Também temos o que ensinar!

O texto escrito por Jeffrey D. Sachs, economista e diretor do Earth Institute da Columbia University publicado na Scientific American Brasil (Junho, Ano 6, no. 73) intitulado ‘A Revolução Verde Africana’ atraiu minha atenção nos seguintes aspectos: de acordo com as informações contidas no texto, a produtividade alimentícia no continente africano é de aproximadamente 1 tonelada métrica de grão por hectare de terra cultiva, o que corresponde a um terço da produtividade alcançada por outros continentes. Este insucesso creditado às mudanças climáticas e a depleção dos nutrientes do solo já atingiu proporções críticas nessas regiões. Assim, estes fatores aumetam a vulnerabilidade da África à insegurança alimentar, haja visto que os preços ascendentes de alimentos no mundo impuseram uma carga paralisante ao continente, na qualidade de importadora de alimentos. Ainda no início do texto, o autor cita que para o continente africano “já está na hora de uma benção agrícola como a que impulsionou as perpectivas da Ásia” e foi está frase que me fez indagar: por que a Ásia e não o Brasil? Indubitavelemente, concordo com o autor que postula o uso de sementes de alta produtividade, fertilizantes e manejo adequado da irrigação como sendo primordiais para aceleração da produtividade agrícola, entretando, isso é “chover no molhado”. Ao invés de incitar a aquisição de insumos, que embora importante só interessa às grandes multinacionais, mais interessante seria explorar as experiências vencedoras da Revolução Verde em outros países.

É salutar lembrarmos que nas décadas de 60 e 70, o Brasil iniciou tal processo e hoje acumula experiência de sobra para superar qualquer modelo asiático financiado por agências americanas. Desenvolvemos tecnologias próprias, tanto em instituições privadas quanto em agências governamentais, como a Embrapa e as universidades. Em menos de 30 anos, o Brasil saiu de uma agricultura familiar e se firmou como um dos maiores produtores agrícolas do mundo. Exemplo mais claro é a tecnologia da fixação biologica do nitrogênio (processo pelo qual o N2 fixado da atmosfera por bactérias diazotróficas, Rhizóbios, em simbiose com as raíses de plantas é convertido em compostos nitrogenados, amônio ou nitrato, usados em diversos processos químico-biológicos do solo, especialmente importantes para a nutrição de plantas) que foi o motor propulsor que levou nosso país a ser o principal produtor de soja do mundo. Tal tecnologia também é utilizada na cultura da cana-de-açucar, pivô de ciúmes internacionais devido ao grande potencial para obter a partir dela o ethanol (combustivel limpo que atua duplamente e de forma positiva na luta contra o aquecimento global - sequetro e redução da emissão de CO2 principal gás causador do efeito estufa). Além do mais, se considerarmos a relativa “similaridade pedológica” entre Brasil e África, a experiência brasileira no que tange ao uso eficiente de fertilizantes, manejo de solos, plantio direto (somos o segundo no mundo em área plantada), uso de sementes adaptadas e de alta produtividade, uso adequado da água, dentre outros fatores associados à carência tecnológica do continente africano, temos informações e conhecimentos adquiridos (também com os erros porquê não!) suficientes para serem partilhados.

Então por que uma quantidade limitada de textos, opiniões, artigos, etc. internacionais citam o Brasil como exemplo de sucesso a ser seguido. Essa talvez seja uma das perguntas que deviriamos nos fazer! Em conversa informal entre a equipe Geófagos, nós temos a convicção de que as informações obtidas ao serem publicadas em periódicos nacionais (Revista Brasileira de Ciência do Solo, a principal do país na área das Ciências Agrárias) é um dos principais entraves à divulgação científica, uma vez que poucos países falam a lingua portuguesa. Entretanto, numa iniciativa bem pensada, de uns anos para cá a Revista Brasileira de Ciência do Solo passou a aceitar artigos científicos escritos na lingua inglesa o que aumentarrá em muito a inserção internacional dos produtos obtidos aqui. Contudo, devemos ser mais ágeis nesse sentido porque corremos o risco de não sermos lembrados uma vez que não estamos sendo vistos.

Utilização de resíduos industriais e urbanos na agricultura - Uma introdução

Recentemente muito tem-se ouvido falar na tal da “crise mundial de alimentos”. Mas até que ponto essa crise é realmente sem solução? Meu colega Ítalo iniciou em seu último post uma análise do tema. Ele abordou, principalmente, o fato dos nutrientes absorvidos pelas culturas em determinados locais onde são produzidos serem exportados para outros, onde são comercializados. A idéia central do post era que essa necessidade implicaria no retorno aos locais de produção dos resíduos urbanos da área de consumo dos produtos.

A realidade é que a grande demanda por fertilizantes junto com a tão falada alta do petróleo têm elevado de maneira assustadora os preços dos alimentos. Portanto, a necessidade de renovação dos meios produtivos é indubtável. Tem-se então uma situação onde a busca de novos insumos associada à necessidade da ciclagem efetiva dos nutrientes exportados se faz necessária. Sendo assim, a utilização de resíduos industriais e urbanos como fonte de nutrientes pode ser uma saída efetiva não só para contribuir para a redução dos altos custos de produção, mas também são interessantes soluções para problemas ambientais.

Cada vez mais é preciso conduzir estudos visando o reaproveitamento salutar desses resíduos. Muito já tem sido desenvolvido. O uso de escórias de aciaria e siderurgia, de pós de marmoraria, resíduos urbanos de lixo e também de estações de tratamento de esgoto, dentre muitos outros na agricultura são exemplos dessa nova concepção. O input desses compostos em solos muitas vezes são fontes multielementares e também apresentam capacidade de atuar não só como fertilizantes, mas também como condicionadores de solo, atuando de maneira semelhante ao calcário e, algumas vezes, ao gesso.

É claro que quando se fala em utilização agrícola de resíduos de atividades antrópicas necessariamente se fala também na necessidade de controle dos impactos ambientais negativos por esse ato proporcionados. Nesse sentido é necessário estabelecer legislações adequadas para regular tal uso. Além disso, a elaboração de técnicas que permitam determinar sítios com menor possibilidade de sofrer tais impactos também se faz necessária.

Os impactos negativos de tais técnicas vão desde a possibilidade de inserção de organismos patogênicos até a contaminação do solo e das coleções de água dos sítios de disposição.

