I. CRIAÇÃO DE ANIMAIS

Os ruminantes são fracos conversores de N, porque apenas cerca de 5 a 30% do N ingerido é absorvido pelo animal e os restantes 70 a 95% são excretados através das fezes e da urina. Como resultado, as cargas de N nos excrementos animais excedem frequentemente as necessidades das plantas e são vulneráveis ​​a perdas através de emissões gasosas e lixiviação.

  A poluição atmosférica neste sector da agricultura provém da volatilização do N em amónia (NH3) e óxido nitroso (N2O) do estrume. A reciclagem de azoto através do estrume criou um impacto substancial no ambiente, dado o grande aumento na produção de estrume desde a era pré-industrial (~ 120 Tg N ano-1). As emissões reativas de nitrogênio agrícola, principalmente de amônia (NH3), constituem a maior fração das emissões reativas de nitrogênio emitidas para a atmosfera. As emissões reativas de azoto provenientes do estrume e dos fertilizantes sintéticos contribuem significativamente para a degradação da qualidade do ar: as emissões de NOx resultam numa produção substancial de ozono e as emissões de amoníaco têm impacto nas PM10 e PM2,5 atmosféricas. As emissões agrícolas de amônia são a maior categoria de fonte de PM2,5 em grandes partes do globo. A deposição de nitrogênio resultante de aplicações de estrume e fertilizantes sintéticos exerce uma alavanca substancial no ciclo atmosférico do carbono através do seu impacto no crescimento das plantas.

Estudos revelaram que a eficiência no uso de N por vacas em lactação varia entre 8,96 e 27,82% na Colômbia, o que de acordo com o número de animais por unidade de área pode gerar emissões substanciais de até 374 kg de N ha-1 ano. −1 do esterco.

II. SOLOS AGRÍCOLAS E ARMAZENAMENTO DE GRÃOS

Embora a agricultura seja uma importante fonte de NOx, as estratégias para reduzir as emissões difusas terão de incorporar soluções de gestão do solo fundamentalmente diferentes das fontes de combustíveis fósseis.

No estado da Califórnia, por exemplo, descobriu-se que as terras agrícolas fertilizadas são responsáveis ​​por 20 a 32% das emissões totais de NOx-N de todos os setores do estado, enquanto os solos naturais respondem por 5% e 9%. Pontos críticos espaciais para altas emissões de NOx no solo são identificados para áreas do sul do estado, onde um ponto quente para emissões é identificado em áreas onde o clima é relativamente quente e árido. Com a tendência crescente de aumento das temperaturas em todo o mundo, este aumento nas emissões de NOx relacionadas com o clima deverá afectar regiões tão a norte como os países nórdicos, onde as temperaturas estão a atingir níveis elevados sem precedentes no Verão.

Estima-se que os solos agrícolas adubados sejam responsáveis ​​por aproximadamente 30% das fontes globais de NOx. Em contraste com o elevado eflúvio dos solos agrícolas fertilizados (~19,8 kg N ha-1 ano-1), as emissões de NOx dos ecossistemas naturais são muito mais baixas (~1,0 kg N ha-1 ano-1 -1). Nos casos em que os fertilizantes minerais são aplicados exclusivamente, por exemplo, aplicando diferentes formas de fertilizantes (por exemplo, fertilizantes de libertação lenta) ou reduzindo as aplicações de N e utilizando a agricultura de precisão para atingir as fases de desenvolvimento, estas abordagens indicam uma diminuição nas perdas de fertilizantes N nos solos agrícolas. Nos cenários em que foram aplicados corretivos orgânicos, separando o momento de aplicação do nitrogênio mineral e do fertilizante orgânico, observou-se redução nas emissões de NOx.

Esta observação aponta para o papel crítico das entradas de azoto nos fertilizantes no aumento da taxa de emissão de NOx pelos micróbios do solo e indica a necessidade urgente de estratégias de remediação mais inteligentes e eficazes. O mesmo fertilizante utilizado para acelerar o crescimento das culturas será, por sua vez, a mesma fonte de declínio das culturas e de redução da biodiversidade, uma vez que o aumento do NOx cria um aumento da chuva ácida, numa altura em que as alterações nos padrões climáticos estão a causar uma escassez de chuva. Se houver menos água disponível para as culturas, esta deverá pelo menos não estar contaminada ou prejudicial para os seres humanos e para os sistemas ecológicos em geral. Em particular, uma vez que as emissões de NOx são mais predominantes quando o conteúdo de água do solo está abaixo da capacidade de campo e as emissões de N2O em cenários onde o conteúdo de água do solo está acima da capacidade de campo, por exemplo, durante inundações causadas por fortes chuvas repentinas.

