Química Ambiental -Hidrosfera

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HIDROSFERA
- Alterações do ciclo hidrológico podem ser causada por aquecimento global, desmatamento, circulação atmosférica e circulação oceânica
- A densidade da água (1g/cm³ a 4ºC) implica na estratificação de lagos em períodos quentes, diminuindo a temperatura conforme a profundidade. 
No outono, com a redução da temperatura da atmosfera, a temperatura da água diminui e a densidade aumenta e assim ela afunda, se tornando misturada (importante para mistura de nutrientes em toda a coluna d’água). No inverno, com a formação de gelo na superfície, ocorre o isolamento térmico e na primavera, a atmosfera ainda está fria, mas o gelo derrete e a água ainda está misturada.
- Calor latente de fusão acarreta em efeito termostático no ambiente, permitindo o isolamento e está relacionado a condutividade térmica (a água tem alto calor latente e baixa condutividade térmica, e é o maior condutor térmica entre os líquidos)
- Porque a concentração dos compostos do mar é constante mesmo com o lento intemperismo: na atmosfera-água ocorre equilíbrio constante - desproporcionalização do íon carbonato, consumo biogênico, no continente ocorre o intemperismo e na água ocorre por precipitação ou incorporação biogênica.
- Águas fluviais: a composição depende do volume e natureza das chuvas, formação geológica da bacia, erosão, biota, particulados em suspensão, espécies majoritárias inorgânicas dissolvidas, matéria orgânica dissolvida e metais traços.
- Elementos em águas fluviais:
 Na: 28% advém de fontes antrópicas (esgoto doméstico, mineração de NaCl e indústria)
 Cl-: 57% advém da halita, 13% das águas marinhas e 30% de fontes antrópicas (esgoto doméstico, desinfecção da água e indústria)
 H2SO4: 33% advém da gipsita, anidrita e a pirita, 8% da atmosfera, 3% da origem biogênica, 2% da e água da chuva e 54% fontes antrópicas (produção e uso de fertilizante, queima de biomassa e de combustível fóssil)
- A energia solar chega de forma diferente nas latitudes e de acordo com as estações do ano – com isso, tem-se isotermas de temperatura e com a latitude
- Na costa oeste da África e da na costa leste da América do Sul, as temperaturas são menores do que as esperadas pelas isotermas devido a ressurgência – águas profundas com temperaturas menores ressurgem na superfície, esfriando as águas superficiais.
Temperatura diminui com a profundidade devido a baixa condução de calor
- O calor emitido o sol é difundido pela ação das ondas e misturas turbulentas. 
Latitudes baixas: próxima a superfície há a camada de mistura, onde ocorre grande difusão de calor. Com o aumento da profundidade – no termoclina – há uma pequena redução de temperatura e na zona profunda, a temperatura varia pouco devido a influência de águas profundas que vem dos polos que são altamente frias e salinas.
Latitudes médias: o comportamento pode ser similar no verão, mas há uma termoclina ela é sazonal – no inverno ela não ocorre, somente no verão.
Latitudes altas: há um corpo hídrico bastante misturado devido ação dos ventos, ação salina e densidade máxima da água.
- Salinidade: quantidade de sais presentes em uma amostra de água. Nos oceanos, a salinidade é resultado do balanço entre precipitação e evaporação.
Em regiões polares, na cristalização das águas, os sais são expulsos, tornando a água (líquida) mais salina e com o derretimento do gelo no verão, a salinidade diminui.
· Transporte e ciclo do carbono inorgânico
A atmosfera é movida diretamente e indiretamente pela energia solar
- Incidência solar desigual nas latitudes gera um gradiente de pressão na atmosfera responsável pela movimentação das massas de ar que buscando sempre o equilíbrio (vento);
- Célula de Hadley: o aquecimento maior próximo a Linha do Equador, assim, o ar se eleva, resfria e se move para latitudes maiores e as massas de ar de maiores latitudes tomam o lugar das massas que subiram. Em uma latitude de cerca de 30º, a massa que subiu, resfria e descende, formando a cédula de Hadley.