É óbvio que técnicas adequadas de tratamento dos resíduos orgânicos como, por exemplo, a compostagem, reduzem significativamente a possibilidade de ocorrência de contaminação biológica da área. Além disso, existem técnicas auxiliares como a adição de calcário aos compostos gerados que também minimizam esse risco.

Já a possibilidade de contaminação por substâncias químicas é menor em compostos provenientes de estações de tratamento de esgoto exclusivamente urbanas. Ela também é reduzida quando uma coleta seletiva eficiente é realizada nos resíduos sólidos urbanos (lixo urbano). A definição e o mapeamento de áreas de maior risco de contaminação, que por sua vez é função de características do solo, clima, geologia e geomorfologia do sítio também apresenta-se como importante fator a ser considerado. Outro fator importante, principalmente quando se leva em consideração o solo, é a definição não só da possibilidade de contaminação e consequente lixiviação imediata das substâncias químicas presentes nesse compartimento ambiental. Alguns contaminantes apresentam características de acumulação em solos e sedimentos, o que os torna, como já dito em posts anteriores, como bombas relógio. Portanto, a melhor forma de avaliação de risco de contaminação de outros compartimentos ambientais, após o solo se contaminar, é avaliando a carga crítica do mesmo.

Sendo assim, a solução dos problemas realizados ao altos custos dos insumos agrícolas na produção dos alimentos pode estar associado ao uso de resíduos na agricultura. Além disso, se realizado de forma adequada, essa adição de tais substâncias como insumos agrícolas pode ser solução para uma série de problemas ambientais. Porém, o que é solução também pode virar um grande problema se conduzido de maneira errônea, provocando a contaminação de outros compartimentos ambientais. Riscos à vida, portanto, podem existir caso tratemos do assunto de maneira equivocada. Acredito poder-se dizer que a principal questão quando se trata de contaminação química do solo e de outros compartimentos a ele associados é temporal. Ou seja, precisamos observar o comportamento de tais substâncias associadas ao solo a longo prazo e não com o imediatismo hoje observado.

A condução de estudos para utilização de tais compostos é de vital importância tanto para a saúde do planeta, quanto para a saúde alimentar da população. Pensemos no assunto.

Entendendo a contaminação de solos como uma bomba relógio

Quando os solos recebem cargas de contaminantes, seus diversos componentes atuam no sentido de diminuir a mobilidade dessas substâncias. Isso caracteriza as barreiras geoquímicas de GLAZOVSKAYA (1990). Porém, os contaminantes outrora acumulados, se incorporados continuamente, atingirão a carga crítica do solo em questão. Essa carga crítica pode ser definida como sendo a quantidade máxima de um certo contaminante que um ecossistema pode suportar sem graves danos às suas funções ecológicas (NILLSSON & GREENFELT, 1988).
A liberação dos contaminantes nos solos e sedimentos pode ocorrer quando: (1) teores de contaminantes superam a carga crítica do solo ou (2) a carga crítica do solo é reduzida devido a mudanças nas condições ambientais, modificando a capacidade de retenção de compostos ou elementos químicos individuais. Possíveis fatores de modificação são mudanças climáticas, acidificação, erosão, mudanças no uso da terra, entre outras (SMIDT, 1991). Uma vez liberados, os químicos podem atingir os suprimentos de água superficiais e subterrâneas ou serem absorvidos pelos vegetais via solução do solo. Pode-se antever então a possiblidade de entrada dessas substâncias na cadeia alimentar causando risco a toda biota.
Geralmente as mudanças ambientais causadoras da liberação dos químicos são lentas, e os fatos acima descritos, então, caracterizam as chamadas liberações retardadas ou, normalmente denominadas, Bombas Químicas de Tempo (BATJES & BRIDGES, 1993).
Bombas Químicas de Tempo foram definidas por STIGLIANI (1991) sendo “o conceito que se refere a uma cadeia de eventos, resultando na ocorrência de efeitos danosos retardados e repentinos devido à mobilização de compostos ou elementos químicos estocados em solos e sedimentos em resposta a lentas alterações no ambiente”.
SMIDT (1991) define as Bombas Químicas de Tempo como sendo agentes xenobióticos acumulando-se no meio ambiente sem causar dano ao mesmo, até certo momento a partir do qual surgem, de forma inesperada, danos apreciáveis e, muitas vezes, irreversíveis. É um dano crônico, por requerer um intervalo apreciável de tempo entre a exposição e o dano, e agudo uma vez que o dano ocorre inesperadamente e intensamente.
Esses conceitos permitem o entendimento do acúmulo de algumas substâncias químicas danosas ao ambiente em solos e sedimentos como uma bomba relógio. Logicamente o termo Bombas Químicas de Tempo é utilizado apenas como uma metáfora, representando uma analogia entre as Bombas Químicas de Tempo e as bombas relógios convencionais (KLIJN, 1991).
Esta comparação se torna possível, uma vez que em ambas situações se tem um estoque de explosivos e um agente detonador. Sem um dos dois a explosão não seria possível, portanto não existiria a bomba. O estoque de explosivos é representado pelo acúmulo de compostos ou elementos químicos nos solos e sedimentos, enquanto que o detonador é representado pelas lentas alterações no ambiente (KLIJN, 1991).
Outra semelhança às bombas relógios convencionais é descrita por KLIJN (1991). A semelhança consiste na presença de um alvo de contaminação. Esse alvo pode ser entendido como o compartimento afetado pela liberação do poluente. Dessa forma, podemos entender como possíveis alvos das Bombas Químicas de Tempo, as águas subterrâneas (freáticas ou artesianas), águas superficiais ou mesmo a biota (vegetais, animais e microrganismos).
Um exemplo clássico que consegue correlacionar satisfatoriamente a ação de uma substância química acumulada durante um certo período de tempo com os efeitos intensos provocados pela sua liberação é descrito por STIGLIANI (1988 ) em sua publicação denominada “Changes in valued capacities of soils and sediments as indicators of non-linear and time-delayed environmental effects” acerca dos efeitos provocados pela intensa liberação de SO2 na bacia do Big Moose Lake, no Estado de Nova York, Estados Unidos. O pH do lago permaneceu constante entre 1760 até 1950. A partir de então o pH do lago caiu cerca de uma unidade logarítimica em um intervalo de 30 anos. Esse fato ocorreu cerca de 70 anos após o início e 30 anos após o pico das emissões. A lenta mudança ambiental, nesse caso, é a queda gradual da capacidade tampão dos solos da bacia hidrográfica pela acidificação e como conseqüência a redução da capacidade tampão das águas do lago. A redução da capacidade tampão dos solos provavelmente foi causada pelo acúmulo da substância em questão em níveis superiores à carga crítica dos solos e sedimentos, ou o que é mais provável, a redução da carga crítica desses compartimentos ambientais devido à acidificação. Essa redução acarretou em mortandade de peixes no lago, exemplificando assim todas as fases das Bombas Químicas de Tempo.
Nesse exemplo o acúmulo de SO2 e outros elementos ou compostos poluentes caracteriza os explosivos. As lentas alterações ambientais provocando a redução no poder tampão dos solos e sedimentos e consequentemente a liberação de elementos ou compostos graças à acidificação representa o detonador. Já a redução do pH das águas do lago com o aporte dos poluentes e a conseqüente mortandade de peixes são os efeitos que caracterizam que os alvos foram atingidos.
A carga crítica dos solos depende principalmente de fatores (características) do próprio solo como, por exemplo, teores de matéria orgânica, óxidos de ferro, alumínio e manganês, pH, textura e capacidade de troca catiônica. Dessa forma, é possível mapear a carga crítica dos solos utilizando-se de índices calculados de acordo com a importância de cada variável no fenômeno de retenção de poluentes em solos. Esse é o princípio da obtenção de mapas de vulnerabilidade de solos à contaminação por compostos químicos. Áreas mais vulneráveis são aquelas onde a carga crítica é menor enquanto áreas menos vulneráveis são aquelas onde a carga crítica é maior.
Todo o cenário mostrado caracteriza a importância de estudos referentes às Bombas Químicas de Tempo. Esses estudos devem se concentrar na previsão de efeitos danosos devido ao acúmulo de químicos nos ambientes e a adoção de medidas mitigadoras dos efeitos potencialmente danosos aos meios físico, antrópico e biótico. Dessa forma, é necessária a obtenção de ferramentas que permitem antever e prevenir esses efeitos. Posteriormente essas ferramentas devem ser adotadas permitindo um manejo, uso e ocupação dos ambientes mais racionais e assim constituírem um importante passo para a obtenção de um desenvolvimento ecologicamente sustentável.

