LA POLLUTION ATMOSPHÉRIQUE D'ORIGINE AGRICOLE

La fertilisation à l'azote (N) est essentielle à la croissance et au développement des plantes, car elle contrôle les processus vitaux de la respiration et de la photosynthèse. Sa rareté dans les sols peut toutefois créer un problème commun majeur qui affecte le rendement et la qualité des cultures. La fertilisation azotée est non seulement essentielle à l'activité de la nitrate réductase pour l'assimilation de l'azote, mais elle peut également améliorer l'absorption du phosphore (P) par les cultures. En particulier dans les sols déficients en P et en présence d'une concentration élevée de CO2. 

Cependant, la plupart des plantes sont intolérantes aux engrais synthétiques et aux niveaux élevés d'azote. La pollution par l'azote permet aux espèces tolérantes à l'azote de prospérer et de supplanter les plantes sauvages et les champignons plus sensibles. Cela réduit la diversité de la faune et de la flore et nuit à la santé des plantes. En outre, l'utilisation excessive d'engrais synthétiques acidifie le sol, ce qui nuit à sa santé et réduit sa productivité.

I. L'ÉLEVAGE

Les ruminants sont de mauvais convertisseurs d'azote, car seulement 5 à 30 % de l'azote ingéré est absorbé par l'animal et les 70 à 95 % restants sont excrétés par les fèces et l'urine. Par conséquent, les charges d'azote dans les excréments des animaux dépassent souvent les besoins des plantes et sont vulnérables aux pertes par émissions gazeuses et par lixiviation.

 La pollution atmosphérique dans ce secteur de l'agriculture provient de la volatilisation de l'azote en ammoniac (NH3) et en oxyde nitreux (N2O) à partir du fumier. Le recyclage de l'azote par le fumier a eu un impact considérable sur l'environnement, étant donné la forte augmentation de la production de fumier depuis l'ère préindustrielle ( ~ 120 Tg N an-1 ). Les émissions d'azote réactif d'origine agricole, principalement de l'ammoniac (NH3), représentent la plus grande partie des émissions d'azote réactif dans l'atmosphère. Les émissions d'azote réactif provenant du fumier et des engrais synthétiques contribuent de manière significative à la dégradation de la qualité de l'air : les émissions de NOx entraînent une production importante d'ozone et les émissions d'ammoniac ont un impact sur les PM10 et PM2,5 atmosphériques. Les émissions agricoles d'ammoniac constituent la principale catégorie de sources de PM2,5 sur une grande partie du globe. Les dépôts d'azote provenant des applications de fumier et d'engrais synthétiques exercent un effet de levier important sur le cycle du carbone atmosphérique par leur impact sur la croissance des plantes.

Des études ont révélé que l'efficacité de l'utilisation de l'azote par les vaches en lactation varie entre 8,96 et 27,82 % en Colombie, ce qui, selon le nombre d'animaux par unité de surface, peut générer des émissions substantielles allant jusqu'à 374 kg de N ha-1 an-1 à partir du fumier.

II. SOLS AGRICOLES ET STOCKAGE DES GRAINS

Alors que l'agriculture est une source importante de NOx , les stratégies de réduction des émissions diffuses devront intégrer des remèdes de gestion des sols fondamentalement différents des sources de combustibles fossiles.

Dans l'État de Californie, par exemple, on a constaté que les terres cultivées fertilisées représentent 20 à 32 % des émissions totales de NOx-N de tous les secteurs de l'État, alors que les sols naturels en représentent 5 à 9 %. Les points chauds spatiaux pour les émissions élevées de NOx du sol sont identifiés dans les régions du sud de l'État, où un point chaud pour les émissions est identifié dans les zones où le climat est relativement chaud et aride. Avec la tendance croissante à la hausse des températures dans le monde, cette augmentation des émissions de NOx liée au climat devrait toucher des régions aussi septentrionales que les pays nordiques, où les températures atteignent des niveaux sans précédent en été.

