O gás pungente contribui para a poluição por partículas finas em suspensão no ar, o que põe em risco a saúde humana quando inalado e absorvido pela corrente sanguínea.
Um estudo recente liderado por cientistas do Jet Propulsion Laboratory da NASA no sul da Califórnia e pela organização sem fins lucrativos Aerospace Corporation mostra como mapas de alta resolução de plumas de amônia ao nível do solo podem ser gerados com sensores aerotransportados, destacando uma maneira de rastrear melhor o gás. Ingrediente químico-chave do material particulado fino — partículas minúsculas no ar conhecidas por serem prejudiciais quando inaladas — a amônia pode ser liberada por atividades agrícolas, como a criação de gado, e pela geração de energia geotérmica, bem como por processos geotérmicos naturais. Como não é monitorada de forma sistemática, muitas fontes do gás pungente passam despercebidas.
Publicado em Atmospheric Chemistry and Physics em outubro, o estudo focaliza uma série de voos de pesquisa de 2023 que cobriram o Imperial Valley a sudeste do Salton Sea no interior do sul da Califórnia, assim como o Eastern Coachella Valley a noroeste deste. Pesquisas anteriores baseadas em satélite identificaram o Imperial Valley como uma fonte prolífica de amônia gasosa. No estudo, os cientistas empregaram um sensor aerotransportado capaz de resolver plumas de amônia com detalhes suficientes para rastrear suas origens: o instrumento Mako da Aerospace Corporation é um espectrômetro de imagem que observa a luz infravermelha de onda longa emitida por áreas da superfície e da atmosfera da Terra com resolução de 6 pés (2 metros).
Usando o instrumento, que pode detectar a assinatura química da amônia pela luz infravermelha que ela absorve, os autores encontraram níveis elevados do gás próximos a várias fontes, incluindo campos agrícolas, currais de animais, usinas geotérmicas e respiradouros geotérmicos. Medições em partes do Imperial Valley foram de 2½ a oito vezes maiores do que na comunidade de Mecca, no Coachella Valley, que apresentou concentrações de amônia mais próximas dos níveis de fundo.
Embora não tóxica por si só em baixas concentrações, a amônia é um precursor do material particulado, também conhecido como aerossol ou poluição por partículas. Ela reage com outros gases formando partículas sólidas de sal de amônio pequenas o suficiente para penetrar na corrente sanguínea a partir dos pulmões. Partículas com menos de 2,5 micrômetros de diâmetro — também conhecidas como PM2.5 — estão associadas a taxas elevadas de asma, câncer de pulmão e doenças cardiovasculares, entre outros desfechos negativos para a saúde.
“Historicamente, mais atenção tem sido dada às fontes primárias de PM2.5, como as emissões de automóveis. Mas com reduções significativas nessas emissões e padrões de qualidade do ar cada vez mais rigorosos, há um interesse crescente em compreender fontes secundárias que formam partículas no ar a partir de gases precursores”, disse Sina Hasheminassab, autor principal do artigo e cientista pesquisador no JPL. “Como precursor importante do PM2.5, a amônia desempenha um papel fundamental, mas suas emissões são pouco caracterizadas e pouco monitoradas.”
Aumento da amônia
Estudos anteriores baseados em satélite mostraram níveis crescentes de amônia atmosférica, tanto globalmente quanto nos Estados Unidos continentais. Essa pesquisa revelou tendências amplas, mas com resolução espacial da ordem de dezenas de milhas, as medições eram suficientes apenas para identificar variação em áreas de centenas de milhas quadradas ou mais.
O comportamento químico da amônia também impõe um desafio particular ao monitoramento: uma vez emitida, ela permanece na atmosfera apenas por horas antes de reagir com outros compostos. Em contraste, o dióxido de carbono pode permanecer no ar por séculos.
Aviões e satélites podem fornecer uma visão geral das fontes e da distribuição geográfica das emissões em um determinado momento. Embora os satélites ofereçam cobertura mais ampla e recorrente, instrumentos aerotransportados, por estarem mais próximos da fonte, produzem dados de maior resolução e podem focar em locais específicos em horários designados.
Essas capacidades mostraram-se as mais adequadas para o estudo recente. Pesquisadores sobrevoaram com o Mako os vales Imperial e Eastern Coachella nas manhãs e tardes de 28 de março e 25 de setembro de 2023, e fizeram medições simultâneas no solo tanto com uma estação de monitoramento fixa em Mecca operada pelo South Coast Air Quality Management District (AQMD) quanto com um espectrômetro móvel desenvolvido na University of California, Riverside.
“O objetivo era demonstrar que essa técnica era capaz de fornecer dados com a precisão necessária para que cientistas de aerossóis e, potencialmente, até órgãos reguladores de qualidade do ar pudessem usá-los para melhorar a qualidade do ar nessas regiões”, disse David Tratt, cientista sênior na Aerospace Corporation e coautor do artigo. “Terminamos com mapas que identificam múltiplas fontes de amônia, e conseguimos rastrear as plumas a partir de suas origens e observá-las se unindo em nuvens maiores.”
Plumas distintas
Durante os voos, a equipe coletou dados sobre a costa sudeste do Salton Sea, que faz divisa com os condados de Riverside e Imperial. Ali, o Mako revelou pequenas plumas provenientes de fumarolas geotérmicas que liberam água e vapor superaquecidos que reagem com compostos contendo nitrogênio no solo, liberando amônia.
Mais ao sudeste, os resultados mostraram várias usinas geotérmicas emitindo amônia, principalmente de suas torres de resfriamento, como parte de suas operações normais.
Ainda mais ao sudeste, os pesquisadores identificaram emissões de amônia, um subproduto dos dejetos animais, provenientes de fazendas de gado no Imperial Valley. Durante o voo de 28 de março, uma pluma proveniente da maior instalação na área de estudo mediu até 1,7 milhas (2,8 quilômetros) de largura e estendeu-se até 4,8 milhas (7,7 quilômetros) a favor do vento a partir da fonte.
‘Um quebra‑cabeça muito grande’
Como parte do estudo, a estação de monitoramento de Mecca do AQMD registrou variações sazonais nas concentrações de amônia. Dadas as poucas fontes na área, os pesquisadores supõem que os ventos durante certos meses tendem a soprar o gás do Imperial Valley para o Coachella Valley.
O estudo ressalta os benefícios de informações espaciais detalhadas sobre as emissões de amônia, e em parte informou a decisão da agência, em julho, de expandir sua rede de monitoramento de amônia e estender a vida útil da estação de Mecca.
Como precursor do PM2.5, a amônia é “uma peça de um quebra‑cabeça muito grande” que, para os residentes do Coachella Valley, inclui emissões de veículos, poeira do deserto e atividades agrícolas, disse Payam Pakbin, gerente da Advanced Monitoring Technologies Unit no AQMD e coautor do artigo.
“Essas comunidades querem saber as contribuições dessas fontes para a qualidade do ar que estão experimentando”, acrescentou ele. “Achados como estes ajudam nossa agência a priorizar melhor quais fontes exigem mais atenção e, em última instância, a orientar nosso foco naquelas que têm maior prioridade para alcançar reduções de emissões nessa comunidade.”
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2025-129