Problemas ambientais atuais e desenvolvimento sustentável

 A pressão exercida pelo homem sobre os ecossistemas tem aumentado desde a segunda revolução industrial refletindo na necessidade de desenvolvimento de novas técnicas de conservação, prevenção e mitigação ambientais. Essas técnicas visam reduzir os níveis de degradação ambiental recentemente observados como a contaminação das coleções d’água e dos solos, a poluição atmosférica e a substituição indiscriminada da cobertura vegetal nativa, com a conseqüente redução dos hábitats silvestres, entre outras formas de agressão ao meio ambiente (Silva, 2002).
A mudança da postura do homem com relação à natureza teve início a partir da década de 60. Marco importante no desenvolvimento das ciências ambientais foi o lançamento do livro “Primavera Silenciosa” da britânica Rachel Carson que mostrava os efeitos negativos do uso indiscriminado de insumos agrícolas. Desde então a preocupação de promover a mudança de comportamento no relacionamento entre o homem e a natureza começa a ser observado. O principal objetivo passa a ser o alcance do equilíbrio entre os interesses econômicos e conservacionistas levando à melhorias na qualidade de vida da população, dando origem aos processos que, em conjunto, futuramente seriam denominados de desenvolvimento sustentável. Tal desenvolvimento pode ser entendido como um modelo que visa atender as necessidades do presente sem comprometer a possibilidade de gerações futuras atenderem suas próprias necessidades.
O desenvolvimento sustentável, além do desenvolvimento social e equilíbrio ecológico, deve ainda ser acrescidos de um enfoque especial no desenvolvimento econômico como uma das principais vertentes. Nesse sentido, acrescido de um espírito de responsabilidade comum, os modelos produtivos são levados a sentidos harmoniosos, o que os torna não mais destrutivos, mas sim construtivos, como ferramenta de manutenção da qualidade de vida das gerações atuais e futuras. Dessa forma, pode-se perceber que o modelo de desenvolvimento atualmente proposto não condena o desenvolvimento econômico, muito pelo contrário, atribui a ele um importante papel social e ambiental.
O modelo de desenvolvimento atualmente proposto entende que, além da imposição legal como meio de alcance de melhorias ambientais, existem ainda os aspectos éticos, ecológicos e econômicos a ele relacionado. Pode-se entender os aspectos éticos como uma medida do grau de responsabilidade do agente impactante. Já os aspectos ecológicos permitem a escolha de melhores alternativas para minimizar as influências negativas das diversas atividades humanas. Os aspectos econômicos envolvem tanto as vantagens competitivas de uma política ambiental responsável, como a obtenção de certificados ambientais ou mesmo os menores custos das ações preventivas em relação às ações corretivas. Nesse ponto, as técnicas preventivas, como os estudos de vulnerabilidade ambiental vêm ganhando força como ferramentas que permitem planejamentos ambientais mais adequados, eficientes e baratos.
O modelo de desenvolvimento industrial (pode-se incluir nesse ítem o desenvolvimento agroindustrial) implantado após a revolução industrial no século XIX promoveu não só o aumento da extração dos recursos naturais, como também tem emitido cada vez mais produtos de alta sofisticação, cuja composição dificulta sua degradação natural. Muitos destes ao reagirem com substâncias ácidas ou fogo, liberam compostos tóxicos que podem até mesmo ser letais para os seres vivos, além de causarem uma lenta e contínua destruição do ambiente (Pereira Neto, 1996). Pode-se concluir, portanto, que a evolução da população e a forte industrialização aumentaram significativametne a geração de resíduos das mais diversas naturezas, biodegradáveis, não biodegradáveis, recalcitrantes ou xenobióticos, que determinaram um processo contínuo de deterioração ambiental com sérias implicações na qualidade de vida do homem (Bidone e Povinelli, 1999). Nesse ponto é necessário argumentar que, acompanhado de ferramentas de gestão ambiental eficientes, tal desenvolvimento industrial pode ser perfeitamente encarado como um fato positivo e não apenas como agente de degradação ambiental.
Por tudo exposto acima as questões que envolvem o tratamento e a disposição final de resíduos e outros poluentes têm se tornado cada vez mais importantes para o homem moderno. A necessidade de consciliação do desenvolvimento com a sustentabilidade ambiental tem feito com que as diversas questões referentes a esses assuntos sejam exploradas e desenvolvidas continuamente.
Ferramentas preventivas como estudos de vulnerabilidade e risco de contaminação dos diversos compartimentos ambientais (solo, água, ar) também tem sido frequentemente utilizadas como forma de antever e evitar a ocorrência de problemas ambientais. O contato íntimo dos resíduos, ou qualquer outra forma de contato de poluentes provenientes das mais diversas atividades humanas, com os solos e as conseqüências da ocorrência não planejada desses fatos tornam essa questão de vital importância para o desenvolvimento sustentável local e regional.
É importante ressaltar que técnicas para prevenção ou mitigação de impactos ambientais existem. Algumas vezes elas não são economicamente viáveis. Outras, é a falta de vontade por parte do agente impactante que não permite a implantação das mesmas. É importante que os agentes públicos, privados e até mesmo os consumidores façam sua parte. Diversos são os mecanismos que permitem saber se uma empresa é ambientalmente responsável. O principal deles é a certificação ambiental, sendo a mundialmente conhecida série ISO 14000 a mais comumente encontrada. Assim sendo, cabe também a nós observarmos a procedência dos produtos consumidos, dando preferência àqueles que, em sua produção, incorporem um padrão de qualidade ambiental. Só dessa forma podemos esperar que os resultados do meio produtivo se aproximem do desenvolvimento sustentável inicialmente e conceitualmente proposto. Fato esse ainda longe de ocorrer nos dias de hoje.

