Les émissions agricoles présentent des risques pour la santé et le climat

La pollution agricole vient de la prairie, mais son impact économique sur l’homme est un problème pour les villes.

Une étude menée par des scientifiques de l’environnement de la George R. Brown School of Engineering de l’Université Rice chiffre le nombre d’espèces d’azote réactif produites dans les terres cultivées américaines.

L’étude menée par Daniel Cohan, professeur agrégé de génie civil et environnemental, et l’étudiante diplômée Lina Luo quantifie les émissions d’oxydes d’azote, d’ammoniac et de protoxyde d’azote des sols fertilisés sur trois ans (2011, 2012 et 2017) et compare leurs impacts par région. sur la qualité de l’air, la santé et le climat.

Bien que les impacts saisonniers et régionaux diffèrent selon les types d’émissions, l’étude a révélé que les dommages annuels totaux de l’ammoniac étaient beaucoup plus importants – à 72 milliards de dollars – que ceux des oxydes d’azote (12 milliards de dollars) et de l’oxyde nitreux (13 milliards de dollars).

Les dommages de la pollution atmosphérique sont mesurés par l’augmentation de la mortalité et de la morbidité et la valeur de la vie statistique, tandis que les dommages monétisés du changement climatique comprennent les menaces pour les cultures, les biens, les services écosystémiques et la santé humaine.

Sur cette base, les chercheurs ont découvert que l’impact sur la santé de la pollution de l’air par l’ammoniac et les oxydes d’azote, qui réagissent pour former des particules et de l’ozone, l’emportait largement sur l’impact climatique de l’oxyde nitreux dans toutes les régions et années.

Les coûts sociaux les plus élevés provenaient des régions fortement agricoles de la Californie, de la Floride et du Midwest, où l’ammoniac et les oxydes d’azote forment la pollution de l’air en amont des centres de population. Pour les deux polluants, les émissions culminent au printemps après l’application des engrais.

L’étude dans la revue American Chemical Society Sciences et technologie de l’environnement conclut que la pollution de l’air, la santé et le climat devraient tous être pris en compte dans les futures évaluations de la manière dont les pratiques agricoles affectent les émissions d’azote réactif.

« Nous parlons toujours de la façon dont le dioxyde de carbone et le méthane contribuent aux gaz à effet de serre, mais l’oxyde nitreux est environ 300 fois plus puissant que le dioxyde de carbone pour son potentiel de réchauffement climatique », a déclaré Luo.

Elle a noté que les stratégies agricoles qui réduisent les gaz à effet de serre peuvent augmenter les polluants atmosphériques et vice versa. « Nous devons voir s’ils peuvent réduire les trois espèces d’azote – ou faire des compromis – et ne pas diminuer le rendement des cultures », a déclaré Luo.

L’azote est essentiel à la croissance des cultures, a ajouté Cohan, mais l’étude montre que l’importance du contrôle des émissions agricoles a été largement négligée par la gestion de la qualité de l’air et la politique climatique, alors même que l’Agence de protection de l’environnement envisage de resserrer les normes de qualité de l’air et que l’administration Biden cherche à réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Il a déclaré que les agences fédérales se sont concentrées sur le contrôle des transports et des émissions industrielles, laissant l’agriculture comme la plus grande source de polluants azotés nocifs aux États-Unis, un problème exacerbé par le changement climatique et l’augmentation de la production agricole.

« Notre groupe étudiait les émissions d’oxyde d’azote depuis un certain nombre d’années et a commencé à réaliser que nous ne pouvions pas nous concentrer uniquement là-dessus », a déclaré Cohan. « Nous devions tenir compte de la gamme d’émissions provenant des sols, et nous sommes devenus curieux des impacts relatifs des différents polluants atmosphériques et des gaz à effet de serre émanant des sols agricoles.

« Une grande partie de notre motivation était de réaliser que les choix dans les pratiques agricoles pouvaient entraîner une augmentation de certaines émissions et une diminution d’autres émissions », a-t-il déclaré. Par exemple, le passage de la diffusion en surface à l’injection profonde d’engrais réduirait l’ammoniac mais augmenterait les émissions d’oxyde d’azote. Cela profiterait aux villes voisines sensibles aux niveaux de particules, mais nuirait aux régions où l’ozone est plus préoccupant.

Cohan a déclaré que lorsque toutes les émissions sont quantifiées sur une base monétaire, l’ammoniac et les oxydes d’azote qui forment des particules polluantes et de l’ozone et contribuent au réchauffement climatique ont le plus grand impact.

« Ceux d’entre nous qui étudient ces polluants pour gagner leur vie savent à quel point l’ammoniac est puissant, mais le message n’a pas été transmis à la plupart des régulateurs et des décideurs », a déclaré Cohan. « En fait, l’ammoniac est l’une des sources les plus puissantes de particules en raison de la façon dont il se lie à d’autres polluants pour avoir un effet multiplicateur.

« C’est un message important : nous devons prendre davantage de mesures pour contrôler l’ammoniac », a-t-il déclaré.

S’il y a une doublure argentée, a déclaré Cohan, c’est que la pollution provenant d’autres sources a suffisamment diminué pour rendre l’impact de l’agriculture répandu.

« Ce qui est crucial, c’est de prendre des mesures pour que plus d’azote aille dans les cultures et moins d’azote soit rejeté dans l’air et l’eau », a-t-il déclaré. Cela pourrait impliquer l’ajout de biochar ou d’autres amendements au sol, un sujet d’étude en cours chez Rice.

« Avant de pouvoir faire cela, nous devions établir une base de référence des émissions provenant du sol », a déclaré Cohan. « Ce document explique cela. »