LISTA DE EXERCÍCIOS - BIO - respondida

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LISTA DE EXERCÍCIOS 
 Biologia Aplicada ao Saneamento e Meio Ambiente 
 Professora Raquel Sampaio Jacob 
 Alunos: 
 ● Jéssica Souza Silva Nerys 
 ● Karoline Elis Lopes Martins 
 ● Veridiana Maria Carnielli Barros 
 ● Wandson dos Santos Barros Borges 
 ● Priscila Santos 
 1. Esclareça, em detalhes, a relação entre biologia, meio ambiente e saneamento. 
 R: O que acontece na prática dentro das unidades de tratamento de água ou esgoto, por 
 exemplo, é um processo biológico combinado com a química. Essas unidades são uma 
 otimização do que já acontece no meio ambiente. Onde temos diversos microorganismos 
 que formam uma comunidade capaz de oxidar a matéria orgânica presente no esgoto ou na 
 água. Isso permite que eles nasçam, cresçam, se reproduzam e morram. E o mais 
 importante, permitem que a água se torne potável aos humanos e evitam a poluição dos 
 corpos hídricos no meio ambiente. 
 2. Quais são os níveis de organização estudados pela biologia? Discorra a respeito deles. 
 R: Átomo → partícula constituinte da matéria, formada por prótons, nêutrons e elétrons. 
 Molécula → é a menor porção de uma substância, constituída por átomos do mesmo 
 elemento químico ou diferentes elementos. 
 Organela → estruturas presentes no citoplasma de células eucariontes que desempenham 
 funções comparáveis às de “pequenos órgãos” celulares. 
 Célula → unidade estrutural e funcional da vida, podem ser eucariontes ou procariontes. 
 Tecido → grupo de células dos organismos multicelulares que apresentam estrutura e 
 funções fundamentalmente semelhantes. 
 Órgão → conjunto de tecidos que interagem para execução de determinadas funções vitais. 
 Sistema → conjunto de órgãos interconectados harmonicamente em benefício ao equilíbrio 
 do metabolismo. 
 Organismo → conjunto de todos os sistemas, formando um ser vivo. 
 Espécie → conjunto de organismos semelhantes capazes de se cruzar em condições 
 naturais, produzindo descendência fértil. 
 População → conjunto de seres da mesma espécie que habitam determinada região 
 geográfica. 
 Comunidade → conjunto de seres vivos de diferentes espécies que coabitam em uma 
 mesma região. 
 Ecossistema → conjunto formado pelas comunidades biológicas em interação com os 
 fatores abióticos do meio. 
 Biosfera → conjunto de regiões do planeta Terra capaz de abrigar formas de vida. 
 3. Esquematize, esclarecendo as funções dos diversos componentes, as células 
 procariota, eucariota vegetal e eucariota animal. 
 R: 
 Célula procariota: 
 Célula eucariota vegetal: 
 Célula eucariota animal: 
 4. Com relação às funções da membrana plasmática, aponte quais são e esclareça a 
 relação delas com o saneamento. 
 R: A Membrana plasmática, também chamada de plasmalema, é formada por uma dupla 
 camada de lipídios, na qual várias proteínas estão inseridas. Essa membrana, que circunda 
 todas as células, garante a separação entre o meio interno e o meio externo. 
 ● É responsável por delimitar as células, separando o meio extracelular do meio 
 intracelular. 
 ● É responsável por garantir proteção à estrutura da célula. 
 ● Relaciona-se com a troca de substâncias entre a célula e o meio externo. Ela é 
 capaz de selecionar o que entra e o que sai da célula, deixando apenas algumas 
 substâncias passarem por ela. Devido à capacidade de selecionar o que entra e o 
 que sai, diz-se que a membrana plasmática apresenta permeabilidade seletiva. 
 ● É responsável por captar sinais externos. 
 ● Nas células vegetais, coordena a síntese e o agrupamento das microfibrilas que 
 formam a parede celular, localizada externamente à membrana. 
 No processo de osmose, é natural que aconteça a homogeneização da concentração de 
 sais entre o meio externo e o meio interno. Quando há uma grande concentração de água, 
 o microorganismo pode inchar irremediavelmente, podendo romper, causando lise celular. 
 Mas quando há pouca concentração de água, o microorganismo libera a água e murcha, 
 causando plasmólise. Sendo necessário haver equilíbrio da concentração de sais para que 
 tudo corra bem. No entanto, deve ser observado o objetivo do tratamento, se de água ou 
 esgoto, para de fato alcançar uma condição que favoreça ou desfavoreça o 
 microorganismo. Temperatura, ph e salinidade são fatores que influenciam diretamente na 
 sobrevivência do microorganismo. 
 5. Diferencie energia cinética, térmica e potencial ou química. 
 R: A energia cinética é a energia associada à velocidade de um corpo. Se existe 
 velocidade, certamente haverá esse tipo de energia. Para objetos que estão em repouso, a 
 energia cinética é nula, pois a velocidade de tais corpos é zero. 
