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Antropoceno - Aula 7 - Fluxos e Efeitos do nitrogênio - 2023

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Nitrogênio criado pelo homem
Pacheco et al. (2021)
Ma et al. (2012)
Produzido
Aplicado
Absorvido
Colhido
Alimento
Assimilado
6
47
16
5
14
Perdas de N ao longo da cadeia alimentar vegetariana
Consumido
100
94
47
31
26
14
ZERO
Produzido
Aplicado
Absorvido
Colhido
Assimilado
6
47
16
5
14
Perdas de N ao longo da cadeia alimentar carnívora
Consumido
Ração
8
100
94
47
31
26
4
ZERO
Meng et al. (2022)
China - o dragão faminto
pig	1961	1962	1963	1964	1965	1966	1967	1968	1969	1970	1971	1972	1973	1974	1975	1976	1977	1978	1979	1980	1981	1982	1983	1984	1985	1986	1987	1988	1989	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	1.6065689999999999	2.0424280000000001	3.6061200000000002	4.8254330000000003	5.5957670000000004	6.0891109999999999	6.4189689999999997	6.3329789999999999	6.1536429999999998	6.1387799999999997	7.0912920000000002	7.8744779999999999	7.9411149999999999	7.8496439999999996	7.9956690000000004	7.98364	79999999996	8.0185530000000007	8.7722060000000006	10.868606	12.12543	12.674096	13.527813999999999	14.008882	15.366156	17.566976	18.239357999999999	19.490155000000001	21.092872	22.133652999999999	23.559488999999999	25.824121999999999	27.647176000000002	29.836490999999999	33.426476000000001	37.885021999999999	33.014693999999999	37.156348000000001	39.90043	41.049331000000002	40.751525999999998	41.654251000000002	42.322775999999998	43.433461999999999	44.478788999999999	46.622207000000003	47.590463	43.933236999999998	47.190351999999997	49.897955000000003	51.693862000000003	51.593350999999998	54.435720000000003	55.917318999999999	57.661870999999998	57.41574	55.206919999999997	55.455562	54.991852999999	999	43.498280000000001	42.102311	cattle	1961	1962	1963	1964	1965	1966	1967	1968	1969	1970	1971	1972	1973	1974	1975	1976	1977	1978	1979	1980	1981	1982	1983	1984	1985	1986	1987	1988	1989	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	5.9362999999999999E-2	8.4348000000000006E-2	0.10417800000000001	0.11870799999999999	0.13342699999999999	0.14353299999999999	0.14595	0.14788399999999999	0.15384300000000001	0.154972	0.167383	0.18098700000000001	0.195212	0.20292099999999999	0.21321499999999999	0.20789099999999999	0.219053	0.220327	0.24612600000000001	0.272702	0.27284799999999998	0.27904899999999999	0.30032599999999998	0.34059699999999998	0.38580399999999998	0.49254399999999998	0.69156799999999996	0.79966899999999996	0.95319399999999999	1.1217889999999999	1.35669	1.5898620000000001	1.9924360000000001	2.148828	2.6020279999999998	3.0026489999999999	3.6503130000000001	4.0375860000000001	4.5728569999999999	4.6420240000000002	4.5985950000000004	4.7174889999999996	4.902101	5.0638490000000003	5.1335439999999997	5.3334	099999999998	5.6546180000000001	5.5737759999999996	5.6506889999999999	5.676946	5.5115449999999999	5.5471000000000004	5.5327599999999997	5.5562529999999999	5.5661569999999996	5.565957	5.7256169999999997	5.8101469999999997	6.0022700000000002	6.048629	poultry	1961	1962	1963	1964	1965	1966	1967	1968	1969	1970	1971	1972	1973	1974	1975	1976	1977	1978	1979	1980	1981	1982	1983	1984	1985	1986	1987	1988	1989	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	0.69047800000000004	0.71815399999999996	0.74397599999999997	0.76913199999999993	0.80707200000000001	0.83329999999999993	0.8721009999999999	0.9	0139599999999998	0.94199999999999995	0.96638900000000005	1.0208550000000001	