Amônia de granjas de suínos pode aumentar óxido nitroso em solos vizinhos

Grandes granjas de suínos liberam amônia no ar à medida que os dejetos animais se decompõem. Uma parte considerável desse gás se afasta dos galpões com o vento e acaba se depositando nos arredores, onde pode modificar a química dos solos próximos.

Pesquisadores agora observaram que esse mecanismo, muitas vezes ignorado, pode desencadear a liberação de óxido nitroso – um gás de efeito estufa muito potente que também prejudica a camada de ozônio.

O achado indica que a poluição que sai das fazendas pode, de forma discreta, intensificar impactos climáticos em ecossistemas logo além da cerca da propriedade.

Poluição por amônia de granjas de suínos

O padrão apareceu com mais nitidez em solos a favor do vento (downwind) próximos de uma grande granja de suínos na província de Hubei, no centro da China.

Jianlin Shen e colegas do Institute of Subtropical Agriculture (ISA) acompanharam as emissões gasosas ao longo da paisagem no entorno da granja.

Eles registraram que as áreas que recebiam maior carga de amônia – um gás rico em nitrogênio liberado de resíduos animais e esterco – geravam quantidades significativamente maiores de óxido nitroso.

As medições mostraram que as emissões diminuíam de maneira contínua à medida que a distância em relação aos galpões aumentava, desenhando um gradiente nítido que acompanhava a dispersão da amônia no ar.

Esse comportamento associado à proximidade apontou para uma ligação ambiental direta – e para a necessidade de entender, mais de perto, como a amônia da fazenda altera a química e a biologia dos solos ao redor.

A amônia transforma os solos ao redor

Depois que a amônia sai dos edifícios da granja e dos montes de esterco, o vento a transporta na direção predominante e a devolve ao solo em áreas vizinhas.

Os cientistas chamam isso de deposição de amônia – o processo em que a amônia presente no ar se assenta no solo após percorrer apenas uma curta distância.

No solo, a amônia se converte rapidamente em amônio, uma forma de nitrogênio dissolvido que os microrganismos conseguem aproveitar com facilidade. Próximo a grandes fazendas, esse aporte contínuo de nitrogênio pode, ao longo do tempo, deslocar a química do solo, inclusive em áreas próximas que permanecem sem cultivo.

Quando microrganismos processam esse nitrogênio extra, eles podem produzir óxido nitroso – um gás de efeito estufa poderoso. Em um horizonte 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 libra.

Um estudo de 2009 também identificou o óxido nitroso como a maior emissão destruidora de ozônio ainda liberada neste século. Em conjunto, esses efeitos indicam que pequenas alterações nos níveis de nitrogênio em solos ao redor de fazendas podem trazer consequências inesperadas para o clima e para a química da atmosfera.

Microrganismos liberam óxido nitroso

Os microrganismos do solo reagiram rapidamente ao amônio adicional, acelerando reações que liberam óxido nitroso durante o processamento do nitrogênio. Uma etapa central é a nitrificação, na qual microrganismos convertem amônio em nitrato em solos ricos em oxigênio para obter energia.

“Nosso resultados demonstram que a deposição de amônia proveniente de fazendas de pecuária pode estimular a atividade microbiana do solo e levar ao aumento das emissões de óxido nitroso”, disse Shen.

Pistas genéticas no solo ajudaram a identificar quais microrganismos estavam por trás do efeito. As contagens de genes aumentavam e diminuíam junto com os níveis de amônia, indicando organismos que se alimentam de amônia e iniciam reações químicas que, mais adiante, resultam na liberação de óxido nitroso.

“À medida que a amônia se acumula no solo, ela fornece mais substrato para microrganismos nitrificantes”, disse Shen.

Os pesquisadores também observaram maiores quantidades de arqueias oxidantes de amônia nas áreas com emissões gasosas mais intensas perto da granja de suínos.

Essa correspondência estreita entre abundância microbiana e liberação de óxido nitroso reforçou a interpretação de que a nitrificação impulsionada pela amônia sustentava o padrão observado.