Zona de convergência intertropical: intensa precipitação;
Na região do equador, a altura da troposfera é maior
- As células acarretam em formação de ventos alísios do nordeste e sudeste e ventos ocidentais mais próximos dos polos;
A velocidade linear é diferente nos polos, Equador e trópicos devido a diferentes raios (maior no Equador) e a velocidade de rotação é constante
- Circulação dos oceanos (circulação geostrófica na superfície) e da atmosfera ocorre em sentido horário no HN e anti-horário no HS;
- Corrente do golfo: carrega águas quentes do Equador para regiões de maiores latitudes
- Brasil: corrente do Atlântico Sul – fria e alto conteúdo de nutrientes e produtiva
- A confluência entre correntes quentes e frias dependem da estação do ano
- Circulação termoalina: circulação de águas no oceano profundo, resultante de variações na temperatura e salinidade, causando modificações na densidade da água. Essas variações podem ser provocadas por processos de evaporação, precipitação, descarga de rios e degelo nos polos. Uma parte importante é a formação da água de fundo que se dá por convecção, quando a água fria na superfície em altas latitudes (nos polos) afunda. As águas frias da circulação termoalina só voltam à superfície em baixas latitudes, quando ocorre a mistura do calor da superfície com as camadas inferiores. Não existe uma fonte significativa de calor nos oceanos. 
Energia de circulação de geostrófica > energia da circulação termoalina
- Aquecimento do globo e derretimento do gelo enfraquece a circulação termoalina pois deixa a água menos salina e mais quente
· Ciclo do carbono: Equilíbrio atmosfera-água: constante de Henry
Depende da pressão parcial do gás na atmosfera, da temperatura, da salinidade
· Aumento da salinidade reduz a solubilidade de CO2
· Dissolução de CO2 é facilitada pela presença de carbonato na água no mar
Calcule a concentração de CO2 que irá dissolver na água doce a uma temperatura de 25ºC, utilizando a concentração de CO2 atmosférico pré-revolução industrial (288ppm)
 a 25ºC com S=0: 0,0339
 
- Processos biológicos e físicos controlam a distribuição de oxigênio e nutrientes na coluna d’água no oceano
- Zona fótica: dissolução de O2 atmosférico até o equilíbrio (difusão), injeção de bolhas de ar pelas ondas, fotossíntese.
- Zona afótica: respiração e decomposição, circulação termoalina, afundamento das águas superficiais densas e frias
- A dissolução de nutrientes depende da oxidação do material detrital
- Na superficial, a concentração de nutrientes depende das estações do ano
- Região temperada:
- Região polar: água misturada o ano todo, mas só tem luz no verão então a produtividade primaria no verão, grande afloração de fito e zooplâncton
- Região tropical: baixa quantidade de nutrientes pois a água é sempre estratificada, luz durante o ano todo, nutrientes na zona afótica, produtividade primária baixa e baixa concentração de fito e zooplâncton
Toda região costeira tem alta concentração de nutrientes e águas misturadas
- Ainda que o balanço líquido nos oceanos seja de maior entrada de CO2 que de saída, nem toda superfície oceânica funciona como sorvedouro de carbono inorgânico. 
- Oceano também atua como regulador climático pela difusão de CO2 da atmosfera em suas águas e pela produtividade primária
- Acidificação: oceanos absorvem apenas parte deste CO2, provocando reações químicas que reduzem o pH da água do mar, fazendo com que a sua acidez aumente
- Por que só alguns gases são de efeito estufa: todas as moléculas diatômicas vibram interruptamente em qualquer temperatura ou estado físico. A capacidade de uma molécula de absorver energia esta diretamente relacionada às energias dos modos vibracionais
Transições dos modos vibracionais no comprimento de onda azul absorvem radiação azul
Transições dos modos vibracionais no comprimento de onda infravermelho absorvem radiação infravermelha, a radiação térmica, “segurando” o calor.
Aumento da [ ] dos gases do efeito estufa efeito estufa aquecimento global
- Gases de efeito estufa: CO2, CH4,N2O, CFC, SF6, O3
Evidências de que a temperatura está aumentando:
· Enfraquecimento da termoalina
· Diminuição do volume de gelo
· Aumento do nível do mar
· Alteração do ciclo hidrológico
· Eventos climático extremos
· Doenças causadas por mosquitos atingidos grandes altitudes