Ciclos Bioquímicos dentro do lixão

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Ciclos Bioquímicos dentro do lixão
Luís Henrique de Resende
Engenharia Ambiental-Pitágoras
Decompositores
Ao analisarmos a estrutura de um ecossistema, percebemos sempre a existência de seres produtores, consumidores e decompositores. Esses últimos, que são representados por fungos e bactérias, são responsáveis por degradar os restos de seres vivos.
Os decompositores são seres heterotróficos que atuam principalmente na ciclagem de nutrientes. Ao realizar o processo de decomposição, fungos e bactérias liberam para o ambiente importantes elementos químicos que estavam presentes nos restos dos seres vivos. Sendo assim, podemos concluir que os decompositores são essenciais para os ciclos biogeoquímicos, tais como o do carbono e do nitrogênio, uma vez que fazem com que esses elementos retornem para o meio abiótico.
O processo de decomposição necessita de três fatores básicos: umidade, calor e oxigênio. A umidade garante a proliferação dos micro-organismos e permite que alguns esporos germinem. Já o calor acelera esse processo, pois aumenta consideravelmente o número de micro-organismos em pouco tempo. Por fim, temos o oxigênio, que é necessário para a realização da respiração celular.
Quando algum dos componentes citados acima não está disponível, o processo de decomposição torna-se lento e pode até mesmo não ocorrer. A formação dos fósseis é um exemplo claro de como esses fatores atuam na decomposição. A conservação em gelo, por exemplo, faz com que micro-organismos não se desenvolvam e, consequentemente, restos de seres vivos fiquem preservados por milhares de anos.
Ciclos bioquímicos
A natureza se encontra em constante transformação decorrente de diferentes fatores. Mas qual é a importância dessas transformações para o planeta? Qual é a relevância da morte de uma espécie vegetal para uma floresta? Ou a morte de um animal para um habitat? Quando analisamos os conceitos fundamentais da química, o princípio de conservação das massas, proposto por Lavoisier, nos diz que na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma (ATKINS; JONES, 2006). Este conceito introduz um aspecto importante do meio ambiente, a dinâmica e as transformações das espécies químicas fundamentais para a vida. Um ecossistema necessita, para sobreviver, de fornecimento constante de energia e nutrientes. A energia que flui pelo sistema não é conservada, porém, os nutrientes são continuamente reciclados e reutilizados (GIRARD, 2016). Para compreender estes processos, o ciclo biogeoquímico é utilizado, pois ele apresenta os processos que ocorrem na natureza, entre atmosfera, litosfera, hidrosfera e biosfera, que garantem a reciclagem e reutilização de elementos químicos no meio, principalmente os essenciais à vida como a conhecemos. 
Um aspecto importante que deve ser observado ao se trabalhar com ciclos bioquímicos , é compreender que as etapas que envolvem sua ocorrência podem ser influenciadas por ação antrópica, o que pode alterar a ocorrência de determinadas formas químicas em um sistema que pode gerar consequências ambientais no planeta.
· O ciclo da agua
O ciclo da água, também conhecido como ciclo hidrológico, refere-se ao movimento contínuo que a água faz pelo meio físico e pelos seres vivos do ecossistema, passando através da atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera. Trata-se, portanto, de um importante ciclo biogeoquímico que faz com que esse indispensável recurso natural esteja constantemente no ambiente.
Este ciclo, ocorre por meio das mudanças dos estados físicos e da movimentação da água pelos seres vivos e pelo meio ambiente. Esse ciclo depende diretamente da energia solar, dos movimentos de rotação da Terra e, até mesmo, da gravidade.
O Sol é o responsável por proporcionar energia para que o ciclo aconteça. Sua luz provoca a evaporação da água presente na superfície terrestre. Em alguns locais, no entanto, a neve e o gelo sublimam, passando do estado sólido para o vapor, pulando as fases de fusão (sólido para o líquido) e de evaporação.
