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Fertilizante nitrogenado provoca eutrofização de corpos d’água e pode gerar danos à saúde humana

O fertilizante nitrogenado é, de todos os fertilizantes, o mais utilizado no mundo. Ele é produzido a partir da Síntese de Haber-Bosch e pode ser classificado em vários tipos, como convencional, estabilizado, lento e controlado. Apesar de seus benefícios para a produção agrícola, o fertilizante nitrogenado é o mais prejudicial para o meio ambiente, provocando a contaminação do solo, da água e do ar.

Como é produzido?

Fertilizante nitrogenado. Imagem de softhunterdevil em Pixabay

O fertilizante nitrogenado é o tipo de fertilizante mais usado para a produção agrícola. O nitrogênio tem um papel fundamental para o desenvolvimento vegetal, contribuindo para o crescimento da planta. Quando esse elemento está em escassez no solo, as plantas tendem a atrofiar, se desenvolvendo de forma precária. 

O fertilizante nitrogenado é produzido a partir da Síntese de Haber-Bosch, em que ocorre a captura do nitrogênio presente na atmosfera. Esse nitrogênio é agregado ao metano, presente em gás natural, e um composto de ferro, que atua como catalisador. 

Ao final desse processo, em conjunto com a elevada temperatura, provocada pela queima de gás natural, e as alterações de pressão do sistema, são formadas substâncias como a amônia.

Ciclo do nitrogênio

A Síntese de Haber-Bosch é parecida com o ciclo do nitrogênio, em que bactérias transformam o nitrogênio e permitem a sua participação em diversas reações químicas. Naturalmente, poucos seres têm a capacidade de absorver o nitrogênio puro. Esse ciclo possibilita a absorção dessa substância por outros seres vivos.

O ciclo do nitrogênio é formado pelas seguintes etapas: fixação, amonificação, nitrificação e desnitrificação. A primeira delas permite a inserção do nitrogênio no solo, a partir da ação de bactérias que incluem o nitrogênio em suas moléculas orgânicas. Essa etapa também pode ser realizada a partir de fertilizantes nitrogenados, que introduzem nitrogênio diretamente no solo.

A segunda etapa, a amonificação, consiste na liberação de amônia pelas bactérias. No meio, a amônia reage com outras substâncias, como a água, e produz amônio. Na terceira etapa, o amônio produzido pode ser absorvido pelas plantas ou permanecer no solo. Quando essa substância se mantém no solo, é consumida por bactérias nitrificantes, que transformam o amônio em nitrito.

Assim, o nitrito pode ser absorvido pelas espécies vegetais, lixiviado para corpos hídricos ou sofrer o processo de desnitrificação. A desnitrificação transforma o nitrito em nitrogênio a partir de bactérias desnitrificantes. Dessa forma, todo o processo ocorre novamente.

Algumas substâncias, produzidas durante o ciclo do nitrogênio, como a amônia e o óxido nitroso, estão diretamente relacionadas com o uso de fertilizantes, oferecendo riscos ao meio ambiente. Confira:

Amônia

A amônia é a principal fonte para a produção de fertilizante nitrogenado. A sua produção ocorre naturalmente a partir do ciclo do nitrogênio, porém pode ser fabricada artificialmente para compor os fertilizantes.

A amônia pode atuar em diversos processos prejudiciais para o meio ambiente. A oxidação da amônia, por exemplo, contribui para a produção de gases do efeito estufa e para a lixiviação de nutrientes nos ecossistemas. Esse processo consiste na transformação de NH3 em NO2– (nitrito), pela ação de micro-organismos presentes no meio ambiente.

Os problemas de saúde provocados por fertilizante de nitrogênio que contém amônia são irritação na garganta e olhos, queimação na pele e problemas nos pulmões.

Óxido nitroso

O óxido nitroso (N2O) é um gás que pode ser produzido naturalmente ou artificialmente. A formação do óxido nitroso ocorre por meio de reações químicas do ciclo do nitrogênio, que oxidam o nitrogênio e o transformam em gás. Isso ocorre nos processos de nitrificação e desnitrificação. 

O óxido nitroso é formado a partir de micro-organismos e enzimas presentes no solo. Na nitrificação, esse gás é formado a partir da enzima óxido nítrico redutase, que transforma o NO em N2O. Na desnitrificação, bactérias oxidadoras de amônia transformam o NO2 em N2O.

A presença desse gás em grandes quantidades no meio ambiente agrava as mudanças climáticas, já que ele destrói a camada de ozônio e faz parte dos gases do efeito estufa. O N2O é considerado o terceiro que mais contribui para o aquecimento global. 

Ele retém o calor 300 vezes mais do que o gás carbônico, além de permanecer por volta de 100 anos na atmosfera, até que seja degradado. O ser humano emite cerca de 5,3 bilhões de kg de óxido nitroso na atmosfera por ano. 