 A energia térmica ou energia interna é definida como a soma da energia cinética e potencial 
 associada aos elementos microscópicos que constituem a matéria.Os átomos e moléculas 
 que formam os corpos apresentam movimentos aleatórios de translação, rotação e 
 vibração. Este movimento é chamado de agitação térmica. A variação de energia térmica de 
 um sistema ocorre através de trabalho ou de calor. 
 6. Diferencie processos exergônicos de endergônicos, explicando de que forma eles 
 regem reações que ocorrem em um sistema. 
 R: Reações exergônicas (catabolismo) → que liberam energia para o trabalho celular a 
 partir do potencial de degradação dos nutrientes orgânicos; 
 Reações endergônicas (anabolismo) → que absorvem energia aplicada ao funcionamento 
 da célula, produzindo novos componentes. 
 7. Esquematize e explique respiração celular, respiração anaeróbia ou fermentação e a 
 fotossíntese. 
 R: A respiração celular é um processo em que moléculas orgânicas são oxidadas e ocorre a 
 produção de ATP (adenosina trifosfato), que é usada pelos seres vivos para suprir suas 
 necessidades energéticas. A respiração ocorre em três etapas básicas: a glicólise, o ciclo 
 de Krebs e a fosforilação oxidativa. 
 Na fermentação acontece apenas a primeira etapa da respiração celular, ou seja, a glicólise. 
 Nessa fase ocorre a quebra da molécula de glicose em duas moléculas de piruvato (ou 
 ácido pirúvico), além da formação de duas moléculas de ATP e duas de NADH. Para que a 
 energia armazenada nas ligações químicas da glicose seja liberada, é preciso que ocorram 
 sucessivas oxidações. Geralmente as moléculas são oxidadas quando perdem elétrons, ao 
 reagir com o oxigênio. No entanto, na oxidação da glicose são retirados os hidrogênios da 
 molécula, sem necessidade do contato direto com o oxigênio. A desidrogenação é 
 catalisada por enzimas chamadas desidrogenases. Elas possuem uma coenzima, o NAD, 
 que carrega os átomos de hidrogênio retirados da glicose. Os organismos anaeróbios 
 facultativos podem realizar respiração aeróbica ou anaeróbica. Desse modo, quando há 
 escassez de oxigênio, eles realizam a fermentação como processo alternativo. É o que 
 acontece com o levedo da cerveja e as células musculares do corpo humano. Já os 
 anaeróbios estritos ou obrigatórios não dispõem de enzimas para participar das etapas da 
 respiração aeróbica, portanto, muitos podem morrer na presença de oxigênio. Por isso 
 precisam realizar o processo de fermentação. 
 As plantas são organismos autotróficos, no qual conseguem produzir seu próprioalimento 
 através da retirada do CO2 da atmosfera e da radiação solar. A combinação do CO2 e H2O 
 captados pelas plantas, são catalisadas pela energia solar e há a formação de carboidratos 
 e de O2. Esse fenômeno é denominado como fotossíntese. 
 8. A taxonomia é a ciência que estabelece critérios para classificar todos organismos de 
 acordo com suas características. A esse respeito, esclareça os critérios de classificação 
 e sua importância (karol) 
 R: A classificação biológica ou taxonomia é um sistema que organiza os seres vivos em 
 categorias, agrupando-os de acordo com suas características comuns, bem como por suas 
 relações de parentesco evolutivo. É usada a nomenclatura científica que facilita a 
 identificação dos organismos em qualquer parte do mundo. Através desse sistema 
 buscam-se conhecer a biodiversidade, descrevendo e nomeando as diferentes espécies e 
 organizando-as de acordo com os critérios que definem. 
 No sistema de classificação biológica são usadas as categorias para agrupar os organismos 
 segundo as suas semelhanças. A categoria básica é a espécie, que se define como os 
 seres semelhantes que são capazes de se reproduzir naturalmente e gerar descendentes 
 férteis. Animais da mesma espécie são reunidos em outra categoria, o gênero. Todos que 
 pertencem ao mesmo gênero são agrupados em famílias, que são agrupadas em ordens, 
 que por sua vez se reúnem em classes, reunidas em filos e por fim temos os reinos. Os 
 reinos são, portanto, a última categoria na hierarquia e se subdividem até chegar à espécie, 
 categoria mais básica. Então, temos: 
 Reino ⇒ Filo ⇒ Classe ⇒ Ordem ⇒ Família ⇒ Gênero ⇒ Espécie 
 9. O que é evolução convergente? Por que ocorre? 
 R: A evolução convergente consiste em um fenômeno evolutivo em que duas espécies sem 
 relações, ou seja, sem um ancestral em comum, apresentam uma característica 
 semelhante. Nesses casos, se observa a inexistência de um ancestral direto comum que 
 poderia ter transmitido tal característica. Este processo é muito comum e pode ser explicado 
 por meio da seleção natural, já que pressões seletivas semelhantes tendem a favorecer 
 adaptações similares. São inúmeros os exemplos de características análogas encontradas 
 na natureza. 