On estime que les sols agricoles fertilisés sont responsables d'environ 30 % des sources mondiales de NOx. Contrairement à l'efflux élevé des sols agricoles fertilisés (~ 19,8 kg de N ha-1 an-1), les émissions de NOx des écosystèmes naturels sont beaucoup plus faibles (~ 1,0 kg de N ha-1 an-1). Dans les cas où les engrais minéraux sont exclusivement mis en œuvre, par exemple en appliquant différentes formes d'engrais (par exemple, des engrais à libération lente) ou en diminuant les applications d'azote et en utilisant l'agriculture de précision pour cibler les stades de développement, ces approches indiquent une diminution des pertes d'engrais azotés des sols cultivés. Dans les scénarios où des amendements organiques ont été appliqués, en séparant le calendrier d'application de l'azote minéral et des engrais organiques, on a observé une réduction des émissions de NOx. 

Cette observation met en évidence le rôle critique des apports d'azote dans les engrais, dans l'augmentation du taux d'émission de NOx par les microbes du sol et indique un besoin urgent de stratégies de remédiation plus intelligentes et plus efficaces. Le même engrais utilisé pour accélérer la croissance des cultures sera à son tour à l'origine du déclin des cultures et de la réduction de la biodiversité, car l'augmentation des NOx entraîne une augmentation des pluies acides, à une époque où les modifications des régimes climatiques entraînent une raréfaction des précipitations. Si les cultures disposent de moins d'eau, celle-ci ne doit pas, à tout le moins, être contaminée ou nocive pour les humains et les systèmes écologiques dans leur ensemble. En particulier, les émissions de NOx sont plus importantes lorsque la teneur en eau du sol est inférieure à la capacité du champ et celles de N2O dans les scénarios où la teneur en eau du sol est supérieure à la capacité du champ, par exemple lors d'inondations causées par de fortes pluies soudaines. 

De la rareté des pluies à leur excès soudain, tous ces aspects accélèrent les émissions de NOx dans un climat de plus en plus erratique, ce qui a des conséquences sur les humains et les systèmes écologiques. 

CONSÉQUENCES SANITAIRES, ÉCOLOGIQUES ET ÉCONOMIQUES

L'interaction du NO2 et d'autres oxydes d'azote (NOx) avec l'eau, l'oxygène et d'autres produits chimiques dans l'atmosphère peut former des pluies acides qui nuisent aux écosystèmes sensibles tels que les lacs et les forêts. Des niveaux élevés de NO2 peuvent également nuire à la végétation, en réduisant sa croissance et en diminuant le rendement des cultures.

La vitesse à laquelle les gaz nocifs (NOx et N2O) et l'azote inerte (N2) sont émis par les sols dépend fortement de la disponibilité de l'azote, de l'humidité du sol et de la température. Les pertes d'engrais azotés sont coûteuses pour les agriculteurs et entraînent des coûts économiques estimés dans des pays comme les États-Unis à environ 210 milliards de dollars par an en dommages sanitaires et environnementaux. La réduction des émissions de NOx offre donc une situation gagnant-gagnant pour les agriculteurs, la santé environnementale et l'économie. 

Les gaz NOx ont été associés aux maladies des voies respiratoires supérieures, à l'asthme, au cancer, aux malformations congénitales, aux maladies cardiovasculaires et au syndrome de mort subite du nourrisson. Le NO2 est peu soluble dans l'eau et, en cas d'inhalation, il se diffuse dans les poumons et s'hydrolyse lentement en acide nitreux et en acide nitrique, ce qui provoque ensuite des maladies et des lésions pulmonaires et, en cas d'exposition chronique, peut s'avérer fatal. Le NO2 a également des effets négatifs sur la capacité de reproduction et, dans certains cas graves, provoque le cancer.

En ce qui concerne la vie aquatique, l'azote réactif est soluble et peut facilement s'infiltrer dans les cours d'eau par le biais des eaux de ruissellement, où il favorise la croissance des plantes, entraînant parfois la prolifération d'algues qui réduisent la lumière et les niveaux d'oxygène dans l'eau. Cela modifie les communautés végétales et tue les poissons, créant ainsi des "zones mortes" marines. Cela a des conséquences désastreuses sur la biodiversité et les moyens de subsistance locaux.

