lovesouthernsocial.com

L'òxid nitrós, emès en quantitats importants pel sector agrícola, també destrueix la capa d'ozó.

Imatge de Photo-Rabe de Pixabay

L'òxid nitrós és un gas incolor i no inflamable a temperatura ambient i es coneix comunament com a gas de la risa o nitro (NOS). L'òxid nitrós és un gas produït de manera natural al medi ambient i important per a l'equilibri climàtic, però també es pot produir industrialment per a diverses aplicacions. El nitrogen és un dels àtoms més importants per a la vida terrestre i està present en diverses estructures moleculars. L'element nitrogen (N) també és una part molt important de l'atmosfera i dels cicles naturals com el cicle del nitrogen.

Òxid nitrós (N2O)

Format per dos àtoms de nitrogen i un d'oxigen, òxid nitrós, és utilitzat per la indústria com:

• Agent oxidant en motors de coets;
• Optimitzador en la combustió de combustible en motors (nitro);
• propulsor d'aerosol;
• Anestèsic (principalment en l'àmbit dental, conegut com a gas de la risa).

A la natura, el nitrogen present a l'atmosfera és captat per les plantes i convertit en amoníac, que serà dipositat al sòl i posteriorment utilitzat per les plantes. Aquest procés s'anomena fixació de nitrogen. L'amoníac dipositat al sòl pot patir processos de nitrificació, donant lloc a nitrats. Els microorganismes presents al sòl poden transformar aquests nitrats dipositats en nitrogen gasós (N2) i òxid nitrós (N2O), mitjançant el procés de desnitrificació, emetent-los així a l'atmosfera.

Gasos d'efecte hivernacle

Es consideren gasos amb la major contribució a l'augment de l'efecte hivernacle els següents:

• diòxid de carboni (CO2);
• Vapor d'aigua (H2Ov);
• metà (CH4);
• Òxid nitrós (N2O);
• CFC (CFxCly).

Es parla molt del CO2 per la seva alta concentració a l'atmosfera i el seu major impacte en l'escalfament global, però també és molt preocupant l'emissió dels altres gasos enumerats. La concentració d'òxid nitrós a l'atmosfera s'ha tornat cada cop més preocupant, fent necessàries accions per reduir-ne les emissions.

Impactes de l'excés d'òxid nitrós a l'atmosfera

Com amb tot a la natura, l'excés d'alguna cosa pot canviar l'equilibri i l'estabilitat d'un sistema, i fins i tot del planeta en el seu conjunt. L'excés de gasos, com els considerats potencialment causants de l'efecte hivernacle, és un exemple d'impacte de proporcions globals.

La industrialització i l'agrupació de la civilització en ciutats han generat necessitats a satisfer a gran escala, com la producció d'aliments, promovent un gran creixement de l'agricultura, especialment en la producció de gra per a la fabricació d'aliments per a animals (més informació sobre aquest tema a article: La ramaderia intensiva per al consum de carn té impactes en el medi ambient i en la salut del consumidor." Amb aquestes necessitats ateses, es van començar a produir i emetre a l'atmosfera molts gasos en proporcions gegantines, provocant la seva acumulació a l'atmosfera i alterant diversos cicles terrestres. , que també afecta la temperatura mitjana del planeta Un d'aquests gasos és l'òxid nitrós.

L'òxid nitrós (N2O) està present en proporcions molt més petites que el diòxid de carboni (CO2), però el seu efecte és molt més gran. La seva presència a la troposfera és inert, contribuint només a l'absorció d'energia tèrmica, però, quan està present a l'estratosfera, degrada la capa d'ozó. L'òxid nitrós té la propietat de retenir la calor a l'atmosfera unes 300 vegades més gran que el CO2, és a dir, una molècula d'òxid nitrós equival a 300 molècules de CO2 a l'atmosfera. L'òxid nitrós també té un impacte sobre la capa d'ozó, contribuint a la seva degradació, i roman a l'atmosfera durant més de 100 anys abans de ser degradat de manera natural. S'estima que els humans emeten 5,3 teragrams (Tg) d'òxid nitrós en un any (1 Tg equival a 1.000 milions de kg).

fonts d'emissió

El novembre de 2013, el Programa de les Nacions Unides per al Medi Ambient (PNUMA) va publicar un informe sobre l'òxid nitrós i el seu impacte en el clima i la capa d'ozó del planeta. Segons l'informe, l'òxid nitrós és el tercer gas, emès per les activitats humanes, que més contribueix a l'escalfament global, i el gas amb més efecte en la degradació de la capa d'ozó. A partir de les investigacions realitzades, analitzant la concentració de gasos presents en les bombolles d'aire atrapades en columnes de gel als pols, es va fer una comparació amb la concentració actual de CO2 (parts per milió - ppm) i N2O (parts per milió - ppb) i es representa un gràfic que mostra l'augment d'aquests gasos al llarg del temps.