 10. Diferencie os três domínios apontados pela sistemática: eukarya, archaea, bateria. 
 R: Tradicionalmente, utilizamos a classificação dos seres vivos em cinco reinos: Reino 
 Monera, Reino Protista, Reino Fungi, Reino Plantae e Reino Animalia. Essa classificação, 
 apesar de ser bastante difundida, apresenta alguns problemas, como é o caso da maioria 
 dos sistemas de classificação. É por isso que novos sistemas são frequentemente criados, 
 a exemplo da classificação em três domínios, da qual trataremos a seguir. Os domínios são 
 uma categoria superior a reino e dividem os seres vivos em três grupos diferentes: dois 
 grupos de procariontes e um grupo de eucariontes. Essa classificação em domínios foi 
 proposta por Carl Woese, em 1977, um pesquisador que utilizava a filogenia molecular para 
 apoiar suas conclusões. De acordo com essa classificação, existem três domínios: o 
 Domínio Archaea, Domínio Bacteria e o Domínio Eukarya. 
 Domínio Archaea: Neste grupo, encontramos os procariontes que vivem em ambientes 
 extremos, motivo pelo qual são chamados de extremófilos. Esses organismos são 
 encontrados em locais com temperatura muito elevada ou, ainda, locais ricos em metano ou 
 enxofre. Entretanto, vale salientar que existem Archaea em ambientes não extremos. Ainda 
 nesse grupo, são encontrados apenas organismos unicelulares, com nutrição autotrófica ou 
 heterotrófica. Inicialmente, acreditava-se que Archaea eram ancestrais das bactérias, 
 entretanto, hoje sabe-se que esse grupo é o mais próximo evolutivamente dos eucariontes. 
 Domínio Bacteria: existe, nesse grupo, uma grande quantidade de organismos procariontes, 
 os quais incluem as bactérias causadoras de doença em humanos e aquelas encontradas 
 no ambiente em geral, como água e solo. Nesse grupo, encontramos apenas organismos 
 unicelulares e que possuem nutrição autotrófica ou heterotrófica. 
 Domínio Eukarya: Neste domínio, encontramos todos os seres eucariontes, ou seja, os 
 organismos que apresentam núcleo celular verdadeiro. Todos os protozoários, algas, 
 fungos, plantas e animais estão incluídos neste grupo. Encontramos nesse domínio, 
 portanto, organismos uni ou pluricelulares, e com nutrição autotrófica ou heterotrófica. 
 11. Diz-se que os micro-organismos são os reis da adaptabilidade. Esclareça o por que 
 dessa afirmação e explique quais as estratégias utilizadas para alcançar tamanha 
 capacidade de adaptação. 
 R: A Seleção Natural foi e é aceita até hoje como um dos fatores evolutivos que gera 
 adaptação e diferenciação entre as espécies, e neste contexto a adaptabilidade dos 
 microorganismos se deve ao fato do rápido crescimento de suas comunidades. No próprio 
 ciclo de crescimento propospo para estes, durante o período de tempo que se segue à 
 inoculação do meio de cultura, as células do microrganismo têm normalmente que se 
 adaptar ao novo meio. Durante este período inicial, pode, pois, não ocorrer multiplicação 
 celular, pelo menos em condições de equílibrio. Durante este período verifica-se, por 
 exemplo, a síntese de novas enzimas. Estas podem ser necessárias à síntese de 
 compostos essenciais ao crescimento e que não se encontrem presentes no meio de 
 cultura ou para a hidrólise ou metabolização dos compostos presentes e que são as únicas 
 fontes de carbono, azoto, etc, a que o organismo não se encontra adaptado. Esta fase dita 
 de latência pode ter uma duração mais ou menos extensa consoante o estado fisiológico da 
 cultura usada como inóculo e as condições de crescimento. Por exemplo, a presença de 
 uma % elevada de células não-viáveis no inóculo, um meio de cultura contendo um 
 nutriente essencial difícil de metabolizar ou a incubação em condições ambientais de 
 stresse a que o organismo não se encontra adaptado, conduzem normalmente a fases de 
 latência extensas. 
 12. Detalhe e explique os fatores físicos e químicos relacionados ao crescimento 
 microbiano. 
 R: Quatro condições físicas principais influenciam o crescimento de um microrganismo: 
 temperatura, pH, atmosfera gasosa e pressão osmótica. O cultivo bem sucedido dos vários 
 tipos de microrganismos requer uma combinação de nutrientes apropriados e de condições 
 físicas adequadas. As espécies de microrganismos encontrados em dado ambiente e as 
 velocidades nas quais elas crescem podem ser influenciadas pelos fatores físicos e 
 químicos. 
