direita|miniaturadaimagem| Poluição da água devido à pecuária leiteira na área de Wairarapa da Nova Zelândia (fotografado em 2003)
Poluição agrícola refere-se a subprodutos bióticos e abióticos de práticas agrícolas que resultam em contaminação ou degradação do meio ambiente e dos ecossistemas circundantes e/ou causam danos aos seres humanos e seus interesses econômicos. A poluição pode vir de váriase fontes, desde a poluição pontual da água (de um único ponto de descarga) até causas mais difusas no nível da paisagem, também conhecidas como poluição de fonte não pontual e poluição do ar. Uma vez no meio ambiente, esses poluentes podem ter efeitos diretos nos ecossistemas circundantes, ou seja, matando a vida selvagem local ou contaminando a água potável, e os efeitos a jusante, como zonas mortas causadas pelo escoamento agrícola, concentram-se em grandes massas de água.
As práticas de gestão, ou o desconhecimento delas, desempenham um papel crucial na quantidade e no impacto desses poluentes. As técnicas de manejo variam desde o manejo e alojamento de animais até a disseminação de pesticidas e fertilizantes nas práticas agrícolas globais. As más práticas de manejo incluem operações de alimentação de animais mal gerenciadas, pastoreio excessivo, aragem, fertilizantes e uso impróprio, excessivo ou mal programado de pesticidas.
Os poluentes da agricultura afetam muito a qualidade da água e podem ser encontrados em lagos, rios, pântanos, estuários e águas subterrâneas. Os poluentes da agricultura incluem sedimentos, nutrientes, patógenos, pesticidas, metais e sais. A pecuária tem um impacto descomunal sobre os poluentes que entram no meio ambiente. Bactérias e patógenos no esterco podem entrar em córregos e águas subterrâneas se o pastoreio, o armazenamento de esterco em lagoas e a aplicação de esterco nos campos não forem gerenciados adequadamente.
A poluição do ar causada pela agricultura por meio de mudanças no uso da terra e práticas de pecuária tem um impacto descomunal nas mudanças climáticas, e abordar essas preocupações foi uma parte central do Relatório Especial do IPCC sobre Mudanças Climáticas e Terra. https://www.ipcc.ch/report/srccl/.
Fontes abióticas
Pesticidas alt=Cropduster spraying pesticides.|miniaturadaimagem| Aplicação aérea de agrotóxicos . Pesticidas e herbicidas são aplicados em terras agrícolas para controlar pragas que interrompem a produção agrícola. A contaminação do solo pode ocorrer quando os pesticidas persistem e se acumulam na terra, o que pode alterar os processos microbianos, além de aumentar a absorção do produto químico pelas plantas e organismos do solo. A extensão em que os pesticidas e herbicidas persistem depende da química única do composto, que afeta a dinâmica de sorção e o destino resultante e o transporte no ambiente do solo. Os pesticidas também podem se acumular em animais que comem pragas e organismos do solo contaminados. Além disso, os pesticidas podem ser mais prejudiciais aos insetos benéficos, como os polinizadores, e aos inimigos naturais das pragas (ou seja, insetos que atacam ou parasitam as pragas) do que às próprias pragas-alvo nocivas.Gullan, P.J. and Cranston, P.S. (2010) The Insects: An Outline of Entomology, 4th Edition. Blackwell Publishing UK: 584 pp.
Lixiviação de pesticidas A lixiviação de pesticidas ocorre quando os pesticidas se misturam com a água e se movem pelo solo, contaminando as águas subterrâneas. A quantidade de lixiviação está correlacionada com as características particulares do solo e dos pesticidas e com o grau de chuva e irrigação. A lixiviação é mais provável se for usado pesticida solúvel em água, quando o solo tende a ter textura arenosa; se a rega excessiva ocorrer logo após a aplicação de pesticidas; se a capacidade de adsorção do pesticida ao solo for baixa. A lixiviação pode não apenas se originar de campos tratados, mas também de áreas de mistura de pesticidas, locais de lavagem de máquinas de aplicação de pesticidas ou áreas de descarte.
