El primer estudio satelital global a largo plazo del gas de amoníaco en el aire ha revelado "puntos calientes" del contaminante en cuatro de las regiones agrícolas más productivas del mundo. Utilizando datos del instrumento satelital Atmosférico Infrarrojo AIRS de la NASA, la Universidad de Marylanddirigido por un equipo de investigación descubrió concentraciones crecientes de amoníaco entre 2002 y 2016 en los centros agrícolas de los Estados Unidos, Europa, China e India. El aumento del amoníaco atmosférico está relacionado con la mala calidad del aire y el agua.
El estudio, publicado el 16 de marzo de 2017 en la revista Cartas de investigación geofísica , también describe las causas probables del aumento del amoníaco en el aire en cada región. Aunque los detalles varían entre las áreas, los aumentos en el amoníaco están ampliamente relacionados con los fertilizantes de cultivos, desechos de animales de ganado, cambios en la química atmosférica y el calentamiento de los suelos que retienen menos amoníaco.Los resultados podrían ayudar a iluminar estrategias para controlar la contaminación por amoníaco y subproductos de amoníaco cerca de las áreas agrícolas.
"Nuestro estudio informa sobre las primeras tendencias mundiales a largo plazo del amoníaco atmosférico desde el espacio", dijo Juying Warner, como investigador asociado en ciencias atmosféricas y oceánicas en la UMD. "Medir el amoníaco desde el suelo es difícil, pero el satélite-El método basado que hemos desarrollado nos permite rastrear el amoníaco de manera eficiente y precisa. Esperamos que nuestros resultados ayuden a guiar una mejor gestión de las emisiones de amoníaco ".
El amoníaco gaseoso es una parte natural del ciclo del nitrógeno de la Tierra, pero el exceso de amoníaco es perjudicial para las plantas y reduce la calidad del aire y el agua. En la troposfera, la parte más baja y más densa de la atmósfera donde tiene lugar todo el clima y donde vive la gente,- El gas de amoníaco reacciona con los ácidos nítrico y sulfúrico para formar partículas que contienen nitrato que contribuyen a la contaminación por aerosoles que es perjudicial para la salud humana. El gas de amoníaco también puede regresar a la Tierra y entrar en lagos, arroyos y océanos, donde contribuye a la proliferación de algas nocivas.y "zonas muertas" con niveles de oxígeno peligrosamente bajos.
"Poco amoníaco proviene de los tubos de escape o chimeneas. Es principalmente agrícola, de fertilizantes y cría de animales", dijo Russell Dickerson, profesor de ciencias atmosféricas y oceánicas en la UMD. "Tiene un profundo efecto en la calidad del aire y el agua, yecosistemas. Aquí, en Maryland, el amoníaco de la atmósfera contribuye con una cuarta parte de la contaminación por nitrógeno en la Bahía de Chesapeake, causando eutrofización y provocando zonas muertas que dificultan la vida de las ostras, los cangrejos azules y otros animales salvajes ".
Cada una de las principales regiones agrícolas destacadas en el estudio experimentó una combinación ligeramente diferente de factores que se correlacionan con el aumento de amoníaco en el aire de 2002 a 2016.
Estados Unidos, por ejemplo, no ha experimentado un aumento dramático en el uso de fertilizantes o cambios importantes en las prácticas de aplicación de fertilizantes. Pero Warner, Dickerson y sus colegas encontraron que una legislación exitosa para reducir la lluvia ácida a principios de la década de 1990 probablemente tuvo la intención no deseadaEfecto del aumento del amoníaco gaseoso. Los ácidos que causan la lluvia ácida también eliminan el gas de amoníaco de la atmósfera, por lo que la fuerte disminución de estos ácidos en la atmósfera es la explicación más plausible para el aumento de amoníaco en el mismo período de tiempo.
Europa experimentó el aumento menos dramático en el amoníaco atmosférico de las cuatro áreas agrícolas principales destacadas por el estudio. Los investigadores sugieren que esto se debe en parte a los límites exitosos de fertilizantes ricos en amoníaco y mejores prácticas para tratar los desechos animales. Al igual que Estados UnidosLos estados, una causa potencial importante para el aumento de amoníaco se remonta a reducciones en los ácidos atmosféricos que normalmente eliminarían el amoníaco de la atmósfera.
"La disminución de la lluvia ácida es algo bueno. La carga de aerosoles se ha desplomado, un beneficio sustancial para todos nosotros", dijo Dickerson. "Pero también ha aumentado la carga de amoníaco gaseoso, que podemos ver desde el espacio".
En China, una interacción compleja de factores está vinculada al aumento del amoníaco atmosférico. Los autores del estudio sugieren que los esfuerzos para limitar el dióxido de azufre, un precursor clave del ácido sulfúrico, uno de los ácidos que elimina el amoníaco de la atmósfera podrían serparcialmente responsable. Pero China también ha ampliado enormemente las actividades agrícolas desde 2002, ampliando su uso de fertilizantes que contienen amoniaco y aumentando las emisiones de amoníaco de los desechos animales. El calentamiento de los suelos agrícolas, debido al menos en parte al cambio climático global, también podría contribuir.
"El aumento en el amoníaco ha disparado la carga de aerosoles en China. Este es un importante contribuyente a la espesa bruma observada en Beijing durante el invierno, por ejemplo", dijo Warner. "Además, la carne se está convirtiendo en un componente más popular de los chinosdieta. A medida que las personas cambian de una dieta vegetariana a una basada en carne, las emisiones de amoníaco continuarán aumentando "
En la India, un amplio aumento en el uso de fertilizantes junto con grandes contribuciones de los desechos del ganado han dado como resultado las concentraciones más altas de amoníaco atmosférico en el mundo. Pero los investigadores señalan que las concentraciones de amoníaco no han aumentado tan rápido como en otras regiones. Los autores del estudiosugieren que esto probablemente se deba al aumento de las emisiones de precursores de lluvia ácida y, en consecuencia, a un aumento de la eliminación de amoníaco de la atmósfera. Esto conduce a un aumento de los niveles de turbidez, una tendencia peligrosa confirmada por otros instrumentos satelitales de la NASA, dijo Dickerson.
En todas las regiones, los investigadores atribuyeron parte del aumento del amoníaco atmosférico al cambio climático, reflejado en temperaturas más cálidas del aire y del suelo. El amoníaco se vaporiza más fácilmente del suelo más cálido, de modo que los suelos de cada región se han calentado año tras año, susLas contribuciones al amoníaco atmosférico también han aumentado desde 2002.
El estudio también atribuye algunas fluctuaciones en el amoníaco a los incendios forestales, pero estos eventos son esporádicos e impredecibles. Como tal, los investigadores excluyeron los incendios forestales en su análisis actual.
"Este análisis ha proporcionado la primera evidencia de algunos procesos que sospechamos que estaban sucediendo en la atmósfera durante algún tiempo", dijo Warner. "Nos gustaría incorporar datos de otras fuentes, como el Sistema Conjunto de Satélites Polares, en futuros estudiospara construir una imagen más clara "
Warner, Dickerson y sus colegas esperan que una mejor comprensión del amoníaco atmosférico ayude a los formuladores de políticas a elaborar enfoques que equilibren mejor la alta demanda de agricultura con la necesidad de protección del medio ambiente.
"A medida que crece la población mundial, también lo hace la demanda de alimentos, especialmente carne", dijo Dickerson. "Esto significa que los agricultores y ganaderos necesitan más fertilizantes, lo que dificulta mantener el aire y el agua limpios.las emisiones de gases de efecto invernadero pueden ayudar a evitar efectos adversos "
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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