 FOTOTRÓFICOS: utilizam a energia luminosa e transformam-na em energia química que é 
 armazenada em carboidratos e outras moléculas por meio da fotossíntese. Sintetizam 
 moléculas a partir do dióxido de carbono fornecendo substâncias orgânicas, que são a base 
 da cadeia alimentar para outros organismos. Ex: plantas verdes, algas, cianobactérias e 
 bactérias fototróficas. 
 FOTOAUTOTRÓFICOS: são capazes de crescer utilizando como únicafonte de carbono o 
 CO2. Estes microrganismos utilizam a energia luminosa para reduzir o CO2 a compostos 
 orgânicos. No metabolismo destes microrganismos ocorrem dois tipos distintos de reações: 
 (1) para a formação de ATP e (2) para a redução do CO2 a compostos orgânicos. Para o 
 crescimento destes microrganismos a energia vem do ATP e os doadores de elétrons para 
 a redução do CO2 são originários do NADH (ou NADPH), os quais são produzidos pela 
 redução do NAD+ (ou NADP+ ). As bactérias fotoautotróficas utilizam como doadores de 
 elétrons, por exemplo, H2S, S0 , S2O3 2- ou H2, já as plantas, as algas e as cianobactérias 
 utilizam H20. Quando H2O é oxidado tem-se a geração de O2 e, por isso, o processo de 
 fotossíntese destes microrganismos é denominado de fotossíntese oxigênica. Contudo, em 
 muitas bactérias fototróficas, a água não é oxidada e, assim, o O2 não é gerado, sendo o 
 processo denominado de fotossíntese anoxigênica 
 FOTOHETEROTRÓFICOS: utilizam como fonte de carbono compostos orgânicos, como 
 carboidratos e ácidos orgânicos. 
 QUIMIOHETEROTRÓFICOS: obtêm sua energia a partir da oxidação de compostos 
 orgânicos. Ex: bactérias que usam carboidratos, ácidos orgânicos e proteínas como fonte 
 de energia. As bactérias quimioheterotróficas variam consideravelmente em relação às 
 exigências de substratos orgânicos, por exemplo, bactérias da Família 
 Methylomonadaceae, usam o metano (CH4) e outros compostos com um carbono como 
 única fonte de energia e carbono; e são consideradas metilotróficas; enquanto, espécies de 
 Pseudomonas podem usar 100 tipos diferentes de compostos orgânicos e, devido a essa 
 capacidade, estão amplamente distribuídas na água e no solo. Algumas bactérias, por sua 
 vez, são versáteis podendo exibir metabolismo fotoautotrófico na presença de luz e, ainda, 
 podem crescer quimioautotroficamente no escuro, usando compostos como sulfeto de 
 hidrogênio (H2S), tiossulfato (S2O3-) e hidrogênio molecular (H2) como fontes de energia e 
 CO2 como fonte de carbono. Ainda há aquelas que podem usar compostos orgânicos como 
 fonte de carbono e são denominadas fotoheterotróficas, ou ainda na presença de oxigênio 
 (condições aeróbias) e na ausência da luz, podem crescer como quimioheterotrófica. 
 QUIMIOLITOTRÓFICOS: obtêm sua energia da oxidação de compostos inorgânicos, tais 
 como sulfeto de hidrogênio (H2S), hidrogênio (H2), nitrito (NO2 -), amônia (NH3) e íons 
 ferro (Fe2+). 
 13. Determinado organismo decompositor aneróbio de esgotos possui tempo de 
 geração de 25 minutos. Faça uma tabela e um gráfico demonstrando o crescimento de 
 um micro-organismo da 1º até a 15º geração. 
 R: 
 14. Determinado organismo decompositor aneróbio de esgotos possui tempo de geração 
 de 25 minutos. Estabeleceu-se um cultivo dessa espécie às 10hs do dia 10 de 
 novembro de 2016 a partir de uma única célula. Algum tempo depois, são encontrados 
 33.554.432 organismos nesse mesmo cultivo. Esclareça em que dia e hora essa 
 medição foi realizada e em que geração o cultivo se entrava. 
 R: 
 15. Qual o objetivo de utilizar-se a função logarítmica na representação do crescimento e 
 decaimento microbiano? 
 R: Devido a velocidade de crescimento e decaimento microbiano a representação gráfica 
 exponencial dificultaria a visualização, sendo assim, para facilitar essa representação 
 gráfica é utilizada a função logarítmica. 
 16. Discorre a respeito de fatores que provoquem o decaimento microbiano. Procure fazer 
 essa discussão aplicada ao saneamento e meio ambiente. 
 R: Muitos fatores podem influenciar no decaimento microbiano, um exemplo muito comum é 
 o uso de cloro nas estações de tratamento de água e esgoto outro método também 
 utilizado em estações de tratamento são os leitos de secagem para lodo, após sua 
 secagem e decaimento microbiano este lodo pode ser descartado de forma correta. No 
 meio ambiente um fator que causa o decaimento é a chegada de esgoto nos leitos de 
 rios, outro ponto que pode ser destacado em relação ao decaimento microbiano é a 
 disponibilidade de alimentos no meio. 