Font: Drawing Down N2O / unep.org

Un gran augment de les concentracions de CO2 i N2O es constata just després del període de la revolució industrial, a partir del segle XVIII. L'informe assenyala les principals fonts humanes d'emissió d'òxid nitrós com l'agricultura, la indústria i els combustibles fòssils, la crema de biomassa, les aigües residuals i l'aqüicultura, i la suma de les tres últimes fonts no arriba a la quantitat d'emissions d'òxid nitrós de l'agricultura.

Font: Drawing Down N2O / unep.org

El problema de l'emissió de N2O a cada sector

Agricultura

El nitrogen, essencial per a la producció d'aliments, és un element vital per a les estructures moleculars com els enzims, les vitamines, els aminoàcids i fins i tot l'ADN. L'addició de nitrogen a l'agricultura, mitjançant fertilitzants, accelera i augmenta el rendiment dels cultius, però això també provoca l'emissió de N2O. S'estima que al voltant de l'1% del nitrogen aplicat a un sòl emetrà directament N2O. L'1% sembla baix, però si penses en la superfície total que ocupa l'agricultura al món i en la quantitat de fertilitzant que s'utilitza anualment, potser no serà tan petit.

Entre els sectors que més emeten òxid nitrós, l'agricultura és el principal responsable de l'emissió anual: prop del 66% de l'emissió total. Per a aquest sector, no només es comptabilitzen les emissions directes de N2O de l'aplicació de fertilitzants, sinó també les emissions directes i indirectes del procés d'elaboració d'adobs sintètics, fems animals, animals criats a les pastures, lixiviació i gestió de fems.

Algunes mesures en l'aplicació i manipulació d'adobs i fems poden ajudar a reduir aquest impacte:

• Proveu regularment el mecanisme de distribució de fertilitzants/fems per assegurar-vos que l'aplicació és precisa;
• Assegureu-vos que la persona que aplica l'adob/fes està ben entrenada per aplicar el mínim necessari;
• Realitzar anàlisis del sòl per determinar la quantitat necessària d'adob;
• Intenta utilitzar més fem que fertilitzants inorgànics;
• Millora de les tècniques de manipulació de fems.

La recerca per a la reducció de l'emissió de N2O mitjançant fertilitzants i mitjans alternatius eficients s'ha de dur a terme constantment.

Indústria i combustibles fòssils

Les emissions d'òxid nitrós de les indústries i els vehicles es produeixen per dos mitjans principals. La primera s'anomena reacció homogènia, que és quan reaccionen reactius del mateix estat físic, un exemple és la combustió de combustible gasós (gas amb gas). En el combustible gasós pot haver-hi la presència de compostos nitrogenats, que es poden generar durant l'escalfament en el procés de combustió. El segon medi es produeix en reaccions heterogènies, on una pot ser un gas i l'altra un sòlid, un exemple és la combustió de carbó o la formació de N2O en catalitzadors d'automòbils.

Els avions, els vehicles lleugers i pesants són les principals fonts d'emissió d'òxid nitrós, tot i que no són gaire rellevants en comparació amb l'emissió de CO2 que aporten, això no és excusa per no ser un fet preocupant.

A la indústria, les dues principals fonts d'emissió d'òxid nitrós són la producció d'àcid nítric (HNO3) i àcid adípic. L'àcid nítric es considera un ingredient clau per a la producció de fertilitzants, per a la producció d'àcid adípic, explosius i també per al processament de metalls ferrosos. Més del 80% de tot l'àcid nítric produït al món es destina a la producció de nitrat d'amoni i de sal doble de nitrat d'amoni càlcic: 3/4 del nitrat d'amoni es remunta a la producció de fertilitzants. Durant la síntesi de HNO3, N2O es pot formar com a producte de reacció menor (uns 5 g de N2O per cada 1 kg de HNO3 produït).

La producció d'àcid adípic (C6H10O4) és la segona font d'emissió d'òxid nitrós en el sector industrial. La gran majoria de l'àcid adípic produït es destina a la producció de niló, i també s'utilitza en la fabricació de catifes, roba, pneumàtics, tints i insecticides.

