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Nov 29, 2023

Scientific Data volume 10, Número do artigo: 339 (2023) Citar este artigo

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O conceito de carga crítica é uma importante diretriz científica para o controle da deposição ácida. Não foi apenas uma base científica crucial para determinar as metas de redução de emissões na Europa, mas também usada no controle da poluição do ar na China, especialmente a designação de duas zonas de controle. Atualmente, as cargas críticas de enxofre e nitrogênio ainda são superadas na Europa, América e Leste Asiático (principalmente na China) e precisam ser continuamente atualizadas para atender às demandas de novas reduções de emissões. As cargas críticas da China foram calculadas e mapeadas na década de 2000, mas não são suficientemente precisas devido a limitações metodológicas e de dados. Aqui apresentamos as cargas críticas de alta qualidade mais recentes para a China, com base em dados básicos de alta resolução sobre solo, vegetação e deposição de cátions de base atmosférica e conhecimento atualizado sobre parâmetros importantes. Nossos dados, que serão incluídos no GAINS-China, podem ser usados ​​para avaliar os benefícios ecológicos das reduções de nitrogênio e enxofre na China em escala regional ou nacional e para desenvolver estratégias de mitigação no futuro.

A deposição ácida, consistindo (principalmente) de deposição de nitrogênio e deposição de enxofre, costumava ser um dos problemas ambientais mais sérios na Europa, América do Norte e Leste Asiático desde a década de 19601,2. Continua sendo um importante problema ambiental em alguns países em desenvolvimento, como a Índia e o Brasil, e está mostrando uma tendência crescente nesses países3. Nitrogênio e enxofre depositados no meio ambiente podem levar à acidificação e eutrofização dos ecossistemas terrestres e aquáticos4. Tem havido muitos relatos de deposição de ácido levando à mortandade de peixes e declínio da floresta5,6,7. Para controlar efetivamente os impactos ambientais da deposição ácida a um custo mínimo, foi proposto o conceito de cargas críticas, definidas como a quantidade máxima de deposição ácida que não causaria danos ao solo e às águas superficiais a longo prazo8. As cargas críticas são determinadas pela natureza do ecossistema (por exemplo, solo e vegetação), refletindo a tolerância do ecossistema à deposição ácida. Cargas críticas têm sido usadas na redução de nitrogênio e enxofre em todo o mundo, mesmo como orientação científica primária9,10,11. Na Europa, foram utilizados nas negociações do Segundo Protocolo do Enxofre e do Protocolo "multipoluente, multiefeito", como base científica para as metas de redução de emissões12. Os EUA também levaram as cargas críticas a sério, estabelecendo o Comitê Científico de Cargas Críticas de Deposição Atmosférica (CLAD) para promover o desenvolvimento, a colaboração e o compartilhamento de dados de cargas críticas13. Várias agências federais, como o National Park Service (https://www.nps.gov/subjects/air/critical-loads.htm), aplicaram cargas críticas às práticas de conservação do ecossistema. Atualmente, a deposição ácida está diminuindo gradualmente na Europa e nos EUA através da redução de SO2 e NOX, mas as cargas críticas ainda são excedidas em áreas fronteiriças (por exemplo, excedências de cargas críticas para eutrofização ocorreram em 58% da área do ecossistema na Europa em 202014; a área total de qualquer excedência de carga crítica nos EUA em 2025 está prevista em 4,8 milhões de km2)15. Portanto, a Europa (www.icpmapping.org) e os EUA (http://nadp.slh.wisc.edu) estão continuamente atualizando as cargas críticas para avaliar os benefícios de uma maior redução de emissões.

Desde o final da década de 1970, a chuva ácida tornou-se gradualmente uma das questões ambientais mais preocupantes no leste da Ásia. E o sul da China é um ponto quente para a chuva ácida no leste da Ásia1. A área afetada pela chuva ácida na China já ultrapassou 30% da área terrestre nacional16, e a maior deposição úmida de enxofre na China foi significativamente maior do que na Europa e na América do Norte1,17,18. A fim de avaliar cientificamente o estado da deposição ácida e orientar as reduções de emissões, Duan et al. primeiro mapeou as cargas críticas na China9, que foram então usadas na designação de duas zonas de controle (Zona de Controle de Chuva Ácida e Zona de Controle de Poluição por Dióxido de Enxofre)19,20,21. Nos últimos anos, a China tem feito grandes esforços para reduzir as emissões de nitrogênio e enxofre, principalmente para o controle do material particulado fino (PM2.5), e a deposição ácida parece ter sido bastante aliviada como um co-benefício16. No entanto, com base nos resultados de Duan et al., Zhao et al. constatou que a excedência da carga crítica de enxofre permaneceu em 2,5 Mt em 2015, e a de nitrogênio foi de 1,1 Mt22. Além disso, a redução do material particulado reduz a tolerância dos ecossistemas à deposição ácida, e a redução da amônia também traz incerteza no controle da deposição ácida23. Portanto, os dados de carga crítica disponíveis na China (por Duan et al.9) não podem atender à necessidade de uma avaliação precisa dos impactos de deposição de ácido atualmente na China. Mais importante, as cargas críticas de Duan et al. foram mapeadas há mais de duas décadas, portanto, a precisão e a resolução foram limitadas por dados e métodos básicos. Por exemplo, eles calcularam as taxas de desnitrificação e intemperismo do solo com base no tipo de solo sem parâmetros localizados; a absorção da vegetação foi aproximadamente determinada de acordo com o tipo de vegetação. Geralmente, os dados de carga crítica atuais têm baixa resolução e precisão espacial e não podem mais descrever a situação mais recente dos ecossistemas devido a mudanças na deposição, vegetação e outros fatores ambientais.