Ciência Ambiental por completo

Caros leitores,

Tantas vezes vejo nos notíciários, em conversa com profissionais da área e até mesmo em comunicados científicos um profundo desconhecimento sobre a verdadeira ciência ambiental. Quando se pensa em ambiente logo associamos a ele o verde de uma floresta ou os tons azulados da água. Isso é um reflexo puro e simples das conotações colocadas pelos grandes veículos de comunicação sobre o ambiente como meio físico ou biótico. Quando se inicia os estudos de disciplinas que se enquandram especificamente no campo das “ambientais” logo se vê que os pilares básicos para qualquer pesquisa na área são os três meios: físico, biótico e para surpresa de muitos o sócio-econômico ou antrópico, chamem-no como quiserem. Em suma isso significa que uma ação ambiental efetiva deve sempre envolver os três meios. Ou seja, não existe preservação, conservação ou planejamento ambiental, bem como quaisquer outros trabalhos correlatos sem que haja um envolvimento desses meios. Na minha opinião, inclusive, a esses três meios deveriam ser dadas importâncias iguais em trabalhos ambientais. Mas isso é uma discussão futura. Hoje o que temos visto é uma atribuição exacerbada de questões relacionadas aos meios físico e biótico. Mas pensemos bem se esse tipo de abordagem funciona. Imaginemos temas relacionados à qualidade da água em centros urbanos. É possível resolver os problemas de saneamento básico, de esgotamento sanitário e consequentemente da despoluição dos corpos d´água sem que problemas de moradia sejam solucionados? É óbvio que não. Enquanto existirem déficits habitacionais, moradores em favelas, vilas ou palafitas sem a mínima estrutura, problemas realacionados a despejos de esgotos e resíduos sólidos continuarão existindo. O mesmo raciocínio se aplica, por exemplo, aos carvoeiros do interior do Brasil ou àqueles vendedores da fauna silvestre na beira das estradas brasileiras. A escolha que essas pessoas têm que fazer é simples e negligenciada pelas autoridades. Muitas vezes, para obter o alimento da família, essas pessoas são obrigadas a ”esquecer” da legislação ambiental e instintivamente optarem pela vida. Assim, se as ciências ambientais não forem consideradas por completo, inclusive com considerações acerca dos problemas sociais, trabalhos nessa área estarão fadados ao fracasso.    

Intemperismo químico de rochas e salinização de solos do semi-árido

Em certo trecho no último post comentei sobre a inadequação do uso de águas subterrâneas na irrigação em solos do semi-árido desenvolvidos sobre rochas que chamei de cristalinas. Este assunto, parece-me, merece um pouco mais de explicação. As rochas do mundo dividem-se em três grandes grupos: rochas ígneas, rochas sedimentares e rochas metamórficas. As rochas ígneas são aquelas que se originam do resfriamento do magma, quer no interior de câmaras magmáticas, quer no ambiente externo, como exemplos de rochas ígneas pode-se citar os granitos e os basaltos. Rochas sedimentares são aquelas originadas a partir da litificação (”petrificação”) de sedimentos. Os sedimentos podem originar-se da intemperização de outras rochas, da precipitação de compostos, como o carbonato de cálcio, ou de restos de organismos vivos. Os exemplos são o arenito, o calcário e os diatomitos. As rochas metamórficas, por sua vez, formam-se em ambientes de elevadas pressão e temperatura. As metamórficas podem ter origem tanto em rochas ígneas quanto em sedimentares: o gnaisse pode vir tanto de um granito quanto de um argilito. O que eu chamei de rochas cristalinas, muito comuns no semi-árido nordestino, são basicamente rochas ígneas e metamórficas dos grupos do granito e do gnaisse. Estes materiais são compostos predominantemente dos minerais quartzo, micas (biotita e muscovita) e vários feldspatos. Assim como já foi diversas vezes discutido aqui, a ação dos agentes intempéricos (água, vento, temperatura, organismos vivos…) causa a decomposição da rocha, o intemperismo. O intemperismo físico é resumidamente a quebra da rocha em pedaços menores. O intemperismo químico abrange tanto a perda de elementos químicos como a formação de minerais novos, chamados minerais secundários, em contraste com os minerais primários que compunham as rochas. Em regiões úmidas, a água, principal agente intemperizador químico, dissolve e carrega os elementos químicos em profundidade e superficialmente. É por isso que solos de regiões quentes e úmidas são nutricionalmente pobres. Em regiões semi-áridas, os solos costumam ser mais férteis porque o intemperismo tanto de rochas quanto de solos é muito menos intenso. Por esta mesma razão, as águas subterrâneas das áreas sobre material geológico cristalino têm teores de sais (medidos em termos de condutividade elétrica) mais alto. Além de o intemperismo ser incipiente, a alta evaporação muitas vezes faz com que haja ascensão de água subsuperficial por um processo chamado capilaridade. Esta água é rica em sais e, quando evapora, deixa o excesso de sal na superfície dos solos. Quando se irrigam as culturas com água de alta salinidade, é também a evaporação seguida de precipitação dos sais nos solos que causam a salinização. Além dos efeitos deletérios para as espécies vegetais, o excesso de sais pode comprometer também a estrutura dos solos, por causar dispersão de argilas e colóides orgânicos, destruindo os agregados, diminuindo a porosidade, aumentando a densidade do solo e agravando o problema já grave da erosão ao diminuir a infiltração de água nos solos. Assim, tanto a pobreza nutricional de solos de regiões tropicais úmidas, a profundidade do saprolito nestas áreas, quanto a riqueza nutricional de alguns solos do semi-árido e sua predisposição à salinização, dependem da intensidade da ação do intemperismo. 