Fertilizantes Os fertilizantes são usados para fornecer às culturas fontes adicionais de nutrientes, como nitrogênio, fósforo e potássio, que promovem o crescimento das plantas e aumentam o rendimento das culturas. Embora sejam benéficos para o crescimento das plantas, eles também podem interromper os ciclos biogeoquímicos naturais de nutrientes e minerais e representar riscos para a saúde humana e ecológica.
Nitrogênio Os fertilizantes nitrogenados fornecem às plantas formas de nitrogênio que estão biologicamente disponíveis para absorção pelas plantas; nomeadamente NO3− (nitrato) e NH4+ (amónio). Isso aumenta o rendimento das culturas e a produtividade agrícola, mas também pode afetar negativamente as águas subterrâneas e superficiais, poluir a atmosfera e degradar a saúde do solo . Nem todos os nutrientes aplicados por meio de fertilizantes são absorvidos pelas lavouras e o restante se acumula no solo ou se perde no escoamento. Os fertilizantes de nitrato são muito mais propensos a serem perdidos no perfil do solo através do escoamento por causa de sua alta solubilidade e cargas semelhantes entre a molécula e as partículas de argila carregadas negativamente. As altas taxas de aplicação de fertilizantes contendo nitrogênio combinadas com a alta solubilidade do nitrato em água levam ao aumento do escoamento para as águas superficiais, bem como à lixiviação para as águas subterrâneas, causando poluição das águas subterrâneas. Níveis de nitrato acima de 10 mg/L (10 ppm) nas águas subterrâneas pode causar "síndrome do bebê azul" (metemoglobinemia adquirida) em bebês e possivelmente doenças da tireoide e vários tipos de câncer. A fixação do nitrogênio, que converte o nitrogênio atmosférico (N2) em formas biologicamente mais disponíveis, e a desnitrificação, que converte os compostos de nitrogênio biologicamente disponíveis em N2 e N2O, são dois dos processos metabólicos mais importantes envolvidos no ciclo do nitrogênio porque são as maiores entradas e saídas de nitrogênio para os ecossistemas. Eles permitem que o nitrogênio flua entre a atmosfera (que é cerca de 78% de nitrogênio) e a biosfera. Outros processos significativos no ciclo do nitrogênio são a nitrificação e a amonificação, que convertem amônio em nitrato ou nitrito e matéria orgânica em amônia, respectivamente. Como esses processos mantêm as concentrações de nitrogênio relativamente estáveis na maioria dos ecossistemas, um grande influxo de nitrogênio do escoamento agrícola pode causar sérias perturbações. Um resultado comum disso em ecossistemas aquáticos é a eutrofização que, por sua vez, cria condições hipóxicas e anóxicas - ambas mortais e/ou prejudiciais para muitas espécies. A fertilização com nitrogênio também pode liberar gases NH3 na atmosfera que podem então ser convertidos em compostos de NOx. Uma maior quantidade de compostos NOx na atmosfera pode resultar na acidificação dos ecossistemas aquáticos e causar diversos problemas respiratórios em humanos. A fertilização também pode liberar N2O que é um gás de efeito estufa e pode facilitar a destruição do ozônio (O3) na estratosfera. Solos que recebem fertilizantes nitrogenados também podem ser danificados. Um aumento no nitrogênio disponível para as plantas aumentará a produção primária líquida de uma cultura e, eventualmente, a atividade microbiana do solo aumentará como resultado das maiores entradas de nitrogênio de fertilizantes e compostos de carbono através da biomassa decomposta. Devido ao aumento da decomposição no solo, seu conteúdo de matéria orgânica será esgotado, o que resultará em menor saúde geral do solo.
