser fatal para crianças. O excesso de compostos de nitrogênio em cursos de água e lagos pode causar proliferação de algas tóxicas, matando espécies aquáticas e ameaçando a saúde humana.
Uma forma de gás nitrogênio, óxido nitroso, também é um potente gás de efeito estufa e pode contribuir para o aquecimento global. Altos níveis de óxido nitroso na atmosfera também degradam a camada de ozônio atmosférico, e o óxido nítrico pode criar ozônio ao nível do solo perigoso.
Os humanos têm usado compostos de nitrogênio como fertilizante por milênios, mas historicamente usou apenas fontes naturalmente fixas, como estrume e guano. No início dos anos 1900, Os químicos alemães Fritz Haber e Carl Bosch descobriram um processo que converte o nitrogênio atmosférico em amônia, permitindo que os humanos produzam fertilizantes à base de nitrogênio em escala industrial pela primeira vez.
Em 1960, mais de 60 por cento das fazendas nos Estados Unidos relataram o uso de fertilizantes químicos e o uso médio de nitrogênio foi de 17 libras por acre.
Em 2007, As fazendas dos EUA estavam usando 82,5 libras de nitrogênio por acre em média, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA.
Para conduzir seu novo estudo, os pesquisadores combinaram dados históricos sobre o uso de fertilizantes na agricultura com estimativas recentes das taxas de fixação de nitrogênio para analisar as tendências na produção humana de nitrogênio fixado desde o início do século XX. Eles então colocaram essas tendências em contexto com estimativas recentes da fixação natural de nitrogênio e taxas de desnitrificação na terra e na água.
A análise revelou que a produção humana de nitrogênio reativo aumentou quase cinco vezes na última metade do século.
"Este rápido aumento removeu qualquer incerteza sobre a importância do nitrogênio produzido pelo homem no ciclo geral do nitrogênio, "Schlesinger disse ...
Schlesinger, Battye e Aneja questionam se o atual processo de desnitrificação da Terra pode continuar a acompanhar a produção humana de nitrogênio fixo. Atualmente, as bactérias que conduzem esse processo de desnitrificação parecem estar acompanhando o aumento do nitrogênio fixo. Mas se os habitats onde essas bactérias se desenvolvem, como pântanos e pântanos, não são conservados, e o processo de desnitrificação é interrompido, um grande desequilíbrio no ciclo do nitrogênio pode ocorrer.
Isso pode levar à proliferação de algas nocivas e zonas mortas em corpos d'água, custos mais elevados para tratamento de água potável, e um maior risco para a saúde pública de toxinas de algas nos cursos de água.
Mesmo que o processo de desnitrificação possa acompanhar o aumento da demanda, ainda pode haver consequências atmosféricas negativas do excesso de nitrogênio. A desnitrificação produz óxido nitroso, um potente gás de efeito estufa que é o terceiro maior contribuinte para o aquecimento global, depois do dióxido de carbono e do metano. O óxido nitroso tem um potencial de efeito estufa quase 300 vezes maior do que o dióxido de carbono libra por libra e pode durar na atmosfera por mais de 100 anos, de acordo com a EPA. O óxido nitroso também pode esgotar a camada de ozônio estratosférico, Aneja diz.
Óxido nítrico, outro subproduto da desnitrificação, pode reagir com compostos orgânicos voláteis para produzir ozônio ao nível do solo, que é prejudicial ao homem e à vegetação.
Mudanças climáticas causadas pelo homem, resultado de muito dióxido de carbono na atmosfera, também pode intensificar a quantidade de nitrogênio nas vias navegáveis dos EUA. A mudança climática pode causar mais chuvas em algumas áreas, o que pode resultar em mais escoamento agrícola que pode contaminar os cursos d'água locais, de acordo com um estudo recente na revista Ciência .