Mudanças climáticas e segurança nacional. I: O caso do semi-árido

Um assunto de certa urgência vem preocupando as cabeças pensantes no mundo: a humanidade, por meio dos governos nacionais, terão capacidade de lidar com catástrofes naturais resultantes das mudanças climáticas globais? Pensando em âmbito mais local, terá o Brasil algum tipo de planejamento para superar ou minimizar os efeitos destas ainda parcialmente hipotéticas catástrofes? A forma mais lógica de se avaliar o preparo brasileiro é considerar-se o que tem sido feito neste país para se enfrentar crises geradas por fenômenos naturais catastróficos. Para deixar bem claro o quão despreparado o Brasil se encontra frente a estes problemas, claro que o primeiro exemplo a ser citado é o dos episódios recorrentes e bastante previsíveis de seca na área semi-árida da região Nordeste brasileira. Ora, uma série de previsões sugerem que nos trópicos poderá haver uma extensa semi-aridificação advinda das mudanças climáticas. O Brasil tem no Nordeste um por assim dizer laboratório tanto para prever as condições futuras de partes de seu território quanto uma oportunidade desperdiçada de aplicar medidas de grande alcance para reverter os efeitos desta eventual semi-aridificação. Entretanto, age-se no Brasil, em relação às secas, como os usuários contumazes de maconha, que têm a memória de curto prazo e o raciocínio crítico severamente comprometidos. Os episódios de seca são vistos como eventos absolutamente novos e cuja previsão fora impraticável. As consequências desastrosas repetem-se a cada ciclo, comprometendo o desenvolvimento da região e dando a impressão aos habitantes que não há como se precaver nem conviver harmoniosamente com a seca. Se houver seriedade e entendimento entre vontade política, educação da população e aplicação eficaz de tecnologias existentes, há como conviver harmoniosamente com o deserto, como bem mostra Israel. Para mim parece claro que há técnicas e tecnologias já desenvolvidas que permitiriam a conviência razoavelmente tranquila com a estiagem longa. Mas não só isso. As coisas devem deixar de ser feitas com amadorismo, como se não houvesse história, como se toda pesquisa fosse a primeira, como se as instituições, principalmente governamentais, ocupadas com a região tivessem que começar a pensar nas soluções a partir do zero: há necessidade absoluta de continuidade e apartidarismo. É necessário mapear-se com o máximo de detalhes possível as áreas em que se prestam técnicas de coleta e manutenção de água, como barragens subterrâneas, que permitam a existência de uma pequena agricultura viável. Há que se informar que as áreas que se prestam a perímetros irrigados são mínimas e devem se localizar principalmente em áreas sobre material geológico sedimentar, mais poroso e cujas águas ofereceriam um menor risco de salinização e assim mesmo, fazer-se uma grande campanha, talvez usando até a lei, para que se usem técnicas de irrigação de alta eficiência e que minimizem as perdas, como o gotejamento. É necessário uma dose grande de realismo quanto a existência de áreas que simplesmente não se prestam à agricultura, nem mesmo a pequena e familiar, devido entre outras coisas ao alto coeficiente de variação da média pluviométrica, à pequena profundidade dos solos, localizadas quase sempre sobre material geológico cristalino, como granitos e gnaisses, cujas águas subterrâneas apresentam grande potencial de salinização se usadas para irrigação, inda mais quando associadas a solos pouco profundos. E, para mim talvez o mais importante, mudar o perfil da região, ganhar dinheiro produzindo ciência, transformar boa parte do semi-árido em um novo Vale do Silício, deixar para trás as histórias dramáticas de safras perdidas e animais mortos de sede. Tudo isso pode ser feito a partir da conscientização que a seca é para sempre, a região não se tornará úmida.  A se continuar no ritmo que se encontra, as coisas tendem a piorar: a extinção gradual e irresponsável da caatinga só tenderá a agravar a situação de calamidade.

Qual a verdadeira qualidade da água que bebemos?

Já faz algum tempo, mais especificamente desde os tempos de graduação em Engenharia Ambiental que faço alguns questionamentos sobre a verdadeira qualidade da água que bebemos. Analisemos alguns aspectos muitas vezes negligenciados no dia a dia. Imaginem uma grande bacia hidrográfica. Ao longo dessa bacia diversos municípios captam água para ser consumida pelas suas populações. Segundo números publicados no site www.tratamentodeagua.com.br cerca de 75% dos municípios brasileiros apresentavam rede coletora de esgotos em 2006. Desses municípios, uma minoria apresenta estações de tratamento de esgotos em pleno funcionamento. Além disso, os métodos convencionais de tratamento de esgotos e de água não apresentam técnicas de retirada de compostos químicos de difícil degradação, como metais pesados, agrotóxicos ou mesmo medicamentos ingeridos e posteriormente excretados pela população.  Especialistas atribuem à retirada dos sólidos em suspensão, tanto no tratamento de esgoto quanto no tratamento de água, a retirada paralela desses compostos que estariam adsorvidos à fração sólida presente na água ou no esgoto a serem tratados.  Mas até que ponto essa afirmação é verdadeira? Até acredito que seja, porém, qual a eficiência de retirada desses compostos via tal método? Essas são perguntas ainda sem respostas, até porque no controle de qualidade da água técnicas de identificação de tais compostos não são rotineiramente utilizadas. Uma vez que as cidades estão presentes ao longo da bacia hidrográfica podemos chegar à conclusão de que as últimas literalmente estarão consumindo “ESGOTOS TRATADOS” das primeiras. Considerando então que,  como já dito anteriormente, apenas métodos de tratamentos convencionais de água e esgoto estão presentes em nossa realidade ficamos com alguns questionamentos: onde vão parar todas os compostos de difícil degradação? Será que eles são realmente eliminados adsorvidos à fração sólida retirada durante o tratamento? Afinal, qual a verdadeira qualidade da água que bebemos?