A água, agora em estado gasoso, sobe para camadas mais altas da atmosfera, onde a temperatura é mais baixa. Ao alcançar determinada altitude, essa substância passa do estado de vapor para o líquido (condensação) e forma as nuvens, que são, na realidade, uma grande quantidade de gotículas de água. Em locais frios, essas gotículas podem solidificar-se e dar origem à neve ou ao granizo.
Ao iniciar a chuva, processo também chamado de precipitação, a água começa a retornar para a superfície terrestre e é influenciada diretamente pela gravidade. Nesse momento, ela pode atingir rios, lagos e oceanos, infiltrar-se no solo e nas rochas ou pode ser impedida de voltar à superfície terrestre pela vegetação.
O ciclo da água é importante porque garante que essa substância circule constantemente pelo ambiente, passando pelos organismos vivos e pelo meio físico. Como a água circula no ambiente, ela consegue suprir as necessidades dos seres vivos, que precisam diariamente dessa substância para o funcionamento adequado de seu organismo. Além disso, a permanência da água no ambiente é importante para algumas atividades realizadas pelos seres humanos, uma vez que ela é fundamental para a geração de energia, desenvolvimento da produção agrícola e agropecuária, diversas atividades industriais e algumas tarefas do dia a dia, como lavar roupa e louça.
Figura 1 - Ciclo da água (retirado do site só biologia)
· O ciclo do carbono 
O carbono é um elemento extremamente importante e encontrado na natureza. Seu papel vai desde a composição de moléculas, a participação no efeito estufa e na fotossíntese.
O ciclo do carbono é um ciclo biogeoquímico complexo que pode ser dividido em duas etapas, para facilitar o entendimento: ciclo geológico do carbono e ciclo biológico do carbono. 
- ciclo geológico do carbono
Sabemos que o carbono apresenta uma série de reservatórios, sendo alguns deles: os solos, as rochas, os ecossistemas aquáticos e a atmosfera. Nesses ambientes, o carbono está em constante circulação.
O gás carbônico (CO2) presente na atmosfera estabelece uma troca contínua com o ambiente aquático, uma vez que esse gás é solúvel em água. O CO2 presente na atmosfera também se movimenta devido à ação das chuvas, uma vez que ele se dissolve na água, formando uma solução ácida (H2CO3) capaz de promover a erosão de rochas silicatadas.
O processo de desintegração das rochas, chamado intemperismo, é responsável pela liberação dos íons Ca2+ e HCO3-. Quando levados para os oceanos, esses íons são utilizados por seres vivos na formação de conchas carbonatadas. As conchas, após a morte desses animais, acumulam-se no meio ambiente, passando a fazer parte do sedimento no fundo dos oceanos, o qual pode, após algum período, formar rochas calcárias. O sedimento do fundo oceânico participa ainda do ciclo tectônico, formando magma, que produz gás carbônico, o qual é liberado para a atmosfera pelos vulcões.
Percebemos, portanto, que o ciclo geológico do carbono garante a circulação desse elemento pela atmosfera, litosfera e hidrosfera, não envolvendo, nessa etapa, os seres vivos do ambiente. Esse ciclo é lento quando comparado ao biológico.
- ciclo biológico do carbono 
O ciclo biológico do carbono, como o nome indica, é a etapa que envolve os seres vivos. O ciclo biológico pode ocorrer tanto no meio terrestre quanto no aquático.
O principal processo envolvendo os seres vivos é o de fotossíntese. Nela os organismos autotróficos fotossintetizantes retiram o gás carbônico da atmosfera e eliminam, durante o processo, oxigênio, que será utilizado por alguns seres vivos no processo de respiração. Na fotossíntese o carbono retirado da atmosfera será utilizado na fabricação de moléculas orgânicas.
As moléculas orgânicas serão passadas, de um ser vivo para outro, por meio da cadeia e teia alimentares, ou seja, as moléculas passarão de modo que as relações de alimentação vão sendo estabelecidas. Os organismos produtores, como as plantas, fabricam sua matéria orgânica no processo de fotossíntese, enquanto os consumidoresadquirem moléculas orgânicas ao alimentarem-se de outros seres vivos.