Desde pouca chuva até muita chuva, tudo acelera as emissões de NOx num clima cada vez mais errático, com consequências tanto para os seres humanos como para os sistemas ecológicos.

CONSEQUÊNCIAS PARA A SAÚDE, ECOLÓGICAS E ECONÔMICAS

A interação do NO2 e de outros óxidos de azoto (NOx) com a água, o oxigénio e outros produtos químicos na atmosfera pode formar chuva ácida que prejudica ecossistemas sensíveis, como lagos e florestas. Níveis elevados de NO2 também podem danificar a vegetação, retardando o seu crescimento e reduzindo o rendimento das colheitas.

A taxa de emissão de gases nocivos (NOx e N2O) e de azoto inerte (N2) dos solos depende em grande parte da disponibilidade de azoto, da humidade do solo e da temperatura. As perdas de fertilizantes azotados são dispendiosas para os agricultores e implicam custos económicos que são estimados em países como os Estados Unidos em cerca de 210 mil milhões de dólares anuais em danos à saúde e ao ambiente. Portanto, a redução das emissões de NOx oferece uma situação vantajosa para os agricultores, para a saúde ambiental e para a economia.

Os gases NOx têm sido associados a doenças respiratórias superiores, asma, cancro, defeitos congénitos, doenças cardiovasculares e síndrome da morte súbita infantil. O NO2 é pouco solúvel em água e, quando inalado, difunde-se para o pulmão e é lentamente hidrolisado para se transformar em ácido nitroso e nítrico, que causa doenças e danos pulmonares e, em caso de exposição crónica, pode ser fatal. O NO2 também tem efeitos negativos no poder reprodutivo e, em casos graves, causa cancro.

Quanto à vida aquática, o azoto reativo é solúvel e pode facilmente chegar aos cursos de água através do escoamento, onde estimula o crescimento das plantas, conduzindo por vezes à "proliferação de algas" que reduzem os níveis de azoto, luz e oxigénio na água. Isto perturba as comunidades vegetais e mata peixes, criando “zonas mortas” marinhas. Isto tem consequências desastrosas para a biodiversidade e os meios de subsistência locais.

É evidente que a poluição atmosférica, a saúde e o clima devem ser considerados em conjunto na avaliação de como as práticas agrícolas e de combustão de combustíveis afectam as emissões reactivas de óxido de azoto.

Estudos estimam que o benefício da redução das emissões de amoníaco através da redução das mortes prematuras é potencialmente de 14.837 milhões de euros. Em contrapartida, os custos anuais das opções contemporâneas de redução das emissões de amoníaco (alimentação com baixo teor de azoto, armazenamento coberto de estrume, aplicação de fertilizantes à base de ureia e alojamentos para animais com baixas emissões) foram estimados em cerca de 4 307 milhões de euros.

Através de estratégias inteligentes e rentáveis, a emissão de gases azoto pode ser contida e, ao mesmo tempo, conseguir água limpa, ar não poluído e produtos agrícolas mais saudáveis. No que diz respeito ao sector dos combustíveis fósseis, é necessária uma captura mais eficiente de óxidos de azoto destas fontes.

Dado que os benefícios económicos da melhoria da qualidade do ar e da água superam em muito os custos das medidas de redução de emissões, existem razões imperiosas para dar prioridade à contenção das emissões de azoto, provenientes de fontes agrícolas, de tráfego, domésticas e industriais.

ECO - RN

COR : Nanopó branco

SUPERFÍCIE ESPECÍFICA :  359300 cm²/g

ABSORÇÃO MÉDIA DE NOx : Aproximadamente. 9473 mg de NOx por grama de nanobiomaterial

DOSE MÉDIA EM REVESTIMENTOS* (por exemplo, em sistemas de combustão, em paredes de edifícios, silos de sementes, free stalls e paredes de armazenamento de estrume): ~ 0,2 g por litro

DOSE MÉDIA POR m3 DE ESTRUME: 2 g

1 metro cúbico (m3) de estrume = 400 kg

DOSIS MEDIA NA ÁGUA DE RIEGO DEL SUELO (para ~ 19,8 kg de N ha-1 ano-1 ) *: 0,0004% em peso (es decir, 0,1 g por 25L) - por ano ou 1,09 kg por hectare, por ano. (mais informações na seção de aplicativos mais abaixo)

1 hectare se riega com aproximadamente 250.000 L de água

BENEFÍCIOS: 

Nanossorvente eficaz para NO2, NH3, propionaldeído, benzaldeído, dimetilamina, N-nitrosodietilamina e metanol. Supressão de fumaça e retardador de chama.

