Por John Sawyer, Department of Agronomy
Um artigo recente no jornal The Des Moines Register causou considerável controvérsia em relação ao nitrogênio em riachos e rios de Iowa. O artigo (Níveis altos de amônia ameaçam a água de D.M., 6 de abril de 2008) apresentou informações sobre os níveis de “amônia” em certos sistemas de águas superficiais de Iowa durante o recente período de inverno.
As implicações foram que a aplicação de esterco e fertilizantes na terra de cultivo, e a subseqüente nevada e escorrimento, resultaram em níveis mais altos que o normal de “amônia” nas águas superficiais. No artigo houve uma comparação dos níveis relatados com uma leitura de amônia de 0,10 partes por milhão considerada prejudicial à vida aquática. Infelizmente, as concentrações medidas nas águas superficiais (e como relatado no artigo) não são de amônia-N. Ao invés disso, são amônia-N mais amônia-N. Portanto, uma comparação dos valores reportados com uma concentração de amônia tóxica à vida aquática é imprecisa.
Amoníaco não é ionizado, e tem a fórmula NH3. A amônia é ionizada, e tem a fórmula NH4+. O principal fator que determina a proporção de amônia ou amônio na água é o pH da água. A atividade do amoníaco também é influenciada pela temperatura e força iônica. Isto é importante uma vez que o NH3 unido é a forma que pode ser tóxica para os organismos aquáticos. O NH4 ionizado é basicamente inofensivo aos organismos aquáticos.
A equação química que conduz a relação entre amônia e amônia é:
NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH-
Quando o pH é baixo, a reação é conduzida para a direita, e quando o pH é alto, a reação é conduzida para a esquerda. Em geral, a uma temperatura em torno da temperatura ambiente, a um pH inferior a 6,0, a proporção de amônio-N mais amônia-N como NH3 é muito baixa e como NH4+ é muito alta. A um pH em torno de 8,0, a proporção como NH3 é 10% ou menos, e a um pH ligeiramente acima de 9,0, a proporção é de cerca de 50%. A actividade do amoníaco aquoso também é muito mais baixa a baixas temperaturas e mais alta a temperaturas quentes. Isto significa que a baixas temperaturas e baixo pH a actividade como NH3 é ainda mais baixa, e como NH4+ é ainda mais alta. Portanto, organismos aquáticos sensíveis podem tolerar um total mais alto de “amônia-N mais amônia-N” a baixas temperaturas do que a altas temperaturas devido a muito menos NH3 aquoso estar presente na água.
O método de laboratório usado para análise de água mede amônia-N mais amônia-N. É muito difícil determinar directamente a actividade da amónia aquosa, pelo que em vez disso é usado o substituto de amónio-N mais amónia-N, e depois são usados valores apresentados de amónio-N mais amónia-N para determinar se uma concentração medida irá fornecer amónia a um nível que é prejudicial aos organismos aquáticos, para condições agudas e crónicas. Estes valores apresentados são um substituto uma vez que a concentração medida é um total de amônia-N mais amônia-N, e as concentrações nas tabelas para níveis crônicos ou agudos são definidos para refletir de volta às concentrações prováveis de amônia-N para pH e temperatura específica da água.
Os critérios agudos e crônicos para “amônia” foram estabelecidos para riachos de Iowa designados para usos de vida aquática (Capítulo 61, Código Administrativo de Iowa; tabelas 3a, 3b e 3c). É preciso usar cuidadosamente as tabelas, pois as concentrações listadas são para amônia-N mais amônia-N, não amônia-N (o cabeçalho das tabelas diz “amônia”). Como esperado, os critérios crônicos (amônia-N mais amônia-N) são mais altos para pH baixo e água de baixa temperatura (ex. pH 6,5 a 0 graus C é 6,67 mg N/l, fases iniciais de vida presentes) e mais baixos para pH alto e água de alta temperatura (ex. pH 8,0 e 26 graus C é 1,16 mg N/l). Da mesma forma, os critérios agudos são mais altos para água com pH baixo (ex. a um pH de 6,5, o critério para classe B (WW1-3) e B(LW) é 48,8 mg N/l) e mais baixos para água com pH alto (ex. a um pH de 8,0 é 8,4 mg N/l).
Os níveis de monitorização ambiental no início de Fevereiro de 2008 da base de dados do Departamento de Recursos Naturais do Iowa Storet para os rios identificados no artigo The Des Moines Register variavam entre 0.13 e 1.00 mg N/l (amónio-N mais amónia-N). No pH e temperatura da água durante esse tempo (7,6 a 8,1 pH e 0 a 1,0 graus C), os valores monitorados estão bem abaixo dos critérios agudos e crônicos para essas condições (critérios agudos 17,0 a 6,95 mg N/l e crônicos 3,98 a 2,10 mg/l). O amônio N medido mais amônia N tende a ser variável durante os meses de inverno, mas a variação e os níveis este ano não são maiores que a história recente.
O nitrogênio aquoso é complexo, assim como o efeito sobre a vida aquática. Para avaliação dos dados de monitoramento da qualidade da água, é importante saber o que está sendo medido e ser cuidadoso e não comparar maçãs e laranjas.