1.0972310000000001	1.1366000000000001	1.19198	1.2341880000000001	1.3248310000000001	1.4356640000000001	1.5259	1.5849220000000002	1.657419	1.7286520000000001	1.8042420000000001	1.8980389999999998	1.933943	2.011971	2.3159689999999999	2.6829530000000004	3.2509649999999999	3.3669469999999997	3.736818	4.4770110000000001	5.1184250000000002	6.4053500000000003	7.1716619999999995	8.67212700000000	15	8.7928650000000008	10.217805	11.220492	11.756378999999999	12.683764999999999	12.518829999999999	12.727739	13.131119999999999	13.232241999999999	14.050928000000001	14.281972999999999	15.167824	15.988739000000001	16.613606999999998	17.240023000000001	17.796361000000001	18.692709999999998	18.903489	18.183253000000001	17.897953000000001	18.834073	20.161308000000002	21.085561000000002	21.515805000000004	22.056009	milk	1961	1962	1963	1964	1965	1966	1967	1968	1969	1970	1971	1972	1973	1974	1975	1976	1977	1978	1979	1980	1981	1982	1983	1984	1985	1986	1987	1988	1989	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	0.61200100000000002	0.63059500000000002	0.64789600000000003	0.65688899999999995	0.66489799999999999	0.65009499999999998	0.63012900000000005	0.60148000000000001	0.62148099999999995	0.66285300000000003	0.70460299999999998	0.754633	0.81344000000000005	0.84709500000000004	0.89083800000000002	0.91989299999999996	0.95024500000000001	1.1486019999999999	0.90322800000000003	1.19302	1.3456239999999999	1.6789689999999999	1.907232	2.256	6090000000001	2.5898789999999998	3.011123	3.4475899999999999	3.8354240000000002	3.997268	4.3626379999999996	4.8743059999999998	5.2782520000000002	5.264996	5.5779439999999996	6.0822130000000003	6.610366	6.3416839999999999	6.9596140000000002	7.5141850000000003	8.6323080000000001	10.601189	13.355933	17.817516999999999	22.928777	27.837329	32.257300000000001	35.574325999999999	35.873831000000003	35.509808	36.092095999999998	36.929454	37.784548999999998	35.672406000000002	37.609605000000002	32.173558999999997	31.018547999999999	30.772631000000001	31.165043000000001	32.444333	34.837215	eggs 	1961	1962	1963	1964	1965	1966	1967	1968	1969	1970	1971	1972	1973	1974	1975	1976	1977	1978	1979	1980	1981	1982	1983	1984	1985	1986	1987	1988	1989	1990	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	1.2295910000000001	1.247638	1.2828299999999999	1.313836	1.355818	1.3938950000000001	1.435449	1.4912270000000001	1.5327679999999999	1.584068	1.64009	1.6919139999999999	1.763088	1.8318620000000001	1.913786	2.0027189999999999	2.091567	2.217625	2.344347	2.4252099999999999	2.5887950000000002	2.81406	3.6190000000000002	4.44733	4.6096550000000001	4.9018800000000002	5.738105	5.9522250000000003	6.5607499999999996	7.5888	8.3982700000000001	9.6857000000000006	12.0938	13.701594999999999	15.940630000000001	16.48227	17.531549999999999	18.50996	18.911898999999998	19.153718999999999	19.658919999999998	20.183019999999999	20.50075	21.040576999999999	20.93524	21.833159999999999	23.292120000000001	23.633516	23.820080000000001	24.231629999999999	24.659154999999998	24.786994	24.972732000000001	26.271618	27.244226999999999	26.953866000000001	27.227788	28.852499000000002	30.248087000000002	
Produção (x106 t)
(1) Produção de Fertilizantes Nitrogenados
A pergunta que não quer calar…
2021: 8 bilhões de habitantes
Ser humano: 2 kg N/ano
Humanidade: 16 milhões de toneladas de N por ano
Nr – criado pelo Homem: 200 milhões de toneladas de N por ano
 200 – 16 : 184 milhões de toneladas de N por ano
Qual o destino desses 184 milhões que estão sendo criados?
