La contaminación agrícola proviene de la pradera, pero su impacto económico en los humanos es un problema para las ciudades.
por la Universidad de Rice
Un estudio dirigido por científicos ambientales de la Escuela de Ingeniería George R. Brown de la Universidad de Rice pone números al costo de las especies de nitrógeno reactivo producidas en las tierras de cultivo de Estados Unidos.
El estudio dirigido por Daniel Cohan, profesor asociado de ingeniería civil y ambiental , y la estudiante graduada Lina Luo cuantifica las emisiones de óxidos de nitrógeno , amoníaco y óxido nitroso de los suelos fertilizados durante tres años (2011, 2012 y 2017) y compara sus impactos por región. sobre la calidad del aire, la salud y el clima.
Si bien los impactos estacionales y regionales difieren según los tipos de emisión, el estudio encontró que los daños anuales totales del amoníaco fueron mucho mayores en general, $ 72 mil millones, que los de los óxidos de nitrógeno ($ 12 mil millones) y el óxido nitroso ($ 13 mil millones).
Los daños por contaminación del aire se miden por el aumento de la mortalidad y la morbilidad y el valor de la vida estadística, mientras que los daños monetizados del cambio climático incluyen las amenazas a los cultivos, la propiedad, los servicios de los ecosistemas y la salud humana.
Sobre esa base, los investigadores encontraron que el impacto en la salud de la contaminación del aire por amoníaco y óxidos de nitrógeno, que reaccionan para formar partículas y ozono, superó sustancialmente el impacto climático del óxido nitroso en todas las regiones y años.
Los costos sociales más altos surgieron de las regiones con gran actividad agrícola de California, Florida y el Medio Oeste, donde el amoníaco y los óxidos de nitrógeno forman la contaminación del aire contra el viento de los centros de población. Para ambos contaminantes, las emisiones alcanzan su punto máximo en la primavera después de aplicar los fertilizantes.
El estudio publicado en la revista Environmental Science & Technology de la American Chemical Society concluye que la contaminación del aire, la salud y el clima deben considerarse en futuras evaluaciones de cómo las prácticas agrícolas afectan las emisiones de nitrógeno reactivo.
“Siempre hablamos de cómo el dióxido de carbono y el metano contribuyen a los gases de efecto invernadero , pero el óxido nitroso es unas 300 veces más potente que el dióxido de carbono por su potencial de calentamiento global”, dijo Luo.
Señaló que las estrategias agrícolas que reducen los gases de efecto invernadero pueden aumentar los contaminantes del aire y viceversa. “Necesitamos ver si pueden reducir las tres especies de nitrógeno, o hacer algunas compensaciones, y aún así no disminuir el rendimiento de los cultivos”, dijo Luo.
El nitrógeno es esencial para el crecimiento de los cultivos, agregó Cohan, pero el estudio muestra que la gestión de la calidad del aire y la política climática han descuidado en gran medida la importancia de controlar las emisiones agrícolas, incluso cuando la Agencia de Protección Ambiental considera endurecer los estándares de calidad del aire y la administración Biden busca reducir drásticamente Emisiones de gases de efecto invernadero.
Dijo que las agencias federales se han centrado en controlar el transporte y las emisiones industriales, dejando a la agricultura como la mayor fuente de contaminantes de nitrógeno dañinos en los Estados Unidos, un problema exacerbado por el cambio climático y el aumento de la producción agrícola.
“Nuestro grupo había estado estudiando las emisiones de óxido de nitrógeno durante varios años y comenzó a darse cuenta de que no podemos concentrarnos solo en eso”, dijo Cohan. “Necesitábamos considerar el rango de emisiones que provienen de los suelos, y sentimos curiosidad por los impactos relativos de los diferentes contaminantes del aire y los gases de efecto invernadero que emanan de los suelos agrícolas.
“Una gran parte de nuestra motivación fue darnos cuenta de que las opciones en las prácticas agrícolas podrían causar que algunas emisiones aumenten y otras disminuyan”, dijo. Por ejemplo, cambiar de la aplicación superficial a la inyección profunda de fertilizantes reduciría el amoníaco pero aumentaría las emisiones de óxido de nitrógeno. Eso beneficiaría a las ciudades cercanas sensibles a los niveles de partículas, pero dañaría las regiones donde el ozono es más preocupante.
Cohan dijo que cuando todas las emisiones se cuantifican sobre una base monetaria, el amoníaco y los óxidos de nitrógeno que forman partículas que contaminan el aire y el ozono y contribuyen al calentamiento global tienen el mayor impacto.
“Aquellos de nosotros que estudiamos estos contaminantes para ganarnos la vida sabemos cuán potente es el amoníaco, pero el mensaje no ha llegado a la mayoría de los reguladores y legisladores”, dijo Cohan. “De hecho, el amoníaco es una de las fuentes más potentes de partículas debido a cómo se une a otros contaminantes para tener un efecto multiplicador.
“Ese es un mensaje importante: necesitamos tomar más medidas para controlar el amoníaco”, dijo.
Si hay un lado positivo, dijo Cohan, es que la contaminación de otras fuentes se ha reducido lo suficiente como para que el impacto de la agricultura sea predominante.
“Lo que es crucial es tomar medidas que hagan que una mayor cantidad de nitrógeno vaya a los cultivos y que una menor cantidad se libere al aire y al agua”, dijo. Eso podría implicar agregar biocarbón u otras enmiendas al suelo, un tema de estudio en curso en Rice.
“Antes de que podamos hacer eso, necesitábamos establecer una línea de base de las emisiones provenientes del suelo”, dijo Cohan. “Este documento lo expone”.
Más información: Lina Luo et al, Modelado integrado de emisiones de nitrógeno reactivo en suelos agrícolas de EE. UU. e impactos asociados en la contaminación del aire, la salud y el clima,
ciencia y tecnología ambientales (2022). DOI: 10.1021/acs.est.1c08660