 17. Faça um esquema e explique as curvas de sobrevivência do tipo I, II e III. 
 R: 
 É representada por indivíduos que têm o risco de morte que vem aumentando ao longo da 
 vida, um exemplo é o ser humano. 
 É representada por indivíduos que têm taxa de mortalidade constante por toda vida, um 
 exemplo seriam os microorganismos. 
 É representada por indivíduos que apresentam altas taxas de mortalidade no início da vida, 
 um exemplo seriam os girinos. 
 18. Diferencie as espécies R e K estrategistas. 
 R: As espécies R estrategistas são aquelas que se multiplicam de forma rápida, produzindo 
 um número de descendentes muito grande a cada ciclo reprodutivo, além de apresentarem 
 altas taxas de mortalidade no início da vida, na maioria das vezes não há cuidado parental. 
 Já as espécies K estrategistas tendem a preparar sua prole para a competição por alimento, 
 ou seja, existe um cuidado parental, além de apresentarem um tempo de vida mais longo 
 comparado aos R estrategistas, outro ponto a se destacar sobre os K estrategistas e que 
 por se tratarem de seres que vivem em um ambiente de competição elevada acabam 
 dependendo mais mais de energia no crescimento, assim produzindo proles menores com 
 maior tamanho corporal. 
 19. Diferencie condições de recursos. 
 R: Condições são características físicas, químicas e bióticas do ambiente sujeitas a 
 variações temporais e de intensidade, normalmente não são consumidas nem esgotadas 
 pelas atividades dos organismos. 
 Recursos são substâncias ou objetos exigidos por um organismo para sua sobrevivência, 
 crescimento ou reprodução, por exemplo: nutrientes, água, luz e parceiros sexuais. 
 20. De que forma as condições podem funcionar como estímulo? 
 R: As condições são características físicas e químicas do ambiente, tais como sua 
 temperatura, umidade e, em ambientes aquáticos, o pH. 
 Tais condições são essenciais em processos de Reprodução, Crescimento e Sobrevivência 
 (RCS) das espécies e podem ser representadas numa curva de crescimento que retrata o 
 desempenho de espécies em diferentes condições. Adicionalmente, tais condições também 
 desenvolvem certos estímulos aos organismos, tais como o fotoperíodo em organismos 
 fotossintetizantes, que tem uma grande importância no saneamento. Estímulos podem 
 afetar toda a cadeia dos indivíduos, se convertendo em fenômenos como dormência, 
 floração, migração ou espessamento de pele em organismos diversos. Por exemplo: 
 floração de algas, e indivíduos hibernantes. 
 21. Exponha e explique a classificação proposta para os organismos baseada nos recursos 
 que estes consomem. 
 R: Classe dos Decompositores: que se alimentam de vegetais e animais mortos. 
 Classe dos Parasitos: que se alimentam de um ou muito poucos vegetais ou animais 
 hospedeiros vivos, mas geralmente não matam seus hospedeiros, ao menos não 
 imediatamente. 
 Classe dos Predadores: que, durante a sua vida, comem muitas presas, tipicamente 
 matando-as. 
 Classe dos Pastejadores: que, durante a suavida, consomem partes de muitas presas, mas 
 geralmente não as matam, ao menos não imediatamente. 
 22. Faça um texto crítico em que você aborde os temas sustentabilidade, conservação e 
 degradação de habitats no âmbito da ecologia. 
 R: Aspectos como o crescente avanço tecnológico, aumento da produção e do incentivo ao 
 consumo, aumento sem planejamento das populações urbanas, somados a falta de 
 conscientização e de informação pela população em geral, são alguns dos fatores que 
 contribuem para o aumento da degradação ambiental, que tem apresentado consequências 
 cada vez mais graves ao meio ambiente, tanto quantitativamente como qualitativamente. 
 A pressão sobre a biodiversidade ocorre em todos os biomas, em razão, principalmente, do 
 desenvolvimento desordenado de atividades produtivas. A degradação do solo, a poluição 
 atmosférica e a contaminação dos recursos hídricos são alguns dos efeitos nocivos 
 observados. 
 Como consequência desta degradação, temos a destruição de diversos habitats, diminuição 
 da qualidade de vida para diversas espécies, incluindo o ser humano, e a redução da 
 biodiversidade. 
 Desenvolvimento sustentável - ou Sustentabilidade - é o modelo de desenvolvimento capaz 
 de suprir as necessidades da geração atual, garantindo a capacidade de atender as 
 necessidades das futuras gerações. É o desenvolvimento que não esgota os recursos para 
 o futuro. 
 Estudos apontam o nascimento de uma geração de pessoas mais conscientes e engajadas. 