12
Na segunda parte, eu gostaria de discutir um pouco mais sobre os efeitos ambientais desse excesso de nitrogênio que estamos criando.
Portanto, a pergunta continua…qual o destino desses 148 milhões de N que estão criados. 
Gruber and Galloway (2008)
At
Produção
energia
Produção
alimento
Consumo
Ozônio
Particulado
Visibilidade
Efeito estufa
Estratosfera
Cultura
Animal
Solo
Florestas e savanas
Solo
Superfície
Água subterrânea
Litoral
Mar aberto
NOx
NH3
NOx
NHx
Norg
NO3
NO3
N2O
N2O
Atividades
humanas
Atmosfera
Ecosystemas aquáticos
Ecosistemas terrestres
água doce
salgada
At
Produção
energia
Produção
alimentoConsumo
Ozônio
Particulado
Visibilidade
Efeito estufa
Estratosfera
Cultura
Animal
Solo
Florestas e savanas
Solo
Superfície
Água subterrânea
Litoral
Mar aberto
NOx
NH3
NOx
NHx
Norg
NO3
NO3
N2O
N2O
Atividades
humanas
Atmosfera
Ecosystemas aquáticos
Ecosistemas terrestres
água doce
salgada
Queima de combustíveis fósseis
a) Produção termal
N2 + O2 = 2NO
b) Pirólise do N-orgânico 
X-CH2NH2 + 3O2 = CO2 + 2 H20 + NO2 + X 
NOx = NO + NO2
16
Quando há queima de combustíveis fósseis acaba sendo gerado NO (óxido nítrico) e NO2 (nitrito). O óxido nítrico é formado por um processo termal na própria chama e o óxido nitroso na pirólise das moléculas orgânicas que contém nitrogênio. Geralmente, ambos são agrupados e recebem o nome de NO-X. 
The great London fog of 1952
Misra et al. (2021)
Delhi
Ding et al. (202)
1860
1990
2050
mgN/m2.y1
At
Produção
energia
Produção
alimento
Consumo
Ozônio
Particulado
Visibilidade
Efeito estufa
Estratosfera
Cultura
Animal
Solo
Florestas e savanas
Solo
Superfície
Água subterrânea
Litoral
Mar aberto
NOx
NH3
NOx
NHx
Norg
NO3
NO3
N2O
N2O
Atividades
humanas
Atmosfera
Ecosystemas aquáticos
Ecosistemas terrestres
água doce
salgada
Acid rain
Acid rain
4.7
4.4
4.8
pH= 4.9
Rain composition in the Piracicaba Basin
35
Another problem that the basin is facing with the large number of industries is 
events of “acid rain”. In this transparency we show the annual average of rain
water in four points of the basin and we can see that the pH may be considered
acid, remembering that the neutral pH for rain water is 5.6 and not 7.0. In the 
headwaters of the basin, the low pH may be explained by the plume of São Paulo
City, that as can be seen by this satellite picture is located approximatelly 30km
from the headwaters. 
At
Produção
energia
Produção
alimento
Consumo
Ozônio
Particulado
Visibilidade
Efeito estufa
Estratosfera
Cultura
Animal
Solo
Florestas e savanas
Solo
Superfície
Água subterrânea
Litoral
Mar aberto
NOx
NH3
NOx
NHx
Norg
NO3
NO3
N2O
N2O
Atividades
humanas
Atmosfera
Ecosystemas aquáticos
Ecosistemas terrestres
água doce
salgada
Eutrofização 
Bacia do Mississippi
Golfo do México
Pluma de fitoplâncton
Golfo do México
Golfo do México
At
Produção
energia
Produção
alimento
Consumo
Ozônio
Particulado
Visibilidade
Efeito estufa
Estratosfera
Cultura
Animal
Solo
Florestas e savanas
Solo
Superfície
Água subterrânea
Litoral
Mar aberto
NOx
NH3
NOx
NHx
Norg
NO3
NO3
N2O
N2O
Atividades
humanas
Atmosfera
Ecosystemas aquáticos
Ecosistemas terrestres
água doce
salgada
Davidson and Kanter (2014)
Gruber and Galloway (2008)
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