Esse gás, também chamado de gás hilariante, é tóxico e pode provocar falta de oxigênio no tecido celular em humanos. Uma das principais fontes de emissão do óxido nitroso é a agricultura, que utiliza fertilizante nitrogenado para o cultivo das plantas. De acordo com um estudo, cerca de 65% a 80% do N2O liberado no meio ambiente é de origem agrícola.

Tipos de fertilizantes nitrogenados

Além do fertilizante nitrogenado convencional, aplicado para fornecer o nitrogênio para as espécies vegetais, existem outros tipos de fertilizantes nitrogenados. Confira cada um deles:

Convencionais

Os fertilizantes convencionais são os mais utilizados. Eles podem ser fertilizantes de ureia, sulfato de amônio, nitrato de amônio e nitrato de cálcio.

Estabilizados

O fertilizante nitrogenado estabilizado é aquele que usa a ureia para estabilizar o nitrogênio no solo. Esse tipo de fertilizante é subdividido em dois grupos, os inibidores da urease e os inibidores da nitrificação. 

O primeiro grupo consiste na incorporação de substâncias químicas na ureia, para alcançar a estabilidade de nitrogênio. Essa tecnologia é de baixo custo, o que a torna uma alternativa aos fertilizantes convencionais que utilizam a ureia pura, que apresentam maior custo econômico.

A substância mais utilizada para a inibição da urease é o NBPT, que é dissolvido em outra substância. Por sua vez, a substância escolhida para dissolver o NBPT tem a capacidade de aumentar a estabilidade molecular do composto, a solubilidade e aderência. Além disso, a substância reduz a toxicidade do agrotóxico e mantém o pH alcalino.

O segundo grupo, inibidores da nitrificação, são substâncias incorporadas ao fertilizante, que reduzem a atividade bacteriana e, consequentemente, o processo de transformação do amônio em nitrato. Isso faz com que o fertilizante tenha maior concentração de amônio e reduz o processo de lixiviação de nitrato e de desnitrificação.

Apesar disso, os inibidores da nitrificação podem aumentar a perda de nitrogênio, que pode ser lixiviado e contaminar corpos hídricos. Ademais, esse processo favorece a formação de óxido nitroso, um gás poluente que contribui para o efeito estufa e o buraco na camada de ozônio

Liberação lenta ou controlada

O fertilizante nitrogenado de produção lenta ou controlada diminui a solubilidade do nitrogênio. Nesse produto, o nitrogênio é liberado aos poucos, de acordo com a velocidade de absorção das plantas. Isso aumenta a eficiência do fertilizante e reduz a perda de nutrientes no solo.

Os fertilizantes nitrogenados de liberação lenta são quimicamente modificados. Eles não são revestidos e promovem a diminuição da solubilidade do nitrogênio, permitindo a absorção gradativa.

Os fertilizantes nitrogenados de liberação controlada são revestidos para controlar o acesso do fertilizante com a água. Esse procedimento altera o tempo em que os nutrientes são liberados para as plantas. Fertilizantes de liberação controlada podem ser revestidos com enxofre, polímeros ou enxofre e polímeros.

A primeira opção é de baixo custo, porém promove um revestimento irregular, que pode levar a uma liberação desigual de nitrogênio no solo. Por isso, quando incluídos os polímeros, essa irregularidade é reduzida e o controle sobre a quantidade de nitrogênio liberado aumenta. 

Entretanto, a opção mais tecnológica é o revestimento apenas de polímeros. Esse revestimento pode ter uma ou mais camadas, e pode ser produzido com polímeros naturais ou industriais. No caso de polímeros industriais, quando aplicados no solo aumentam a poluição gerada pelo fertilizante nitrogenado.

Impactos ambientais

Apesar de suas vantagens para a produção agrícola, esse fertilizante é o mais prejudicial para o meio ambiente. A produção de fertilizantes nitrogenados demanda cerca de 94% da energia utilizada para a produção de fertilizantes. Além disso, a sua produção usa uma grande quantidade de combustíveis fósseis, que liberam poluentes atmosféricos.

Quando aplicado no solo, o fertilizante de nitrogênio pode sofrer o fenômeno de lixiviação, atingindo corpos hídricos. Dessa forma, a água é contaminada, prejudicando o ecossistema aquático. Altas concentrações de substâncias como a amônia podem provocar a morte de peixes ou danos no seu desenvolvimento.

Outra consequência da presença de fertilizante nitrogenado em ambientes aquáticos é o processo de eutrofização, que consiste em uma alta proliferação de algas. A eutrofização gera um aumento na quantidade de algas nos corpos hídricos e a redução da fotossíntese.

Por fim, a presença desse componente no ambiente se dá por conta do seu caráter alcalino. Com isso, as moléculas de amônia reagem com componentes de caráter ácido, como o dióxido de enxofre (SO2), e formam aerossóis atmosféricos. Esses aerossóis contribuem para a poluição atmosférica e prejudicam a qualidade do ar. Um exemplo são os materiais particulados, como o MP2.5, que contribuem para o fenômeno da chuva ácida.