 Cada vez mais, a sociedade se preocupa com a origem dos produtos que produz e 
 consome no seu cotidiano e qual o impacto daquela ação no meio ambiente. Esta mudança 
 vem se traduzindo no surgimento de novos conceitos e estratégias, como o ESG 
 (Environmental, Social and Governance). 
 Por isso, é importante alcançarmos a consciência de que o meio ambiente não é formado 
 apenas por vegetações e animais. Meio ambiente caracteriza-se por uma interação entre 
 fatores bióticos e abióticos e, muito embora o ser humano tenha dificuldades para se 
 enxergar nesse processo, ele faz parte do meio ambiente. 
 23. À luz da biologia aplicada ao meio ambiente, discuta a participação e aplicação dos 
 micro-organismos no solo, água, ar e principais ciclos biogeoquímicos. 
 R: No solo: a microbiologia do solo é o estudo de organismos que vivem no solo, sendo o 
 principal foco suas atividades metabólicas e tarefas no fluxo de energia e ciclagem de 
 nutrientes associadas a produtividades primárias. Microrganismos do solo, em conjunto com 
 a biota total e, especialmente, a vegetação superior, constituem um dos cinco fatores que 
 interagem na formação do solo. Em termos de diversidade, o solo é local de inúmeras e 
 variadas populações de todos os tipos de microrganismos. Os maiores grupos de 
 organismos incluem os vírus, bactérias, fungos, algas e macro fauna. 
 Na água: grande parte da matéria orgânica presente nos corpos d’água é degradada por 
 microrganismos aeróbios, num processo chamado de autodepuração. No entanto, o 
 excesso de carga orgânica em um corpo receptor resulta no aumento da densidade 
 microbiana e, consequentemente, no consumo excessivo do Oxigênio Dissolvido (OD) na 
 água, diminuindo drasticamente suas concentrações naturais. 
 No ar: repositório de flora microbiana transitória e variável, que usa a atmosfera como meio 
 de transporte, não sobrevivência. Estão presentes microrganismos como fungos, bactérias, 
 vírus, pólen e mesmo algas. Trata-se de importante via de transmissão de doenças. 
 Ciclos biogeoquímicos: 
 Ciclo do Carbono 
 Ciclo do Nitrogênio 
 Ciclo do Enxofre 
 24. Quais são as principais soluções para tratamento de resíduos sólidos com 
 contaminação biológica? Discuta-as e explique-as, deixando claras as vantagens e 
 desvantagens de cada método. 
 R: As principais soluções para tratamento de resíduos sólidos com contaminação biológica 
 (patogênicos), são variadas: incineração, autoclave, microondas, biorremediação, aterros, e 
 compostagem. 
 A incineração é um processo térmico, que opera em temperaturas da ordem de 800º a 
 1000ºc. Tem como principal vantagem a redução do volume do resíduo tratado, da ordem 
 de 85% de redução. Como desvantagem da incineração, há o alto custo do processo e 
 aspectos ambientais relacionados à emissões atmosféricas. 
 A autoclavagem é um processo de esterilização a vapor, no qual se aplica vapor saturado 
 sob pressão superior à atmosfera com a finalidade de se obter a esterilização do resíduo. 
 Suas vantagens são: custo operacional relativamente baixo, não emite efluentes gasosos, 
 efluente líquido estéril, manutenção relativamente fácil e barata. 
 Aterros sanitários visam a destinação final de resíduos, que sofrem decomposição por meio 
 do processo de degradação anaeróbia. É um método que possui diversos aspectos 
 ambientais envolvidos, como a geração de gases e odores, ocupação de grandes 
 extensões de terra, incômodo a vizinhança, geração de chorume ou lixiviado. 
 Compostagem é o conjunto de técnicas aplicadas para estimular a decomposição de 
 materiais orgânicos por organismos heterótrofos aeróbios, com a finalidade de obter, no 
 menor tempo possível, um material estável, rico em substâncias húmicas e nutrientes 
 minerais formando assim um solo humífero (composto). 
 A Biorremediação é o processo pelo qual organismos vivos tais como, microrganismos, 
 fungos, plantas, algas verdes ou suas enzimas são utilizados para reduzir ou remover - 
 remediar - contaminações no ambiente. 
 25. Quais são os tipos e como funciona o processo de biorremediação? 
 R: A Biorremediação é o processo pelo qual organismos vivos tais como, microrganismos, 
 fungos, plantas, algas verdes ou suas enzimas são utilizados para reduzir ou remover - 
 remediar - contaminações no ambiente, e divide-se nos seguintes tipos: 
 - Fitoextração: acumulação de metais ou contaminantes orgânicos nas folhas, caules 
 e raízes; 
 - Fitoestabilização: imobilização dos contaminantes nas raízes ou no solo; 
 - Fitodegradação: degradação dos contaminantes orgânicos por ação enzimática; 
 - Fitovolatilização: volatilização dos contaminantes através das folhas; 
 - Fitoestimulação: estimulação de micro-organismos que degradam compostos 
 orgânicos. 