Materialismo cristão e o fim do mundo

Em minha opinião, há poucas pessoas tão materialistas como o devoto cristão, presidente dos Estados Unidos da América do Norte, o Sr. George Walker Bush. Ontem saiu um editorial na Nature criticando veementemente a desastrosa atuação do administrador da EPA, a agência de proteção ambiental americana, o toxicologista Stephen Johnson, que vem agindo de forma claramente harmoniosa com o que pensa o Bush, desrespeitando as leis, a ciência e a integridade ambiental do país. Um mais ingênuo poderia perguntar ”Mas como, ele não é o protetor do ambiente?” Não, como deixa bem claro o editorialista da Nature “The Bush administration has always shown more zeal in protecting business interests than the environment”, ou em português claro, a administração Bush tem sempre zelado mais pela proteção dos interesses comerciais do que pelo meio ambiente. E digo mais, provavelmente sem um mínimo resquício de remorso. Por quê? Entre outras coisas, porque eles têm a bênção divina para quaisquer de suas ações. Não pode haver nada mais hipocritamente materialista que isso. Entre outras coisas, o Johnson vetou tentativas de vários estados americanos de limitarem a emissão de gases de efeito estufa em seus territórios, principalmente de automóveis, utilizando em suas justificativas dados, por exemplo, da associação de fabicantes de automóveis. Que imparcialidade! Mas a hipocrisia não é privilégio de Bush et allii. Nosso país se vangloria abundantemente das conquistas da agricultura altamente tecnificada nos chapadões do Planalto Central e outros com um mínimo de comentários sobre o inclemente extermínio do cerrado, aliás, já não ouvi eu mesmo da boca de um pesquisador da Embrapa que a implantação da agricultura e derrubada do cerrado era uma melhoria no ambiente, já que os solos deixavam de ser inférteis?. Reclama-se dos rigores da seca no Nordeste, mas poucos se dão conta que a caatinga está rapidamente sumindo, que a própria capacidade natural de regeneração deste ecossistema em alguns lugares já está mais do que gravemente comprometida. Em todo o mundo se comenta da futura falta de água mas pouquíssimos, veramente pouquíssimos fazem algo para reverter esta previsão quase certa. Já fui ridicularizado muitas vezes por sugerir a conhecidos que desligassem o chuveiro enquanto se ensaboavam, que urinassem um certo número de vezes antes de ativar a descarga. E continuamos a ser muito bons cristãos. Preparemo-nos então para enfrentar o fim do mundo próximo.    

Meandros da transposição

Ao contrário da blogosfera anglófona, os blogueiros de ciência brasileira parecem não se interessar muito pelos polêmicos assuntos locais. Até agora, não li nem um post sobre a importante questão da transposição das águas do rio São Francisco, que tanta atenção tem recebido da mídia, embora com raras intervenções de técnicos imparciais. Infelizmente, o fato que mais tem chamado a atenção é a teimosa greve de fome de um bispo católico que se opõe ao projeto, utilizando sua posição como líder religioso para influenciar nas decisões de um estado laico, o que por si só é um absurdo digno de extremistas de direita norte-americanos. Apesar destas palavras duras, também estou, a priori, contra a tal transposição. Considero-me um cientista e como tal, tiro minhas conclusões a cerca da realidade e dos fatos a partir de evidências científicas, quer alcançadas por mim, quer por pesquisadores capacitados em outras áreas do conhecimento. No caso da transposição, como não sou um especialista no assunto, minhas conclusões são em grande parte baseadas no trabalho do pesquisador da Fundação Joaquim Nabuco, João Suassuna, especialista em recursos hídricos do Nordeste e que vem pensando a questão da transposição há um bom tempo. Suassuna faz questionamentos de muita relevância, entre outras coisas, chama a atenção para o absurdo de trechos do canal a céu aberto em um clima semi-árido onde as perdas de água por evaporação podem estar próximos dos 2000 milímetros, apesar da pluviosidade flutuar em torno de 700mm; questiona a origem da energia para elevação da água em vários trechos; e chama a atenção para o fato de uma decisão que deveria ser eminentemente técnica estar tomando um rumo muito mais político. Esta é uma discussão séria, da qual se deveriam deixar afastados diferenças ideológicas, discursos demagógicos e miopia ambiental.

Plantas, dióxido de carbono e água doce

Comentei recentemente sobre o uso da água na agricultura e o que se tem feito para melhorar a eficiência no uso da água das espécies agrícolas. Aliás, estou devendo um post sobre as práticas agronômicas utilizadas para aumentar a eficiência com que as plantas cultivadas utilizam o recurso água. Mas isto fica mais para frente. Como já foi dito no supracitado post, o caminho por onde as plantas transpiram na forma de vapor a água água absorvida é o mesmo por onde ela absorve o CO2 (dióxido de carbono) necessário para que se realize a fotossíntese (produção de material vegetal utilizando como fonte de energia a luz do sol): os estômatos, microscópicas aberturas localizadas na superfície das folhas. A eficiência no uso da água é a quantidade de material vegetal produzida dividido pelo volume de água utilizado pelas plantas. Idealmente, deseja-se que os vegetais produzam o máximo de material utilizando um mínimo de água. Não é interessante, no entanto, aumentar demais a efeiciência no uso da água porque corre-se o risco de não se produzir suficiente comida no mundo: as plantas de deserto, como as cactáceas, são eficientíssimas ao usar a água mas a quantidade de material vegetal produzido é pequeno. Um dos fatores que influenciam a absorção de água pelas plantas é a concentração de CO2 ao redor das folhas: em geral, quanto maior esta concentração, menor é a abertura dos estômatos e menor a quantidade de água transpirada. Como a absorção da água do solo pelas plantas depende também de quanta água é perdida por transpiração, se se transpira menos, absorve-se menos água, que permanece em maior volume no solo. No post referido, citei que as principais formas de se perder água do solo são a infiltração profunda (percolação), o escoamento superficial, a evaporação e a transpiração das plantas (estas duas últimas somadas constituem a evapotranspiração). Depois que a água infiltra no solo, se não for evapotranspirada, ela percolará e alcançará corpos de água superficiais, principalmente rios. É exatamente isto o que prenuncia um trabalho publicado na Nature de amanhã. O artigo Projected increase in continental runoff due to plant responses to increasing carbon dioxide relata as previsões feitas a partir de modelos climáticos por uma equipe de pesquisadores ingleses encabeçada por Richard A. Betts utilizando um cenário em que os níveis de CO2 (principal gás causador do efeito estufa) são dobrados em relação aos níveis pré-industriais. Os resultados demonstraram que haveria um aumento médio de 6% no volume de água que alcançaria os corpos d’água superficiais (continental runoff), sugerindo que a futura escassez de água doce decorrente das mudanças climáticas globais talvez não sejam tão dramáticas quanto as previsões atuais sugerem, embora o risco de secas permaneça alto. Trabalho de grande relevância para qualquer um preocupado com o manejo e conservação de água, para uso agrícola ou não.