Testes de laboratório confirmam a causa

Para verificar se a amônia era, de fato, a responsável pelo óxido nitroso extra, a equipe do ISA levou amostras de solo ao laboratório e as avaliou em condições controladas.

Os pesquisadores adicionaram diferentes formas de nitrogênio a frascos com solo. Quando o nitrogênio foi fornecido em formas associadas à amônia, os solos liberaram visivelmente mais óxido nitroso do que quando os cientistas adicionaram nitrogênio já convertido em nitrato.

Em níveis moderados de umidade, ainda havia oxigênio suficiente no solo para manter ativos os microrganismos nitrificantes. Nessas condições, eles continuaram transformando o amônio em outros compostos de nitrogênio – liberando óxido nitroso ao longo do processo.

Os resultados de laboratório reproduziram de perto os padrões medidos no entorno da granja de suínos. Ainda assim, os pesquisadores observaram que diferentes tipos de solo, climas ou condições meteorológicas podem influenciar o quanto a amônia conduz emissões de óxido nitroso em outros locais.

Emissões acima do esperado

Ao estimar a poluição por óxido nitroso, cientistas costumam se apoiar em diretrizes do Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

Essas diretrizes utilizam o chamado fator de emissão – uma percentagem padrão que estima quanta poluição se forma depois que o nitrogênio entra em um ecossistema. Para a deposição de amônia, o IPCC geralmente assume que cerca de um por cento do nitrogênio depositado acaba sendo liberado como óxido nitroso.

No entorno da granja de suínos, porém, os pesquisadores calcularam que aproximadamente 1.3 percent do nitrogênio de amônia depositado retornou ao ar na forma de óxido nitroso.

A diferença pode parecer pequena, mas sugere que ecossistemas ao redor de grandes operações pecuárias podem estar gerando mais gás de efeito estufa do que os modelos climáticos atualmente consideram – mesmo sem aplicação de fertilizante.

Reduzindo a amônia em granjas de suínos

Operadores de granjas podem conseguir reduzir essas emissões ao limitar, logo na origem, a quantidade de amônia que escapa.

Ajustes na alimentação dos animais, melhorias no armazenamento de esterco e sistemas de ventilação mais eficientes podem ajudar a diminuir a amônia liberada pelos galpões e pelos locais de acúmulo de resíduos. Medidas como cobrir estruturas de armazenamento de esterco, remover os dejetos com maior frequência e tratar o ar de exaustão podem reduzir o quanto de amônia deriva para as terras do entorno.

“Reduzir as emissões de amônia de sistemas pecuários pode, portanto, ajudar a mitigar tanto a poluição do ar quanto a mudança climática”, disse Shen.

Muitas dessas melhorias exigem investimento e manutenção contínua, o que significa que o efeito real dependerá de quão amplamente os produtores as adotam e de como conseguem mantê-las operando ao longo do tempo.

Surge um vínculo oculto do nitrogênio

A amônia que sai de granjas de suínos pode acabar elevando o óxido nitroso logo ao lado, conectando a poluição local do ar ao total mais amplo de gases de efeito estufa.

Trabalhos futuros podem ajudar os modelos do IPCC a incorporar esses picos próximos, enquanto produtores avaliam as formas mais acessíveis de reduzir a amônia.

Ao mesmo tempo, os pesquisadores alertam para as limitações dos resultados. Uma única operação de suínos não pode representar todas as zonas climáticas, tipos de solo ou configurações de ventilação usadas na pecuária.

Chuva sazonal, acidez do solo e vegetação podem influenciar o quanto de amônia se fixa no chão, e esses mesmos fatores também podem direcionar a liberação de óxido nitroso.

Como a equipe do ISA testou apenas certos solos em frascos de laboratório, as respostas mais fortes observadas em condições controladas podem não surgir em todos os campos reais.

Serão necessários levantamentos mais amplos, envolvendo diferentes animais, regiões e sistemas de produção, para demonstrar se esse caminho da amônia é disseminado ou se se trata apenas de um ponto fora da curva.

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