 26. Como funciona o processo de degradação de resíduos sólidos nos aterros sanitários? 
 Qual a participação dos micro-organismos e quais os subprodutos de degradação? 
 R: As bactérias são microrganismos, predominantemente unicelulares, procariontes 
 protistas, estão presentes na natureza e apresentam um papel importante na degradação 
 da matéria orgânica presente nos resíduos sólidos. 
 A degradação de resíduos sólidos acontece através da ação química e bacteriológica. 
 Inicialmente em condições aeróbias (na presença de oxigênio) e após os resíduos serem 
 recobertos, o fluxo de ar é impedido ou reduzido, estabelecendo assim as rações 
 anaeróbias (sem a presença de oxigênio). 
 Como subproduto da degradação é gerado biogás e lixiviado. 
 27. Descreva o processo de compostagem e suas aplicações. 
 R: A compostagem é um processo biológico onde microrganismos transformam matéria 
 orgânica em adubo. 
 A compostagemocorre sem a intervenção humana, exemplo são os restos de animais e 
 vegetais que são decompostos e transformados em húmus de forma espontânea. Os 
 humanos recriaram esse processo de forma controlada, com o propósito de fertilização. 
 O processo de compostagem possui três fases: 
 - Mesofílica: é realizada por fungos e bactérias que se proliferam e fazem a 
 decomposição do lixo, esses organismos metabolizam os nutrientes com moléculas 
 mais simples, mais facilmente encontrados. Esse processo acontece em 
 temperatura aproximada de 40ºC e tem uma duração de cerca de 15 dias; 
 - Termofílica: acontece a degradação das moléculas mais complexas por fungos e 
 bactérias a uma temperatura entre 65 e 70ºC. Essa fase é mais duradoura, 
 estendendo-se por até dois meses, dependendo das características dos materiais 
 que estão sendo decompostos. 
 - Maturação: a atividade microbiana reduz, assim como a temperatura e a acidez. 
 Essa fase também pode durar até dois meses,é onde a matéria orgânica é 
 transformada em húmus, e é livre de toxicidade, metais pesados e patógenos. 
 A compostagem é aplicada para a redução do volume do lixo, produção de adubo e 
 fertilizantes naturais, enriquecimento, em nutrientes, da terra e prevenção de proliferação de 
 animais vetores de doenças, como ratos, baratas e moscas. 
 28. Os coliformes são os organismos escolhidos para monitoramento da contaminação por 
 patógenos em matrizes aquosas. Por que esse foi o grupo escolhido para esse fim? 
 R: Os coliformes são similares aos organismos patogênicos. O grupo de Coliformes é 
 dividido em Coliformes totais e termotolerantes ou fecais. 
 Os coliformes totais são encontrados naturalmente no meio ambiente como no solo, na 
 água e nos dejetos humanos ou de animais. A presença de coliformes totais, por si só, não 
 implica que a água esteja comprometida, mas pode indicar a presença de bactérias 
 potencialmente patogênicas. Os coliformes fecais são o grupo dos coliformes totais que 
 estão presentes especificamente no intestino e nas fezes de animais de sangue quente. 
 São considerados uma indicação mais precisa de contaminação fecal de animais e 
 humanos. 
 A bactérias Escherichia coli (E.Coli) é a principal espécie do grupo dos coliformes 
 termotolerantes e é considerada o melhor indicador de poluição fecal, é a única que vive no 
 intestino humano. 
 Vale destacar que a E. coli não causa problemas à saúde quando está no intestino, pois é 
 uma bactéria normal nesse local, algumas variantes podem desencadear distúrbios 
 gastrointestinais caracterizados por diarréia aquosa. 
 29. Explique qual a relação entre contaminação biológica e os processos de tratamento de 
 água e esgoto. Ainda, esclareça quais operações estão mais relacionadas à 
 descontaminação de águas e esgotos, detalhando o funcionamento de cada uma delas. 
 R: A contaminação biológica acontece quando determinado organismo encontra um 
 ambiente favorável (com nutriente umidade e temperatura adequada) para realizar seu ciclo 
 de vida. Com isso reduz a qualidade do ar, da água, do solo e dos alimentos. Portanto, 
 quando este tipo de organismo infecta o referido meio ambiente, ocorre uma contaminação 
 biológica que prejudica muitos organismos que utilizam esses recursos em seus ciclos de 
 vida. 
 Dentre os organismos que causam contaminação biológica, destacamos: 
 ● As bactérias. 
 ● Protozoários. 
 ● Cogumelos. 
 ● Helmintos. 
 ● O vírus. 
 ● Artrópodes. 
 O tratamento de água tem o intuito de abastecer a população com água potável, e o 
 tratamento do esgoto para fazer o lançamento deste esgoto sem que ocorra a 
 contaminação do corpo d´água para onde está sendo lançado. 
