O maior reservatório de nitrogénio é a atmosfera. O nitrogénio atmosférico (N2) corresponde a 78% do volume da atmosfera. Este gás é um componente crucial das proteínas, muitas vitaminas e ácidos nucleicos como o ADN. No entanto, o N2 não pode ser absorvido e usado directamente como um nutriente por plantas multi-celulares e animais.
Felizmente, dois processos naturais convertem ou fixam, o N2 em compostos que plantas e animais podem usar como nutrientes. Um são as descargas eléctricas, ou relâmpagos, que ocorrem na atmosfera. O outro acontece em sistemas aquáticos, no solo e nas raízes de algumas plantas, onde bactérias especializadas, chamadas de bactérias fixadoras de nitrogénio completam esta conversão como parte do ciclo de nitrogénio.
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| Ciclo do nitrogénio (Fonte: http://blog.nutrientsforlife.org/wp-content/uploads/2014/08/Nitrogen-Cycle.jpg) |
O ciclo consiste em diversos passos. Na fixação de nitrogénio, bactérias especializadas no solo como também cianobactérias em ambientes aquáticos combinam o nitrogénio atmosférico com hidrogénio para produzir amoníaco (NH3). A bactéria usa parte do amoníaco que produzem como nutriente e excretam o resto para o solo e para a água. Algum deste amoníaco é convertido em iões de amónio (NH4+) que plantas podem usar como nutriente.
O amoníaco que não é usado pelas plantas pode passar pela nitrificação em que bactérias especializadas presentes no solo convertem a maior parte do NH3 e NH4+ em iões de nitrato (NO3-), que poderão ser absorvidos facilmente pelas raízes das plantas. As plantas podem então usar estas formas de nitrogénio para produzir diversos aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos e vitaminas. Os animais que consomem estas plantas, fazem uso destes compostos que contêm nitrogénio, como são os detritívoros e decompositores.
As plantas e animais devolvem os compostos orgânicos ricos em nitrogénio para o ambiente através de excreções ou partículas de tecidos como folhas, pele e cabelo, e através dos seus corpos quando morrem e são decompostos ou consumidos por detritívoros. Na amonificação, exércitos vastos de bactérias decompositoras convertem esse detritos em compostos inorgânicos simples como a amoníaco (NH3) e sais solúveis em água contendo iões de amónio (NH4+).
Na desnitrificação, bactérias especializadas em solos embebidos em água e em sedimentos no fundo de lagos, oceanos e pantânos convertem amoníaco e iões de amónio em iões de nitrato e depois em nitrogénio atmosférico e óxido nitroso. Estes gases são libertados para a atmosfera e entram novamente no ciclo.
Nós intervimos no ciclo de nitrogénio de cinco formas. Em primeiro lugar, adicionamos grandes quantidades de óxido nítrico (NO) para a atmosfera quando N2 e O2 são combinados na queima de qualquer combustível a altas temperaturas. Na atmosfera, este gás pode ser convertido em dióxido de nitrogénio (NO2) e ácido nítrico, que podem voltar à superfície terrestre sob a forma de chuva ácida.
Em segundo lugar, adicionamos óxido nitroso (N2O) para a atmosfera através da acção de bactérias anaeróbicas presentes em fertilizantes inorgânicos ou estrume animal aplicados no solo. Este gás com efeito de estufa pode provocar dano na atmosfera e no ozono estratosférico, que impede a radiação ultravioleta nociva de chegar à superfície terrestre.
Em terceiro lugar, nós libertamos grandes quantidades de nitrogénio armazenados no solo e plantas sob a forma de compostos gasosos para a atmosfera, através da destruição de florestas, prados e pântanos.
Em quarto lugar, nós alteramos o ciclo de nitrogénio em ecossistemas aquáticos ao adicionar nitratos (NO3-) a massas de água através da escorrência de fertilizantes e estrume animal usados na agricultura e da descarga de sistemas de esgotos municipais. Isto pode causar um crescimento anormal de algas.
E por último, nós removemos nitrogénio das camadas superiores do solo quando fazemos a colheita de culturas ricas em nitrogénio, quando irrigamos as culturas (retirando nitratos do solo) e quando queimamos e destruímos prados e florestas antes de plantarmos culturas.
De acordo com o relatório "Millenium Ecosystem Assessement" de 2005, as actividades humanas mais do que dobraram a quantidade de nitrogénio libertada do solo para o resto da atmosfera - a maioria causada pelo uso crescente de fertilizantes para a agricultura - e projecta-se que esse valor pode duplicar outra vez até 2050.
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| Quantidade de nitrogénio libertado (Fonte: http://oi60.tinypic.com/2w4fw61.jpg) |
O excesso de nitrogénio é um problema ambiental sério e crescente a nível local, regional e global que tem despertado pouca atenção.
Fonte:
Living in the environment - G. Tyler Miller, Scott E. Spoolman