Adubando o oceano com ferro

Semana passada foi publicado na revista Nature o trabalho “Effect of natural iron fertilization on carbon sequestration in the Southern Ocean” por uma equipe de pesquisadores franceses encabeçada por Stéphane Blain. O trabalho relata o efeito de uma fertilização (”adubação”) natural de uma parte do Oceano Índico entre a Austrália e a África do Sul sobre o crescimento de um conjunto de organismos autotróficos (que produzem o próprio alimento por meio de fotossíntese) oceânicas conhecido como fitoplâncton. Há já algum tempo se sabe que o fitoplâncton é responsável pela maior produção primária do planeta, ou seja, a maior parte da fotossíntese realizada na Terra é feita por estas algas microscópicas. A fotossíntese é o processo pelo qual os organismos autotróficos (incluindo aí as plantas) convertem substâncias inorgânicas como água e gás carbônico (CO2) em substâncias orgânicas (principalmente açúcares) utilizando como fonte de energia a luz do sol. É por causa da fotossíntese que nós animais conseguimos comer e existir e é também devido a ela o fato de se ter tanto cuidado hoje com o desmatamento. A destruição de organismos que fotossintetizam impedem que eles capturem o CO2, principal responsável pelo efeito estufa, e ainda por cima libera mais CO2 para a atmosfera. Como o fitoplâncton é o maior responsável pela fotossíntese no planeta, qualquer alteração neste pode ter efeito sobre o clima terrestre. O trabalho publicado na Nature mostra um grande aumento na quantidade de fitoplâncton devido à disponibilização do ferro naquela área. O ferro, como uma série de outros elementos químicos, é considerado um nutriente essencial às plantas e outros organismos autotróficos e sua ausência ou pequena disponibilidade limitam o crescimento vegetal. Desde que o pesquisador J. H. Martin implicou a disponibilidade de ferro nos oceanos com o decréscimo de temperatura na última glaciação (no artigo “Glacial-interglacial CO2 change: The iron hypothesis” publicado na Paleoceanography 5, 1–13 (1990)) muitos têm teorizado que uma mega-adubação dos oceanos com ferro poderia reverter o efeito estufa ao aumentar a fotossíntese fitoplanctônica (sinteticamente, causar-se-ia uma eutroficação planetária). Da mesma forma que o excesso de CO2 na atmosfera esquenta o clima, a falta deste pelo seqëstro na fotossíntese faria o clima esfriar. O trabalho de S. Blaine e colaboradores vem demonstrar que a fertilização natural do oceano com ferro e outros macronutrientes pode afetar significativamente o teor de gás carbônico na atmosfera e embora não aconselhem a fertilização artificial como remédio para o efeito estufa, fazem-nos meditar o assunto.

Sustentabilidade da agricultura no semi-árido brasileiro III

Ao se abordar agroecossistemas (os campos de cultivo considerados como unidades ecológicas) sustentáveis em climas semi-áridos não se pode ignorar a questão fundamental de como harmonizar o conceito de semi-aridez, que pressupõe variabilidade climática, com o conceito de sustentabilidade, que pressupõe estabilidade de produção. Geralmente se considera que um agroecossistema, independente de sua localização, deve possuir três qualidades: produtividade, estabilidade e sustentabilidade.
Produtividade não se resume ao potencial produtivo de plantas ou animais mas é conseqüência da interação dos componentes agrícolas, ambientais e sociais do agroecossistema. A estabilidade seria a confiabilidade do sistema (propriedade) em produzir em quantidades suficientes para a manutenção dos agricultores. Sustentabilidade por sua vez seria a manutenção de um determinado nível de produtividade quando o sistema é submetido a uma força desestabilizadora, e esse nível de produtividade deve ser mantido por um longo prazo. Assim, parece que o conceito de sustentabilidade não exclui a variabilidade (a força desestabilizadora) mas requer a habilidade do agroecossistema em manter um certo nível mínimo de produção ainda que “estressado”. Apesar de as três qualidades acima descritas serem altamente desejáveis em um sistema agrícola, podem eventualmente entrar em conflito.
Ao se considerar impactos ambientais negativos advindos de práticas agrícolas em ambientes semi-áridos é importante, além de medir e registrar a extensão da degradação ambiental, desenvolver-se e modificar-se sistemas de produção para que eles se adeqüem, mantenham e restaurem os recursos naturais do ambiente a ser trabalhado quer com agricultura quer com pecuária ou outras modalidades de exploração agrícola de forma imaginativa e inovadora alicerçando-se na pesquisa científica. É necessário avaliar quão adequadas são alternativas tecnológicas desenvolvidas em climas temperados (ainda que em condições de semi-aridez) às condições muito diferentes e adversas de climas semi-áridos tropicais.
Geralmente os pesquisadores concordam que para chegar a ser sustentável um sistema de produção agrícola introduzido em uma região deve tentar imitar da forma mais eficiente possível características do ecossistema original tais como produção de biomassa, ciclos biogeoquímicos, padrões de uso de água e nutrientes. Quando essas características ou outras do sistema de produção agrícola se distanciam muito do que acontecia no ecossistema original, surgem os problemas de insustentabilidade e deterioração ambiental.
O requisito básico e indispensável para a agricultura sustentável em áreas de caatinga parece ser o abandono definitivo de práticas de desmatamento e queimadas extensivas, passando a fixar a agricultura, isto é, explorar uma mesma área de solo por períodos prolongados, após a geração e adoção de tecnologias que o permitam.