 No tratamento de água, é o processo de desinfeção que está relacionado a 
 descontaminação da água. Neste processo acontece a cloração, para eliminar germes 
 nocivos à saúde e garantir a qualidade da água, pode ser utilizado o hipoclorito de sódio, 
 cloro gasoso ou dióxido de cloro. 
 A desinfecção de esgotos sanitários não visa à eliminação total de microrganismos 
 (esterilização), é uma prática que busca inativar seletivamente espécies de organismos 
 presentes no esgoto sanitário, em especial aquelas que ameaçam a saúde humana. 
 30. Determinado rio de classe II (CONAMA 357/05) recebe o lançamento de esgotos 
 proveniente de uma ETE. 
 Em outro ponto, à jusante, uma indústria de laticínios deseja lançar também seus efluentes. 
 Considere: 
 a) a vazão do rio é de 200 m3/s e a concentração de coliformes de 540 org/100mL; 
 b) A ETE lança no rio 3,2 m3/s de esgoto com concentração de 5200 org/mL de coliformes; 
 c) a indústria de laticínio localiza-se à jusante, em um ponto em que o esgoto despejado 
 pela ETE chega após 0,5 dias; 
 d) essa indústria deseja lançar vazão correspondente à 0,7 m3/s e 1200 org/100mL de 
 coliformes; 
 e) considere Kb como 1,0 d-1. 
 Responda: a indústria pode lançar seus efluentes no ponto desejado? 
 R: 
 Dados: 
 Kb = 1,0 d-1 
 Rio Classe II = 1000 org/100ml 
 Qr = Vazão do Rio = 200 m3/s 
 Cr = Concentração de Coliformes no rio = 540 org/100ml 
 Qe = Vazão da ETE = 3,2 m3/s 
 Ce = Concentração de Coliformes na ETE = 5200 org/100ml 
 Qi = Vazão Indústria = 0,7 m3/s 
 Ci = Concentração de Coliformes da Indústria = 1200 org/100ml 
 Cálculo C1 , Concentração de coliformes no ponto 1, onde é feito o lançamento da ETE. 
 𝐶 1 = ( 𝑄𝑟 . 𝐶𝑟 ) + ( 𝑄𝑒 . 𝐶𝑒 ) / ( 𝑄𝑟 + 𝑄𝑒 )
 C1 = (200x540) = (3,2x5200) / (200+3,2) = 613,38 org / 100ml 
 Cálculo C2 , Concentração de coliformes no ponto 2, após 0,5 dias quando esta mistura 
 entrará em contato com o esgoto da Indústria. 
 𝐶 2 = 𝐶 1 . 𝑒 − 𝐾𝑏 . 𝑡 
 org/100ml 𝐶 2 = 613 , 38 . 𝑒 − 1 . 0 , 5 = 372 , 03 
 Cálculo C3 , Concentração de coliformes no ponto 3, onde será feito o lançamento do esgoto 
 da indústria. Será utilizada a mesma fórmula para o cálculo de C1, porém com as condições 
 iniciais sendo o ponto 2. 
 C3 = (Qr+Qe) x C2 + (Qi x Ci) / Qr + Qe + Qi 
 C3 = (200 + 3,2) x 372,03 + (0,7 x 1200) / 200 + 3,2 + 0,7 = 374, 87 org/100 ml 
 Considerando que o rio é classe II, o que permite um lançamento de 1000 org/100ml, e o 
 C3 é menor que este valor. A indústria pode fazer o seu lançamento de esgoto no rio. 
 31. Determinada ETE pretende instalar-se em um ponto do rio Galinhos enquadrado na 
 classe I (CONAMA 357/05). Essa ETE recebe vazão de esgoto equivalente à 7 m3/s e com 
 concentração de coliformes de 4.000.000 org/100 mL. Já o rio, possui vazão de 320 m3/s e 
 concentração de 165 org/100mL de coliformes. 
 Informe qual a eficiência requerida para que essa ETE opere em conformidade com a 
 legislação. 
 R: 
 Dados: 
 Nop = Rio Classe I = 200 or/100ml 
 Qe = Vazão da ETE = 7m3/s 
 Ce = Concentração de Coliformes ETE = 4.000.000 org/100ml 
 Qr = Vazão do Rio = 320 m3/s 
 Cr = Concentração de coliformes no rio = 165 org/100ml 
 Utilizando a fórmula para identificar o máximo de coliformes permissíveis 
 Nep = [Nop x (Qr + Qe) – Qr x Cr] / Qe 
 Nep = [200 x (320 + 7) - 320 x 165] / 7 = 1800 org/100ml 
 É necessário que a ETE faça o lançamento de 1800 org /100ml, ou seja, deve reduzir 
 3998000 org/100ml. Fazendo uma regra de três concluímos que deve ter uma eficiênciade 
 99,95% de eficiência no seu tratamento.