Uma alternativa aos fertilizantes de nitrogênio padrão são os Fertilizantes de Eficiência Aumentada (EEF, sigla em inglês). Existem vários tipos de EEFs, mas eles geralmente se enquadram em duas categorias, fertilizantes de liberação lenta ou fertilizantes inibidores de nitrificação. Os fertilizantes de liberação lenta são revestidos com um polímero que retarda e retarda a liberação de nitrogênio nos sistemas agrícolas. Os inibidores de nitrificação são fertilizantes revestidos com um composto de enxofre que é muito hidrofóbico, o que ajuda a retardar a liberação de nitrogênio. Os EEFs fornecem um fluxo menor e mais constante de nitrogênio no solo e podem reduzir a lixiviação de nitrogênio e a volatilização de compostos de NOx, no entanto, a literatura científica mostra eficácia e ineficácia na redução da poluição por nitrogênio.
Fósforo A forma mais comum de fertilizante fosfatado utilizado nas práticas agrícolas é o fosfato (PO43-), e é aplicado em compostos sintéticos que incorporam PO43- ou em formas orgânicas como esterco e composto. O fósforo é um nutriente essencial em todos os organismos devido aos papeis que desempenha nas funções celulares e metabólicas, como produção de ácido nucleico e transferência de energia metabólica. No entanto, a maioria dos organismos, incluindo culturas agrícolas, requerem apenas uma pequena quantidade de fósforo porque evoluíram em ecossistemas com quantidades relativamente baixas. As populações microbianas nos solos são capazes de converter formas orgânicas de fósforo em formas solúveis disponíveis nas plantas, como o fosfato. Esta etapa é geralmente ignorada com fertilizantes inorgânicos porque é aplicada como fosfato ou outras formas disponíveis para plantas. Qualquer fósforo que não seja absorvido pelas plantas é adsorvido às partículas do solo, o que o ajuda a permanecer no lugar. Por causa disso, ele normalmente entra nas águas superficiais quando as partículas do solo às quais está ligado são erodidas como resultado da precipitação ou do escoamento de águas pluviais. A quantidade que entra nas águas superficiais é relativamente baixa em comparação com a quantidade aplicada como fertilizante, mas como atua como um nutriente limitante na maioria dos ambientes, mesmo uma pequena quantidade pode interromper os ciclos biogeoquímicos naturais do fósforo de um ecossistema. Embora o nitrogênio desempenhe um papel na proliferação de algas nocivas e cianobactérias que causam eutrofização, o excesso de fósforo é considerado o maior fator contribuinte devido ao fato de que o fósforo é frequentemente o nutriente mais limitante, especialmente em água doce. Além de esgotar os níveis de oxigênio nas águas superficiais, a proliferação de algas e cianobactérias pode produzir cianotoxinas que são prejudiciais à saúde humana e animal, bem como a muitos organismos aquáticos.
A concentração de cádmio em fertilizantes contendo fósforo varia consideravelmente e pode ser problemática. Por exemplo, o fertilizante de fosfato monoamônico pode ter um teor de cádmio tão baixo quanto 0,14 mg/kg ou tão alto quanto 50,9 mg/kg. Isso ocorre porque a rocha fosfática usada em sua fabricação pode conter até 188 mg/kg de cádmio (exemplos são depósitos em Nauru e nas ilhas Christmas). O uso contínuo de fertilizantes com alto teor de cádmio pode contaminar o solo e as plantas. Limites ao teor de cádmio dos fertilizantes fosfatados foram considerados pela Comissão Europeia. Os produtores desses fertilizantes agora selecionam a rocha fosfática com base no teor de cádmio. As rochas de fosfato contêm altos níveis de flúor. Consequentemente, o uso generalizado de fertilizantes fosfatados aumentou as concentrações de flúor no solo. Verificou-se que a contaminação dos alimentos por fertilizantes é pouco preocupante, pois as plantas acumulam pouco flúor do solo; de maior preocupação é a possibilidade de toxicidade do flúor para o gado que ingere solos contaminados. Também de possível preocupação são os efeitos do flúor sobre os microrganismos do solo.
Contaminantes orgânicos