Enquanto no processo de fotossíntese os seres vivos garantem a retirada de gás carbônico do ambiente, no processo de respiração o gás carbônico retorna à natureza. Além disso, o retorno de carbono ao meio também ocorre devido ao processo de decomposição, que é responsável pela liberação de gás carbônico e água.
O carbono é também lançado ao ambiente devido à ação humana, a qual tem sido responsável por aumentos nos níveis de gás carbônico além do normal. Esse aumento ocorre devido ao uso de combustíveis fósseis e ao desmatamento, por exemplo.
Figura 2 – ciclo do carbono. Retirado de Wikimedia Commons
-Efeito estufa e aquecimento global
O gás carbônico faz parte dos chamados gases de efeito estufa. Esses são responsáveis por garantirem que a Terra permaneça aquecida e, consequentemente, que a vida exista nela. Como sabemos, a radiação solar incide em nosso planeta, sendo parte dela refletida de volta para o espaço e outra parte absorvida por ele.
Como falado, a Terra só possui vida graças à presença desses gases, que permitem que a temperatura do planeta seja ideal para o seu desenvolvimento. Entretanto, nos últimos anos, tem-se observado o aumento crescente na concentração de gás carbônico na atmosfera e o consequente aumento da temperatura terrestre. Apesar de haver discussões sobre o tema, grande parte dos pesquisadores acredita que esse aumento da temperatura tem relação com as ações humanas.
O aumento da temperatura da Terra, conhecido como aquecimento global, é responsável por desencadear uma série de mudanças no planeta. Dentre suas consequências, podemos citar o derretimento das geleiras, o aumento do nível do mar, a extinção de várias espécies, o aumento da quantidade de chuvas em algumas regiões e os longos períodos de estiagem em outras.
Figura 3 – efeito estufa. Retirado de slideplayer
· Ciclo do nitrogênio
O nitrogênio está presente nos organismos vivos na composição do DNA (ácido desoxirribonucleico), RNA (ácido ribonucleico), aminoácidos e proteínas. Deste modo, seu suprimento aos seres vivos é primordial e constante, entretanto, o nitrogênio gasoso existente na atmosfera, não é assimilado pelos seres vivos. O nitrogênio atmosférico deve ser convertido em espécies nitrogenadas antes de ser absorvido pelas plantas. Este processo é observado por meio do ciclo do nitrogênio. 
Figura 4 – ciclo do nitrogênio. Retirado de ILSA Brasil
O nitrogênio passa pelos seguintes processos básicos em seu ciclo biogênico:
Fixação do nitrogênio: consiste na fixação pelas plantas e ocorre na forma de amônia (NH ) que é um processo realizado por bactérias especializadas existentes no solo. A amônia que será fixado no solo também pode ser gerada por processos industriais.
Amonificação: consiste na transformação do nitrogênio orgânico em amônio (NH4 ), forma mineral.
Nitrificação: consiste no processo de conversão da amônio, por bactérias especializadas, em nitrito (NO2) e nitrato (NO3 )
NH4^+ + 2 O2 + H2O → NO3^- + H3O
Desnitrificação: agrupa os processos biológicos e não biológicos que promovem a redução de nitratos a nitrogênio molecular
4 NO^-3 + 5 CH2O + 4 H3O^+ → 2 N2 + 5 CO2 + 11 H2O
· Ciclo do enxofre 
O ciclo do enxofre é um processo essencial para a manutenção da vida, presente em aminoácidos como a cisteína, onde atua na formação das proteínas. O ser humano possui cerca de 140 gramas de enxofre em seu organismo.
O enxofre é encontrado em sua grande parte em sedimentos e na crosta terrestre, não podendo ser ingerido por animais; este sedimento de enxofre é encontrado principalmente nas proximidades de vulcões, somente é absorvido pelas plantas por intermédio de bactérias ou quando dissolvido em água, tornando-se ionizado.
Na atmosfera o enxofre é encontrado em menor quantidade; sua incidência na atmosfera se dá em virtude das explosões vulcânicas e ações humanas. O enxofre volta ao solo através da chuva, sendo alocado nas rochas abaixo do solo e nas rochas abaixo dos ambientes aquáticos. Quando em contato com bactérias do gênero Chlorobium, Pelodityonsendo o enxofre é alterado para sulfato tornando-se possível a absorção pelas plantas; e, quando em contato com o gênero Thiobacillus, é transformado em ácido sulfúrico onde permanece no solo.