De toute évidence, la pollution atmosphérique, la santé et le climat doivent être pris en compte conjointement dans l'évaluation de l'impact des pratiques agricoles et des combustibles de combustion sur les émissions d'oxydes d'azote réactifs. 

Des études ont estimé que le bénéfice de la réduction des émissions d'ammoniac par la diminution des décès prématurés est potentiellement de 14 837 millions d'euros. En revanche, les coûts annuels des options contemporaines de réduction des émissions d'ammoniac (alimentation à faible teneur en azote, stockage couvert du fumier, application d'engrais à base d'urée et logement des animaux à faibles émissions) ont été estimés à environ 4,307 milliards d'euros. 

Grâce à des stratégies intelligentes et durablement rentables, il est possible de limiter les émissions de gaz azotés tout en obtenant une eau propre, un air non pollué et des produits agricoles plus sains. En ce qui concerne le secteur des combustibles fossiles, un captage plus efficace des oxydes d'azote provenant de ces sources est équitablement nécessaire.

Étant donné que les avantages économiques de l'amélioration de la qualité de l'air et de l'eau dépassent largement les coûts des mesures de réduction des émissions, il y a de bonnes raisons de donner la priorité à la réduction des émissions d'azote provenant de l'agriculture, de la circulation, des ménages et de l'industrie.

NOTRE REMÈDE

Nous proposons l'utilisation de bio-nanomatériaux non toxiques, respectueux de l'environnement et à haute surface, qui peuvent être utilisés en quantités infimes pour directement

• absorbent de grandes quantités de ces polluants de l'atmosphère, en particulier au niveau des sources à forte concentration telles que les exploitations agricoles, afin de limiter la propagation et les NOx leurs niveaux bien en dessous des seuils nocifs.

• retenir l'azote plus longtemps dans le sol et augmenter sa biodisponibilité pour les plantes, réduisant ainsi l'utilisation répétitive et excessive d'engrais

• équilibrer le pH du sol pour réduire l'acidité et préserver la biodiversité sans créer de basculement dans l'équilibre chimique écologique

ECO - RN

SURFACE SPÉCIFIQUE : 35930 m²/kg

COULEUR : Nanopoudre blanche

ABSORPTION MOYENNE DES NOx : environ 9473 mg de NOx par gramme de nano-biomatériau

DOSAGE MOYEN DANS LES REVÊTEMENTS* (par exemple, sur les murs des bâtiments, les fermes intérieures, les silos à semences, les étables à stabulation libre et les murs de stockage du fumier) : ~ 2 g par m3 de fumier. Alternativement, en fonction des niveaux d'émission

1 mètre cube (m3) de fumier = 400 kg

DOSE MOYENNE DANS L'EAU D'IRRIGATION DU SOL (pour ~ 19,8 kg de N ha-1 an-1 ) * : 0,0004 % en poids (soit 0,1 g par 25L) - par an ou 1,09 kg par hectare, par an. (plus d'infos dans la section applications ci-dessous)

1 hectare est irrigué avec environ 250.000 L d'eau.

APPLICATIONS 

Nano-sorbant efficace pour NO2, NH3, propionaldéhyde, benzaldéhyde, diméthylamine, N-nitrosodiéthylamine et méthanol. Suppression de la fumée et retardateur de flamme.

Lors de la réaction avec NO2 , un mélange de nitrate (NO3 ), de NO et d'azote (N) est formé à la surface des nanobiomatériaux. Le NO3 est une espèce thermiquement stable qui se décompose généralement à des températures comprises entre 177 et 327 °C . 

Cependant, lorsque ces adsorbats sont liés à la surface du nanobiomatériau, les espèces de NO2 sont retenues sur la surface du nanobiomatériau jusqu'à environ 327 °C, et le NO3 a tendance à être stable à des températures allant jusqu'à 527 °C. Cela signifie que le nanobiomatériau peut être utilisé en tant qu'adsorbant. 

Cela signifie que le nanobiomatériau peut retenir les NOx et contribuer à minimiser les émissions du fumier.

