Contaminación por Nitrógeno

Cada vez más, escuchamos que la contaminación por nitrógeno afecta la calidad del agua de los ríos, la productividad de los estuarios y las partículas en el aire que respiramos. Casi toda la contaminación por nitrógeno proviene de la agricultura, que se esfuerza por alimentar a más de 7 mil millones de nosotros con abundancia de bajo costo. En comparación con la industria, hemos sido reacios a señalar a los agricultores, pero ahora es el momento.

Un artículo reciente sobre el flujo de nitrógeno a través de la ciudad de París cristalizó el problema para mí. Los datos se expresan en kilogramos de nitrógeno por persona por año para cada ciudadano de París. Por ejemplo, con un promedio de toda la población, se usan 21.4 kilogramos (46.6 lbs) de fertilizante nitrogenado para cultivar los alimentos para París; alrededor del 90% de esto se usa para cultivar alimentos para animales. La nutrición animal es muy ineficiente, ya que solo 4,6 kg de N por año llegan a los alimentos en las tiendas de comestibles de París. El otro 87% del nitrógeno proporcionado por los animales se pierde en el medio ambiente.


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En contraste, alrededor del 77% del nitrógeno aplicado a los cultivos de vegetales y granos se entrega al suministro de alimentos de París.
Parte del fertilizante nitrogenado se pierde en la atmósfera como amoníaco, donde forma pequeñas partículas conocidas como PM2.5. Son fáciles de respirar y, como contaminantes del aire, son la causa de una variedad de problemas de salud y mortalidad en las regiones a favor del viento.

Cuando se aplica nitrógeno en exceso, gran parte se pierde como nitrato (NO3) en las aguas superficiales, lo que genera problemas de calidad del agua. Para la ciudad de París, aproximadamente el 55% del nitrógeno aplicado como fertilizante se pierde en el agua como nitrato. La mayor parte de esto ocurre en el sector agrícola; solo alrededor del 10% del nitrógeno aplicado a los campos agrícolas llega a la alimentación humana y a su excreción personal. Resultados similares se encuentran en los EE. UU., Donde el río Mississippi transporta grandes cantidades de nitrógeno al Golfo de México, en gran parte de granjas fertilizadas en el Medio Oeste.

Varias conclusiones saltan del informe de París. Primero, un cambio de alimentos animales a alimentos vegetales conduciría a una reducción dramática en la contaminación de nitrógeno del medio ambiente. En segundo lugar, el nitrógeno está claramente «sobre aplicado» en la producción agrícola. Un uso prudente del fertilizante nitrogenado, incluida la aplicación de fertilizantes de liberación lenta que proporcionan nitrógeno en el momento óptimo para la absorción de la planta, podría reducir las pérdidas de nitrógeno. Tercero, el mantenimiento de humedales y otras áreas que albergan bacterias desnitrificantes podría aumentar dramáticamente el retorno del nitrógeno a la atmósfera como gas nitrógeno. (Las bacterias desnitrificantes convierten el nitrato en N2, que naturalmente comprende el 78% de nuestra atmósfera).

Estas no son observaciones nuevas, pero el análisis de París es una exposición sorprendente de ellas.

Autor:  Bill Schlesinger
Fuente: Nicholas Duke.

Referencias
Baker, LA, et al. 2001. Balance de nitrógeno para el ecosistema central de Arizona-Phoenix. Ecosistemas 4: 582-602.
Billen, G. y col. 2009. La impresión de alimentos de París: reconstrucción a largo plazo de los flujos de nitrógeno importados a la ciudad desde su interior rural. Cambio ambiental regional 9: 13-24.
Esculier, F. y col. 2019. La huella biogeoquímica del metabolismo humano en la megaciudad de París: un análisis regionalizado de un sistema agroalimentario de agua. Journal of Hydrology 573: 1028-1045.
Grobe, F., Katja Fennel y A. Laurent. 2019. Cuantificación de la importancia relativa de las fuentes de nitrógeno ribereño y de mar abierto para la formación de hipoxia en el norte del Golfo de México. Journal of Geophysical Research — Oceans doi: 10.1029 / 2019JC015230
Paulot, F. y DJ Jacob. 2014. Costo oculto de las exportaciones agrícolas de los Estados Unidos: partículas de emisiones de amoníaco. Environmental Science and Technology 48: 903-908.
Schlesinger, WH y ES Bernhardt. 2013. Biogeoquímica: un análisis del cambio global. Academc / Elsevier, San Diego.

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