Os animais adquirem o enxofre absorvido pelas plantas como sulfato, após a morte dos animais e das próprias plantas. As bactérias responsáveis pela decomposição metabolizam esse sulfato retornando-o ao solo.
Figura 5 – ciclo do enxofre. Fonte: Wikimedia Commons.
O ciclo do enxofre tem sido adulterado pelo homem, causando graves problema para o meio ambiente e aqueles que o habitam. A energia para veículos, indústrias e usinas é gerada pela queima de combustíveis fósseis. Este processo lança dióxido de enxofre em excesso na atmosfera, o qual se funde com moléculas de água se transformando em ácido sulfúrico causando o efeito de chuva ácida.
O dióxido de enxofre também é altamente prejudicial à saúde humana, provocando intoxicação onde ocorre irritação da mucosa, problemas cardiovasculares e problemas respiratórios.
A chuva ácida afeta a vegetação queimando suas folhas, atrapalhando o processo de fotossíntese e atrapalhando o seu crescimento, além de as tornar menos resistentes a baixas temperaturas ocasionado em graves danos podendo levar à morte. O solo, quando exposto a frequentes chuvas ácidas, pode se tornar infértil devido à destruição de nutrientes e microrganismos essenciais.
Em rios e lagos a chuva ácida altera o seu nível de acidez, matando peixes, plantas aquáticas e outros organismos ali encontrados.
Com o pH alto, a chuva ácida torna metais em sua exposição mais suscetíveis a sofrerem oxidação (enferrujar), danificando assim pontes, veículos e edificações. Além de corroer pedras e tintas.
Figura 6 – Chuva ácida. Retirado de slideplayer
· ciclo do fosforo
O fósforo apresenta as rochas como grande reservatório e seu ciclo envolve plantas, animais e micro-organismos. Por estar presente principalmente nas rochas, esse ciclo tem início quando esse elemento torna-se disponível ao meio por meio da ação de agentes como chuva, sol e vento (processo de intemperismo). Após estar disponível no meio, o elemento é utilizado pelos vegetais para a realização de suas atividades metabólicas e é transmitido para outros organismos via cadeia alimentar. Os seres vivos aproveitam o fósforo na forma de íons fosfato.
Após estar presente no corpo dos organismos vivos, o fósforo retorna ao meio para poder ser reaproveitado. Nesse momento, entram em ação as bactérias fosfolizantes, que atuam na decomposição de matéria orgânica. Essas bactérias tornam o fósforo disponível na forma de um composto solúvel, que é facilmente transportado dissolvido em água. O fósforo, então, pode ser levado para rios, lagos e mares, por exemplo. Em ambientes aquáticos, o fósforo sedimenta-se e é incorporados a rochas que estão em formação.
Outra forma importante de retorno do fósforo acontece pela ação de aves marinhas. Essas aves alimentam-se de peixes e excretam o elemento em terra firme. Denomina-se de guano o material fecal das aves que foi acumulado por muito tempo.
Figura 7 – ciclo do fosforo. Retirado de TodaMatéria
Lixão 
O lixão é uma forma inadequada de disposição final de rejeitos, que se caracteriza pelo simples descarte de lixo sobre o solo, sem medidas de proteção ao meio ambiente ou à saúde pública, segundo a definição do Instituto de Pesquisas Tecnológicas.
Como os lixões são locais de descarte ilegal, não existe nenhum controle quanto ao local de disposição ou aos tipos de resíduos depositados. Resíduos domiciliares e comerciais de baixa periculosidade podem acabar sendo depositados junto com resíduos de alto poder poluidor, como os industriais e hospitalares.
Além disso, esses depósitos irregulares são utilizados pela população carente como uma forma de obter renda, por meio da coleta de materiais. Os catadores que trabalham em lixões ficam expostos a diversos riscos. Os lixões, portanto, causamproblemas ambientais, de saúde pública e sociais.