Les nitrates (NO3) présents dans le sol constituent une source primaire d'azote, essentielle à la croissance des plantes. Essentiellement, les racines des plantes absorbent les nitrates pour une croissance saine. Elles ont besoin des nitrates pour produire des acides aminés qui sont ensuite utilisés pour former des protéines. Il régule le métabolisme azoté global et fournit de l'azote sans interruption pour la biosynthèse de la chlorophylle. La stabilité thermique des NOx absorbés est donc importante car : 

a) Les taux d'émission de NOx peuvent être freinés dans les climats chauds et les situations de sécheresse et .

b) En raison de la nature hautement soluble et biodégradable de l'espèce d'engrais NO3 liée à la surface du nanobiomatériau, où les particules agissent comme des systèmes de stockage de nitrate. L'engrais NO3 est donc retenu dans le sol par la surface du nanobiomatériau pendant de plus longues périodes tout au long de l'année dans un mécanisme de libération retardée. 

La disponibilité prolongée du NO3 réduit la nécessité d'un usage répétitif d'engrais et permet aux agriculteurs d'économiser des millions de dollars, de préserver la santé des sols, de purifier l'air et de rétablir l'équilibre de l'écosystème. 

Cette approche est destinée à maintenir l'azote dans le sol plus longtemps et à le libérer lentement pour les plantes au fil du temps via des mécanismes diffusifs, à mesure que la teneur en azote se déminéralise dans le sol environnant, plutôt que d'être émis dans l'atmosphère sous forme de polluant atmosphérique NOx nocif.

Le fait d'être lié à un nanobiomatériau minéral insoluble dans l'eau est également susceptible de réduire le ruissellement excessif de l'azote dans les cours d'eau et de minimiser la pollution aquatique.

• Réduit l'acidité du sol.

• Réduction des odeurs dans les tas de compost et les sols

• Amendement du sol, conditionneur de sol

• Agent anti-pathogène contre les bactéries Gram-négatives (E. coli) et Gram-positives (S. aureus), les champignons Aspergillus niger et Penicillium oxalicum ( ~ 150 - 250 μg/mL ou 0,15 à 0,25g par litre).

• Contient un élément essentiel à la plupart des systèmes biologiques, qui devient disponible pour les populations microbiennes du sol et des eaux souterraines pendant l'assainissement des métaux, ce qui constitue un avantage supplémentaire.

ECO - R3

NANOARCHITECTURE : Feuilles/flocons atomiquement minces ( < 1 nm )

SURFACE SPÉCIFIQUE : 49550 m²/kg

COULEUR : Nanopoudre noire/brun noirâtre

ABSORPTION MOYENNE DES NOx : environ 46,4 mg de NOx par gramme de nano-biomatériau

DOSAGE MOYEN DANS LES REVÊTEMENTS* (par exemple sur les murs des bâtiments, les fermes intérieures, les silos à semences, les étables à stabulation libre et les murs de stockage du fumier) : en fonction des niveaux d'émission.

DOSE MOYENNE DANS L'EAU D'IRRIGATION DU SOL (pour ~ 19,8 kg de N ha-1 an-1 )* : 0,00044 % en poids (c'est-à-dire 0,11 g par 25L) - par an

APPLICATIONS 

Aide à augmenter la croissance et le développement des plantes, améliore la tolérance des plantes au stress et l'apport en nutriments.

• MÉTAUX LOURDS : Élimination de l'arsenic, élimination du cuivre à faible pH, actinides 

• HUILES ET COMPOSÉS CHIMIQUES NOCIF : Accélère l'élimination de l'huile dans l'émulsion eau-huile, l'élimination des asphaltènes, la désintoxication des solvants organiques chlorés. 

• PESTICIDES & RÉSIDUS PHARMACEUTIQUES : Détoxification des pesticides organochlorés et des polychlorobiphényles (PCB) et élimination des antibiotiques tels que la pipéracilline (PIP), le tazobactam (TAZ), le sulfaméthoxazole (SUL), la tétracycline (TET), le triméthoprime (TRI), l'ampicilline (AMP) et l'érythromycine ( ERY) dans des milieux aqueux.