influência da poluição no ciclo do nitrogênio

Prévia do material em texto

A INFLUÊNCIA 
DA POLUIÇÃO 
NO CICLO DO 
NITROGÊNIO
Docente: Mônica de Amorim Coura
Discente: Nayara Santos da Rocha - 119111359
O que é?
O Ciclo do Nitrogênio é um ciclo biogeoquímico que
atua na circulação do N2 no ambiente. Inicialmente,
ele está concentrado na atmosfera, mas poucos
seres podem absorvê-lo assim.
O Nitrogênio de todo o planeta é encontrado
principalmente na atmosfera, sob a forma de N2, um
composto inorgânico. Ele é o principal componente
do ar, sendo responsável por cerca de 78% de sua
composição.
● Apesar de ser abundante, pouquíssimas
espécies são capazes de utilizá-lo nesse
formato. Os animais, por exemplo, só
conseguem consumi-lo na forma orgânica, que
não é tão abundante. Já as plantas, preferem as
formas iônicas do composto.
• Por esse motivo, o ciclo é essencial
para transformá-lo e permitir que todos os seres
tenham uma fonte de Nitrogênio suficiente.
• Nos seres vivos, o nitrogênio é fundamental para
a constituição de Proteinas (estrutura do corpo e
funcionamento do organismo) e para a síntese
de ácidos nucleicos (DNA e RNA).
• Nos compostos não-vivos, como solos e rochas,
é importante para enriquecer e estruturar o local,
permitindo o desenvolvimento da agricultura.
Ciclo do Nitrogênio
Ciclo do Nitrogênio
O ciclo do nitrogênio ocorre em 4 etapas
• A fixação,;
• Amonificação;
• Bactérias desnitrificantes;
• Desnitrificação.
Impacto humano no ciclo do nitrogênio
A interferência do homem no ciclo do nitrogênio é relatada há
aproximadamente mil anos. Este fato ocorreu devido à necessidade
de se produzir uma quantidade maior de alimento motivado pelo
aumento da população e por ser o nitrogênio fonte de nutriente
limitante a produção agrícola.
Destacam-se neste processo quatro ciclos distintos, a utilização da
adubação verde através de plantas leguminosas, a da adição no solo
de minerais contendo nitratos (salitre) no século XIX, a de fertilizantes
nitrogenados sintéticos a partir do século XX e a inoculação de
bactérias endófitas fixadoras de nitrogênio nas plantas.
Em 1860, o depósito total de N na superfície terrestre era de 32 milhões de toneladas
métricas de nitrogênio, a maioria de fontes de emissões naturais. No começo dos anos
90, a deposição total de N aumentou para 100 milhões de toneladas métricas. A
diferença era inteiramente devido à atividades antropogênicas. Em algumas regiões, a
deposição aumentou 100 vezes.
O aumento tem sérias implicações para as mudanças climáticas, uma vez que o nitrogênio
em excesso aumenta a atividade biológica marinha e a absorção de dióxido de carbono, o
que, por sua vez, leva à produção de mais óxido nitroso, considerado ainda mais
prejudicial ao aquecimento global do que o metano ou o próprio dióxido de carbono.
O incremento da produção agrícola diante da elevada produção de fertilizantes sintéticos
de base nitrogenada foi responsável por impactos positivos na agricultura bem como na
nutrição humana a nível mundial, no entanto, trouxe também sérios efeitos ambientais
indesejáveis que são cada vez mais potencializados com a alteração do ciclo do N
decorrente do excesso nos diversos compartimentos ambientais do planeta.
A exemplo disso, o N quando liberado, suas cascatas fluem através da biota e do
ambiente físico, alterando formas e promovendo uma série de impactos a nível local,
regional e global ao longo do tempo.
O nitrogênio move-se através do ambiente e o mesmo átomo de N pode contribuir para
múltiplos efeitos negativos no ar, em terra, em sistemas de água doce e marinhos, e
sobre a saúde humana. A esta sequência contínua durante um longo período denomina-
se “Cascata de N”
Alterações no ciclo do nitrogênio
O uso humano desmesurado de fertilizantes sintéticos nitrogenados, esterco e de
combustíveis fósseis têm modificado drasticamente o biogeociclo do N.
O Ciclo do N tem sido mais alterado do que o Ciclo do Carbono, dobrando a
criação da N diante do aumento da concentração de CO2 na atmosfera em 20-
30% e isso tem promovido grandes impactos e consequências;
Decorrente do deficiente processo de aplicação dos fertilizantes sintéticos na
agricultura, pois, grande parte do nitrogênio transformado é liberado para biosfera.
A queima de combustíveis fósseis também emite grandes quantidades de óxidos
de nitrogênio à atmosfera. Diante desses lançamentos e do fato de que os
humanos convertem muito mais N2 da atmosfera em formas de N, do que todos os
processos naturais da Terra em sistemas terrestres combinados, diversas
alterações perigosas do ciclo de nitrogênio à nível mundial tem ocorrido, além de
consequentes perturbações no ciclo do carbono.