Um levantamento feito pelo Departamento de Economia do Sindicato Nacional das Empresas de Limpeza Urbana (Selurb) aponta que a queima irregular de rejeitos descartados em lixões libera cerca de seis milhões de toneladas de gases de efeito estufa ao ano. É a mesma quantidade emitida por três milhões de carros movidos a gasolina no mesmo período.
Os principais impactos ambientais causados pelo descarte incorreto de rejeitos no lixões são:
1. Contaminação do solo pelo chorume, líquido escuro e nesse caso tóxico proveniente da decomposição da matéria orgânica;
2. Contaminação das águas subterrâneas com a penetração do chorume no solo;
3. Mau cheiro;
4. Aumento do número de doenças, já que os lixões atraem animais e vetores de doenças;
5. Emissão de gases do efeito estufa, responsáveis pela intensificação do aquecimento global;
6. Aumento do número de incêndios causados pelos gases que são gerados a partir da decomposição dos resíduos depositados nos lixões.
Ciclos bioquímicos dentro do lixão
1- O chorume 
Liquido proveniente da decomposição da matéria orgânica dos lixões é composto de matéria orgânica, metais pesados, substâncias tóxicas e excrementos de humanos e animais. Entre as substâncias tóxicas estão o cádmio, arsênio, cobre, mercúrio, cobalto e chumbo.
O acúmulo de chorume no meio é um grande problema ambiental. Pode causar a poluição dos lençóis freáticos e outros mananciais e depósitos aquíferos subterrâneos. Mais diretamente, o chorume contamina o solo no local onde é formado.
Além de todo o transtorno causado para com o meio ambiente, o chorume tem um potencial enorme de provocar impactos para a própria saúde humana e a dos animais. Isso porque o controle da infiltração e da qualidade das águas subterrâneas é difícil e custoso. Em locais de baixa renda, atingidos diretamente pela falta de saneamento, a utilização de água contaminada com chorume é muito provável de acontecer.
Sua liberação através dos lixões impactam diretamente no ciclo da agua, ao adentrar o lençol freático, mananciais e depósitos aquíferos, causando a poluição hidrológica. 
Além disso, sua contaminação de solo interfere diretamente nos ciclos de nitrogênio, carbono, enxofre e fosforo, já que estes ciclos possuem processos fortemente presentes no solo. 
2- Emissões de gases de feito estufa
A permanência de lixões para descarte de lixo no Brasil e a queima irregular de resíduos respondem por cerca de 6 milhões de toneladas de gás de efeito estufa ao ano (CO2eq), aponta levantamento do Departamento de Economia do Sindicato Nacional das Empresas de Limpeza Urbana (Selurb). O montante é o equivale ao gás gerado por 3 milhões de carros movidos a gasolina anualmente. O estudo foi divulgado por ocasião do Dia Mundial do Meio Ambiente, celebrado hoje (5), que tem como temática em 2019 – definida pela Organização das Nações Unidas (ONU) – a questão da “Poluição do Ar”.
A produção de gás metano (CH4) oriundo da decomposição dos resíduos levados para lixões, por sua vez, é próximo ao impacto da atividade do vulcão Etna, na Itália, para o aquecimento global. O Selurb aponta que, se essa quantidade fosse revertida em biogás para produção de energia elétrica em aterros sanitários apropriados, seria possível abastecer a área residencial de uma cidade com 600 mil habitantes. Okawara explicou que a produção de CH4 não acaba com a interrupção do despejo irregular de resíduos. O lixo destinado de maneira errada hoje pode deixar de emitir o gás definitivamente daqui a 30 anos.
Neste caso, o ciclo mais afetado é o do carbono, já que há um grande desquilibrio no efeito estufa, mas vale ressaltar que, outros ciclos também são afetados, de forma direta ou indireta. 
Referencias:
https://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/decomposicao.htm
Livro QUÍMICA AMBIENTAL por Carlos Roberto da Silva Júnior
https://mundoeducacao.uol.com.br/
https://www.infoescola.com/
https://www.ecycle.com.br/lixao