Uma equipe de pesquisadores da Embrapa Caprinos capitaneada por J. A. Araújo Filho oferece uma proposta de manejo da caatinga que pode servir tanto para a manutenção da sustentabilidade da produção agrícola quanto ao melhoramento da produção pecuária. A caatinga arbórea nativa de valor forrageiro sofreria um rebaixamento de seu dossel (copa) para permitir o melhor aproveitamento pelos rebanhos. Um segundo passo seria o raleamento da vegetação arbóreo-arbustiva, com a retirada das espécies sem valor forrageiro, medicinal ou ambiental, o que permitiria, pela diminuição do sombreamento, uma maior contribuição do estrato herbáceo na produção de fitomassa com valor forrageiro. O enriquecimento da caatinga com espécies introduzidas, notadamente as com alto teor de proteínas e bem adaptadas às condições edafo-climáticas da região seria a terceira etapa deste sistema de manejo.

Por que os solos empobrecem (quimicamente falando)

É comum ouvir-se falar em solos férteis e solos não férteis ou quimicamente pobres quando se considera a adequabilidade de terras para agricultura. Em posts em que discuti a formação dos solos, tem-se a impressão de que os nutrientes necessários ao crescimento dos vegetais está presente nos solos desde o início, a partir do intemperismo químico das rochas. Realmente, deve haver uma boa disponibilidade de nutrientes nos solos, afinal de contas, como se sustentam as florestas e outras formas de vegetação natural? Este problema já foi parcialmente abordado no post Solo pobre, vegetação exuberante, em que falo sobre a ciclagem de nutrientes em ambientes naturais mediada pela matéria orgânica do solo. O empobrecimento químico do solo, ou seja, a perda de elementos minerais nutrientes em geral ocorre de duas formas: o empobrecimento natural pelo intemperismo químico dos solos em regiões tropicais úmidas, ou em solos agrícolas em que boa parte da biomassa produzida pelas plantas é retirada do agroecossistema. Imaginem o empobrecimento que ocorre em solos agrícolas em regiões tropicais como o Brasil. A forma mais rápida de se repor os nutrientes no solo é pela adubação, quer seja com adubos minerais, que disponibilizam os nutrientes mais rapidamente mas cujo uso continuado e excessivo pode trazer conseqüências negativas à química e à física do solo, quer com adubos orgânicos, cuja disponibilização de nutrientes é mais lenta e gradual mas tem a vantagem de aumentar o teor de matéria orgânica do solo. Porém as coisas não são tão simples. O uso de adubos minerais tem causado aumentos consideráveis de matéria orgânica nos solos, auxiliando seqüestro de carbono nos solos, principalmente os adubos nitrogenados, e o uso excessivo de adubos orgânicos, como esterco de porco por exemplo, tem causado problemas de eutroficação em corpos d’água por excesso de fósforo. A natureza não é tão simples e maniqueísta quanto fazem crer neoobscurantistas travestidos em ambientalistas.

Solos e ciclos biogeoquímicos

Tenho recebido uma série de pedidos para abordar o controle exercido pelos solos sobre a ciclagem biogeoquímica dos elementos. O assunto é amplo, mas começarei a abordá-lo neste tópico. O papel do solo na ciclagem do carbono foi várias vezes citado aqui no Geófagos. A possibilidade de sustentar a vida vegetal, grande dreno do CO2 atmosférico, e a estabilização da matéria orgânica do solo são aspectos óbvios da influência do solo sobre a ciclagem deste elemento. No post anterior, a origem dos solos no Devoniano foi abordada. Alguns pesquisadores acreditam que uma gigantesca onda de extinções que ocorreram naquele período pode estar ligada ao aumento do intemperismo químico que deu origem aos solos. Quando os minerais das rochas originais são quimicamente decompostos, uma parte dos elementos químicos continua no sistema ao formarem novos minerais, uma outra parte no entanto é solubilizada e pode tanto ser retida pelos minerais de argila ou pela matéria orgânica do solo, ou pode ser levado pela água que infiltra o solo. Esta água lentamente atinge as águas subterrâneas (lençol freático) e outros corpos d’água (rios, lagoas) e finalmente o mar. Obviamente, esta água não é pura, ela leva em solução uma quantidade expressiva de elementos químicos, e a origem destes é predominantemente o intemperismo químico dos minerais. Alguns componentes dos minerais são mais facilmente carregados (cálcio, potássio, sódio, magnésio, por exemplo). Estes elementos servem como nutrientes para as plantas e outros organismos fotossintetizantes, como as algas. Antes da origem dos solos, as quantidades destes elementos que chegavam ao mar eram muito menores, porque não havia o intemperismo químico causado pelas plantas terrestres com a produção de ácidos orgânicos e ácido carbônico pelas raízes. Após a colonização dos continentes pelas mesmas, uma grande quantidade de elementos nutrientes chegou às águas oceânicas, causando uma inédita onda de crescimento de organismos marinhos. Quando estes organismos morriam, a decomposição de suas partes por outros microrganismos, um processo que utiliza oxigênio, causou escassez deste elemento nos oceanos, levando à morte um número imenso de organismos por asfixia. Este processo de enriquecimento de águas com elementos químicos nutrientes é o que se chama eutroficação ou eutrofização. O problema não é apenas o crescimento excessivo de algas e plantas aquáticas, mas o escasseamento do oxigênio quando o material morto começa a ser decomposto. Mas o surgimento dos solos obviamente não causaram só mortes. Há um grupo de algas unicelulares chamadas diatomáceas que provavelmente só surgiram por causa da existência dos solos. O elemento mais presente na composição dos minerais, tanto de solos quanto de rochas, é o silício. Apesar de boa parte do silício se manter no solo após a intemperização dos minerais das rochas, uma parte também é levada pelas águas. As diatomáceas têm ao redor de sua única célula, uma parede celular de silício, chamada frústula, que a protege e auxilia no seu processo de fotossíntese. Sem o silício, elas morrem. Antes do surgimento dos solos, os teores de silício nas águas eram muito menores do que hoje, e as diatomáceas não teriam condições de sobreviver. Elas só surgiram na face de Terra (ou melhor, do mar) após a intensificação do transporte de silício para o mar a partir dos solos que se formavam. (Continua)