Consequências das alterações do ciclo do nitrogênio
O excesso de nitrogênio no ambiente 
contribui para muitos impactos sociais, 
econômicos e ambientais como:
Zonas costeiras mortas e mortandade de 
peixes devido à eutrofização grave ou 
hipóxia resultante do escoamento nitrato e 
da lixiviação em sistemas fluviais;
• A perda de biodiversidade em 
mananciais devido à eutrofização e 
acidificação;
• Poluição da água subterrânea por 
nitratos;
• Poluição de água doce devido à 
eutrofização e acidificação;
• Impactos na saúde humana devido a 
formação de aerossóis, bem como de 
ozônio troposférico (O3) causando 
diversas doenças;
• Redução das colheitas, das florestas e 
da produtividade de pastagem devido à 
deposição de nitrogênio e excesso de 
fertilização, bem como a exposição ao 
ozônio troposférico;
• Aumento das mudanças climáticas da 
Terra e aumento da depleção da 
camada ozônio estratosférico.
São cada vez mais notadas as chamadas
“Zonas Mortas”, áreas pobres em oxigênio
que são resultantes do excesso de nutrientes
nas águas (decorrentes das fontes difusas de
nitrogênio, como o nitrato e compostos
nitrogenados orgânicos de fertilizantes e
adubos na agricultura, que são lixiviados para
as águas subterrâneas e escoados para as
águas superficiais.
Outras fontes pontuais, como efluentes de
estações de tratamento de águas residuárias
e sistemas de esgotos, são descarregadas
diretamente nas águas de superfície, além da
deposição de nitrogênio atmosférico que
contribui com ainda mais N enriquecendo
diversos mananciais como lagos, águas
costeiras, mar aberto, que sofrem
eutrofização promovendo intensa redução na
concentração de oxigênio dissolvido na água
dos mananciais e que consequentemente
afeta diretamente peixes, invertebrados e
outros organismos aquáticos.
Cabe ressaltar que parte do N que segue para
as águas é removido através da desnitrificação,
produzindo também uma fração de N2O (óxido
nitroso), um potente gás de efeito de estufa. E
o restante é conduzido e transformado através
do sistema fluvial contribuindo na elevação da
concentração de nitrogênio em corpos d'água.
As principais implicações, diretas ou indiretas, do N nos meios bióticos (solo, ar e
água) estão apresentadas a seguir:
• Mudanças climáticas – sendo os efeitos mais importantes:
Geração de N2O – pode ser resultante da produção industrial de fertilizantes
pela combustão incompleta ou ação microbiana e pela nitrificação (após
aplicação de fertilizantes e estrume nos solos);
No solo ocorre formação de O3 a partir do NOx que é um gás estufa importante;
A deposição N em zonas úmidas pode aumentar a produção de plantas
vasculares, elevando a exsudação de compostos de carbono de baixo peso
molecular, tais como acetato.
• Impactos na saúde humana – Apesar da fixação industrial de N2 ser considerada
um grande avanço para o aumento na produtividade agrícola, efeitos negativos
também ocorrem para a saúde humana;
O Material Particulado é a contribuição mais significativa para efeitos adversos
para a saúde provenientes da poluição atmosférica, uma vez que promove morte
prematura de cardíacos e outros problemas a exemplo: taquicardia e arritmia
cardíaca e também existem associações com asma em crianças, irritação das vias
aéreas, tosse e dificuldade de respiração• Deposição do nitrogênio e a vegetação – A elevada deposição de N pode
aumentar a susceptibilidade ao estresse da vegetação, isso afeta negativamente a
colheita de plantas e a horticultura e sobretudo causando a redução da absorção
de CO2. Perdas de rendimento relativos globais devido à exposição ao ozono são
estimados entre 7 a 12% para o trigo, de 3 a 4% para o arroz, de 3 a 5% para o
milho e 6 a 16% para a soja.
A poluição por nitrogênio é mais comum do que imaginamos e
está presente no cotidiano das pessoas.
Nos fertilizantes utilizados para a agricultura, ela ajudou a evitar
a fome global no século 20, porém, o nitrogênio pode ter
causado um dos maiores desastres ambientais.
A poluição por nitrogênio é pouco conhecida em todo o mundo,
principalmente por que não é uma poluição visível, milhares de
toneladas de nitrogênio se infiltram no solo, na água e no ar
todos os dias. Por isso, o ar fica menos saudável e a água fica
poluída para consumo, quando em contato com o ecossistema a
substância provoca degradação e mudança de clima.
Poluição por Nitrogênio
Fertilizantes com nitrogênio ajudam no desenvolvimento da
lavoura, mas em grandes quantidades impactam
negativamente o solo e geram emissões para a atmosfera,
fixado no solo ele altera o ecossistema e em longo prazo
aumenta a quantidade de óxido nitroso na atmosfera.
