Compostos nitrogenados reativos e ozônio na atmosfera de uma região produtora de álcool combustível na região central do Estado de São Paulo

Abstract

Os compostos nitrogenados reativos e o ozônio desempenham funções importantes na atmosfera, atuando na mobilização de nutrientes, na cadeia oxidativa e neutralização atmosférica. Neste trabalho foram avaliados os comportamentos dos principais compostos de nitrogênio (NH3, NO e NO2) e O3 presentes na atmosfera da região central do Estado de São Paulo. Nessa região, a produção de combustível a partir da cana-de-açúcar é a principal fonte antrópica de gases e partículas para a atmosfera. Enquanto o biocombustível apresenta balanço zero para o ciclo biogeoquímico do carbono (em termos de produção de CO2), o mesmo não acontece com o elemento nitrogênio. Neste caso há aumento da disponibilidade de nitrogênio reativo no ambiente, pois a sua mobilização ocorre pelo uso do biocombustível e principalmente nas etapas de sua produção. O processo se inicia com o plantio da cana-de-açúcar e a aplicação de nitrogênio no solo como fertilizante. O nitrogênio é então emitido para a atmosfera principalmente na forma de NOx e NH3. Esses gases também são emitidos durante a colheita, entre abril e outubro (estação seca), quando a palha da cana-de-açúcar é queimada. A análise dos resultados mostrou claramente uma variabilidade sazonal para NO, NO2 e O3, cujas concentrações na estação seca praticamente dobraram em relação à estação chuvosa (novembro a março). O aumento da concentração de NOx na estação seca foi relacionado à acidez atmosférica e à intensificação da produção de O3 observadas neste período. Já as concentrações médias de NH3 não apresentaram variação significativa comparando as estações seca e chuvosa. Contudo, os resultados indicaram duas fontes diferentes de NH3 para a atmosfera ao longo do ano: 1) queima de biomassa durante a estação seca e, 2) o uso de fertilizantes durante a estação chuvosa...

Reactive nitrogen compounds and ozone play a critical role in the atmosphere, influencing nutrient mobilization, oxidative chain and atmospheric neutralization. During this study, the behaviour of major reactive nitrogen compounds (NH3, NO and NO2) and O3 were evaluated in the atmosphere of the central region of São Paulo State. In this region, the production of fuel from sugar cane is the main anthropogenic emission source of gases and particulate matter to the atmosphere. While biofuels can offer clear environmental advantages in relation to the biogeochemical carbon cycle, this is not true for nitrogen. There is a net gain of active nitrogen to the environment because it is mobilized during biofuel use and especially during of the stages of biofuel production. The process starts at sugar cane plantation where nitrogen is applied to soil as a fertilizer. The nitrogen is then released into the atmosphere principally as NH3 and NOx (NO+NO2). Substantial emissions are released during the harvest, between May and October (dry season), when the crop is burned. The results clearly showed a seasonal trend of NO, NO2 and O3, with dry season mean concentrations almost doubling relative to the rainny season (November to March). The increase of NOx concentration during the dry season was associated with an observed increase in atmospheric acidity and O3 production. NH3, however, showed no significant variation in mean concentration seasonally. Nevertheless, the results indicated two very different NH3 sources into the atmosphere during the year; 1) biomass burning during the dry season and, 2) fertilizer application during the rainny season. The diurnal behaviour of NOx and O3 also showed a positive correlation with sugar cane production activities in the region. Maximum NOx concentrations were recorded during the night in the dry season, when sugar cane is burned. Consequently high O3 concentrations...(Complete abstract click electronic access below)