Ao reagir com o NO2, uma mistura de nitrato (NO3), NO e nitrogênio (N) é formada na superfície do nanomaterial. NO3 é uma espécie termicamente estável que geralmente se decompõe em temperaturas entre 177 e 327 °C.

No entanto, quando estes adsorbatos se ligam à superfície do nano-biomaterial, as espécies de NO2 permanecem na superfície do nano-biomaterial até cerca de 327 °C, e o NO3 tende a ser estável a temperaturas até 527 °C.

Isto significa que o nanobiomaterial pode reter NOx e ajudar a minimizar as emissões de estrume.

Os nitratos (NO3) no solo são uma fonte primária de nitrogênio essencial para o crescimento das plantas. Essencialmente, as raízes das plantas absorvem nitratos para um crescimento saudável. e precisam de nitrato para produzir aminoácidos que são então usados ​​para produzir proteínas. Regula o metabolismo geral do nitrogênio e fornece nitrogênio ininterrupto para a biossíntese da clorofila. Isto torna a estabilidade térmica do NOx absorvido importante porque:

a) As taxas de emissão de NOx podem ser reduzidas em climas quentes e situações de seca e

b) Devido à natureza altamente solúvel e biodegradável da espécie fertilizante NO3 que se liga à superfície do nanobiomaterial, onde as partículas atuam como sistemas de armazenamento de nitrato. Portanto, o fertilizante NO3 é retido no solo através da superfície do nanobiomaterial por mais tempo ao longo do ano em um mecanismo de liberação retardada.

A maior disponibilidade de NO3 reduz a necessidade de uso repetido de fertilizantes e economiza milhões de dólares aos agricultores, preserva a saúde do solo, limpa o ar e restaura o equilíbrio do ecossistema.

Esta abordagem pretende manter o N no solo por mais tempo e liberá-lo lentamente para as plantas ao longo do tempo através de mecanismos difusivos, à medida que o conteúdo de N é desmineralizado no solo circundante, em vez de ser emitido para a atmosfera como um poluente atmosférico NOx prejudicial. .

Estando ligado a um nanobiomaterial mineral insolúvel em água, também é provável que reduza o escoamento excessivo de azoto para os cursos de água e minimize a poluição aquática.

• Reduza a acidez do solo.

• Redução de odores em pilhas de compostagem e solo

• Corretor de solo, condicionador de solo

• Agente antipatogênico contra bactérias Gram-negativas (E. coli) e Gram-positivas (S. aureus), os fungos Aspergillus niger e Penicillium oxalicum (~150 - 250 μg/mL ou 0,15 a 0,25g por litro)

• Contém um elemento essencial para a maioria dos sistemas biológicos, que se torna disponível para as populações microbianas no solo e nas águas subterrâneas durante a recuperação do metal, como um benefício adicional.

ECO-R3

NANOARQUITETURA : Folhas/Flocos atomicamente finos (espessura < 1 nm)

SUPERFÍCIE ESPECÍFICA :  495500 cm²/g

COR : Nanopó preto/castanho-negro

ABSORÇÃO MÉDIA DE NOx : aproximadamente 46,4 mg NOx por grama de nanobiomaterial

DOSE MÉDIA EM REVESTIMENTOS* (por exemplo, em paredes de edifícios, quintas interiores, silos de sementes, free stalls e paredes de armazenamento de estrume): dependendo dos níveis de emissão

DOSE MÉDIA NA ÁGUA DE IRRIGAÇÃO DO SOLO (para ~ 19,8 kg N ha-1 ano-1 )*: 0,00044% em peso (ou seja, 0,11 g por 25L) - por ano

BENEFÍCIOS : 

Ajuda a aumentar o crescimento e desenvolvimento das plantas, melhora a tolerância das plantas ao estresse e o fornecimento de nutrientes

• METAIS PESADOS : Remoção de serragem, remoção de cobre com pH baixo, actinídeos

• ÓLEOS E PRODUTOS QUÍMICOS NOCIVOS :Acelera a eliminação de óleo na emulsão água-óleo, varredura de asfaltenos, desintoxicação de solventes orgânicos clorados.

• PESTICIDAS E RESÍDUOS FARMACÊUTICOS : Desintoxicação de pesticidas organoclorados e bifenilos policlorados (PCBs) e remoção de antibióticos como piperacilina (PIP), tazobactam (TAZ), sulfametoxazol (SUL), tetraciclina (TET), trimetoprima (TRI), ampicilina (AMP) e eritromicina (ERY) em meio aquoso.