A maioria do nitrogênio presente na atmosfera vem de
emissões industriais, uma parcela considerável também é
proveniente do desmatamento e queima de florestas tropicais
como a Amazônia.
Os cientistas alertam para o “desafio do nitrogênio” na agricultura, no
desenvolvimento das grandes cidades e na preservação da
biodiversidade latino-americana.
A América do Sul é conhecida como o supercontinente na questão da
biodiversidade. O desafio é produzir e preservar ao mesmo tempo.
Sabendo que temos uma urbanização desenfreada com falta de
saneamento básico e desmatamento em excesso que lança muito
nitrogênio na atmosfera.
O nitrogênio presente na atmosfera resultado da queima de
combustíveis fósseis também prejudica florestas tropicais até então
isoladas deste problema.
Existem dois tipos de nitrogênio: os não-reativos e os reativos.
• Os não reativos são inofensivos e constituem cerca de 78% da
atmosfera. Mas os seres vivos não conseguem absorver esta forma de
azoto não reativo. Apenas alguns tipos de bactérias conseguem
assimilar o N2.
• Nitrogênio reativo é termo criado para diferenciar as várias formas
químicas que o elemento nitrogênio (N) pode estar presente. Amônia
(NH3), amônio (NH4
+), nitrato (NO3
-), nitrito (NO2
-), óxido nitroso (N2O),
óxido nítrico (NO) entre outras.
Algumas das abordagens gerais que podem reduzir a demanda pelo nitrogênio são:
• Melhorar a eficiência do uso de nitrogênio na agricultura:
Adotar princípios da agroecologia, visando a otimização da produtividade e das
práticas agrícolas de acordo com as características do ecossistema, por exemplo,
melhorando a capacidade de resiliência da fazenda fazendo uso de processos
naturais fortalecendo a biodiversidade funcional, tais como a qualidade do solo e
protegendo os serviços ecossistemas dos quais a fazenda depende. A biodiversidade
do solo pode contribuir para o aumento da resistência a secas e inundações e pode
aumentar a eficiência de nutrientes.
• Reduzir a queima de combustíveis fósseis:
Substituir o uso de combustíveis fósseis por alternativas renováveis e sustentáveis,
como as tecnologias solar e eólica;
Assegurar que os substitutos dos combustíveis fósseis na forma de biomassa não
induzam um aumento da demanda por N.
A utilização da biomassa como fonte de energia alternativa não seria uma escolha
adequada porque exigiria ainda mais fertilizantes.
Conferencia Rio+20
Na Conferência Rio+20 em 2012, os governos
sinalizaram uma preocupação com a saúde da
biodiversidade marinha que está sendo afetada
por compostos de base nitrogenada. Com isso,
os líderes mundiais se comprometeram a tomar
medidas para reduzir os impactos desta
contaminação nos ecossistemas marinhos. Este
compromisso por parte da comunidade global
precisa ser garantido por meio de programas de
ações factíveis, com foco em uma melhor gestão
de nutrientes e tratamento de resíduos.
Referências bibliográficas 
● GALLOWAY, J.N.; TOWNSEND, A.R.; ERISMAN, J.W.; BEKUNDA, M.; CAI, Z.;
FRENEY, J.R.; MARTINELLI, L.A.; SEITZINGER, S.P.; SUTTON, M.A.
2008.Transformation of the Nitrogen Cycle: Recent Trends, Questions, and Potential
Solutions. Science, vol. 320, pp. 889-892. Disponível em:
https://www.researchgate.net/publication/5363687_Transformation_of_the_Nitrogen_
Cycle_Recent_Trends_Questions_and_Potential_Solutions. Acesso em: 18 set.
2021.
● R.A. Duce t al (2008). “Impactos do Nitrogênio Antropogênico na Atmosfera em
Oceano Aberto.” Science.
● FAPESP. Nitrogênio demais. Disponível em:
http://midiaemeioambiente.blogpot.com/2008. Acesso em: 18 set. 2021.
● GRUPO DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO QUIMICA. O nitrogênio, a amônia e
outras histórias. Disponível em:
http://www.allchemy.iq.usp.br/pub/metabolizando/bb5700k.doc. Acesso em:
18 set. 2021.
● LESSA, Ruth Néia Teixeira. Ciclo do nitrogênio. Disponível em:
http://www.ufpel.edu.br/iqg/livrovirtual/estanteamb.../nitrogenio.pdf. Acesso
em: 20 set. 2021.
● REVISTA BIOTECNOLGIA. A importância da fixação biológica de nitrogênio
para a agricultura sustentável. Disponível em: http://
www.biotecnologia.com.br/revista/bio01/1hp_15.pdf. Acesso em: 20 set. 2021.
● SOUZA, Fernando Augusto de. Agricultura natural/orgânica como instrumento
de fixação biológica e manutenção do nitrogênio no solo, um modelo
sustentável de MDL. Disponível em:
http://www.planetaorganico.com.br/TrabFern2008.htm. Acesso em: 20 set.
2021.
Obrigado pela 
atenção!