Ja estan disponibles tecnologies per reduir l'emissió de N2O en la producció d'àcid adípic, que redueixen al voltant del 90% de les emissions, i aproximadament el 70% de les indústries de producció d'àcid adípic apliquen aquestes tecnologies.

crema de biomassa

La crema de biomassa significa cremar qualsevol material d'origen vegetal o animal per a la producció d'energia. En definitiva, la combustió de biomassa fa referència a la combustió natural, o per causes humanes, principalment de boscos/fustes i fins i tot de carbó vegetal.

La quantitat mitjana de N2O emesa per la crema de biomassa és difícil de mesurar, ja que depèn molt de la composició del material que es crema, però s'estima que és la tercera font d'emissió d'òxid nitrós. La majoria dels incendis forestals són provocats per factors naturals com els llamps, però l'acció humana també és força preocupant. La crema de boscos per avançar en l'agricultura i la ramaderia es troba entre les principals preocupacions sobre la crema de boscos, vegetació natural o fins i tot residus de cultius, ja que el foc és una manera barata i fàcil de netejar zones.

Un altre fet preocupant és l'ús de la llenya i el carbó vegetal per generar energia i fins i tot en estufes. En moltes regions del món, la generació d'energia vegetal i el seu ús per a determinades tasques, com la cuina, és molt habitual, i també pot ser una font impactant d'emissió de N2O.

S'han d'adoptar lleis i actuacions per reduir i prevenir la crema per reduir l'emissió de N2O de la crema a zones "netes", per a l'agricultura o qualsevol altre tipus de finalitat, així com per controlar i combatre el foc per causes naturals. A més de suposar el risc de flames incontrolades, que podrien arrasar una zona immensa, com va passar el novembre de 2015 a Chapada Diamantina, l'emissió de gasos contaminants i tòxics pot afectar molt la regió.

Sobre l'emissió per l'ús de la biomassa per a la producció d'energia i en estufes, la millora de les tècniques per utilitzar menys combustible, amb major eficiència i la substitució per combustibles que no alliberen N2O, com els gasos del petroli, són alternatives viables per reduir N2O. emissió d'aquestes fonts. En el cas de substituir-los per gasos del petroli, tindrem el problema de l'emissió de CO2 -pot semblar una bogeria, però és millor alliberar CO2 en comptes de N2O, ja que N2O, a més de contribuir a la destrucció de la capa d'ozó. , té un poder de retenció de calor 300 vegades més gran que el CO2.

Aigües i aqüicultura

En conjunt, les aigües residuals i l'aqüicultura representen el 4% de l'emissió total d'òxid nitrós causada per l'home. Pot semblar petit en comparació amb altres fonts, però encara són fonts de preocupació. Les aigües residuals es caracteritzen com qualsevol aigua rebutjada que conté contaminants i impureses que cal tractar per no afectar el medi ambient. L'aqüicultura és el cultiu d'organismes aquàtics en espais confinats o controlats, com ara la cria de peixos per a la venda.

L'emissió d'òxid nitrós per les aigües residuals es pot produir de dues maneres: per transformació química i biològica durant el tractament d'aigües residuals i mitjançant l'abocament de les aigües residuals en afluents, en què el nitrogen, contingut en alta concentració a les aigües residuals, es transformarà en N2O per bacteris presents a les aigües residuals. els afluents.

Igual que amb el problema dels fertilitzants, en l'aqüicultura el problema és la gran quantitat de nitrogen aplicat. La gran quantitat de nitrogen present en l'alimentació dels organismes cultivats fa que hi hagi alts nivells de nitrogen present a l'aigua, que es transformarà en òxid nitrós per procés químic i/o biològic.

El principal mitjà per reduir l'òxid nitrós emès pels efluents són les tècniques de tractament, reduint així la quantitat de nitrogen diluït. Algunes tècniques poden eliminar fins a un 80% del nitrogen diluït. S'han d'adoptar i establir polítiques i tecnologies de tractament per reduir l'emissió d'òxid nitrós.

També es poden aplicar tècniques d'aqüicultura per minimitzar les emissions de N2O, com ara: integració de sistemes agrícoles i aqüícoles, reutilització d'aigua rica en nutrients per regar cultius i plantes aquàtiques per alimentar la creació aquàtica, integració entre espècies aquàtiques, quan els residus d'una espècie serveixen de aliments per a l'altre, modificació i optimització dels aliments i nutrients, amb l'objectiu de minimitzar la dilució de nitrogen en el medi.

Els impactes provocats per l'ús de l'òxid nitrós criden l'atenció sobre una cosa important: els límits planetaris. Per entendre millor aquest tema, mireu l'article: "Què són els límits planetaris?"