Biologia_Ambiental

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Biologia Ambiental
Definição
Biologia Ambiental é uma área da Biologia voltada para o estudo do Meio Ambiente. Desta forma, os conhecimentos de Biologia sobre animais, plantas e funcionamento dos ecossistemas são utilizados para entender melhor o funcionamento do Meio Ambiente. Esta área do conhecimento é de grande importância, pois seu estudo visa também encontrar melhores formas de preservação do Meio Ambiente.
Principais temas estudados pela Biologia Ambiental:
1. Ecossistemas
2. Fluxo e Energia na Natureza
3. Teoria Básica da Ecologia
4. Evolução dos mecanismos de adaptação dos animais
5. Educação Ambiental
6. Teoria Ecológica
7. Ecologia Humana
Diversidade 
A diversidade dentro de um habitat não deve ser confundida com a diversidade de uma região que contém vários habitats. Portanto, de acordo com a escala utilizada, pode-se distinguir três tipos de diversidade: alfa (α), beta (β) e gama (γ). A diversidade α, ou local, corresponde à diversidade dentro de um habitat ou comunidade, e é bastante sensível à definição de habitat, e à área e intensidade da amostragem. A diversidade γ, ou regional, corresponde à diversidade de uma grande área, bioma, continente, ilha, etc. A diversidade β corresponde à diversidade entre habitats ou outra variação ambiental qualquer, isto é, mede o quanto a composição de espécies varia de um lugar para outro
Microbiologia Ambiental
Definições:
Poluição Ambiental
Segundo a PNMA temos as seguintes definições:
Poluição: 
· Degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente:
· Prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
· Criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
· Afetem desfavoravelmente a biota;
· Afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
· Lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos.
Poluidor: a pessoa física ou jurídica, de direito público ou privado, responsável, direta ou indiretamente, por atividade causadora de degradação ambiental.
Poluição ou Contaminação
Poluição:
Qualquer fator que altera o aspecto do sistema original (água, ar, solo) deixando visualmente afetado
Contaminação:
Quando existem fatores além da poluição que provocam alterações químicas e físicas as características naturais. 
Fatores que Afetam a Poluição 
Fatores Meteorológicos, como:
· Temperatura
· Precipitação
· Ventos
E Condições topográficas.
Poluição Atmosférica
Atmosfera Terrestre
A Atmosfera Terrestre é fundamental para a vida no planeta, pois:
· Regula o sistema climático;
· Provem e mantém o suprimento de oxigênio necessário para a vida;
· Controla a quantidade de energia que entra e sai do planeta;
· Controla a quantidade de energia que circula internamente;
· Tem a capacidade de absorver os efluentes gasosos lançados pelas atividades humanas;
· Protege a superfície Terrestre de radiações prejudiciais aos organismos;
Existe uma dinâmica entre a atmosfera e a terra, de modo que tudo que acontece na terra é registrado pela atmosfera.
A ar atmosfera é composta por basicamente:
1. Nitrogênio (N2) (78%)
2. Oxigênio (O2) (21%)
3. Gás Carbônico ou Dióxido de Carbono (CO2) (0,03%)
4. Gases Nobres (0,91%)
5. Vapor d’água;
6. Poeira;
7. Fumaça;
· Fuligem – cor escura, é formado por substancias como o Chumbo (Pb)
· Automóveis – Fumaça contém Dióxido de Enxofre (SO2), Monóxido de Carbono (CO), Dióxido de Nitrogênio (NO2) e hidrocarbonetos.
8. Micro-organismos.
Fontes Poluidoras 
A poluição pode ser causada por fontes naturais ou antrópicas.
Com base na definição de Poluição da PNMA, pode-se concluir que a Poluição Atmosférica é o acumulo de substancias tóxicas e químicas no ambiente que possam prejudicar a saúde, bem-estar, criar condições adversas, afetar desfavoravelmente a biota, afetar as condições estéticas, devido ao lançamento em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos.	
Como a nossa sociedade é dependente de combustíveis fosseis, a maior parte dos problemas causadores de Poluição Atmosférica são decorrentes da queima destes.
A poluição atmosférica contribui para o agravamento de alguns fenômenos naturais, como o efeito estufa e o aquecimento global, os quais desestabilizam o clima e causam consequências que podem ser desastrosas para a vida na Terra. 
Aquecimento Global
Causado, principalmente, pela emissão de CO2 (Dióxido de Carbono) que é predominantemente relacionado com a queima de combustíveis fosseis. O CO2 na atmosfera retêm “calor” e influencia no aumento temperatura do planeta Terra
Efeito Estufa. 
O efeito estufa é um fenômeno natural ocasionado pela concentração de gases na atmosfera, os quais formam uma camada que permite a passagem dos raios solares e a absorção de calor.
Esse processo é responsável por manter a Terra em uma temperatura adequada, garantido o calor necessário. Sem ele, certamente nosso planeta seria muito frio e a sobrevivência dos seres vivos seria afetada.
Quando os raios solares atingem a superfície terrestre, devido a camada de gases de efeito estufa, em torno de 50% deles ficam retidos na atmosfera. A outra parte, atinge a superfície terrestre, aquecendo-a e irradiando calor.
Os gases de efeito estufa podem ser comparados a isolantes, pois absorvem parte da energia irradiada pela Terra.
O que acontece é que nas últimas décadas a liberação de gases de efeito estufa, em virtude de atividades humanas, aumentou consideravelmente.
Com esse acúmulo de gases, mais quantidade de calor está sendo retida na atmosfera, resultando no aumento de temperatura. Essa situação dá origem ao aquecimento global.
Os principais gases de efeito estufa são:
· Vapor de água (H2O): encontrado em suspensão na atmosfera.
· Monóxido de Carbono (CO): gás incolor, inflamável, inodoro, tóxico, produzido pela queima em condições de pouco oxigênio e pela alta temperatura do carvão ou outros materiais ricos em carbono, como os derivados do petróleo.
· Dióxido de Carbono (CO2): expelido pela queima de combustíveis utilizados em veículos automotores à base de petróleo e gás, da queima de carvão mineral nas indústrias, e da queima das florestas.
· Clorofluorcarbonos (CFC): composto formado por carbono, cloro e flúor, proveniente dos aerossóis e do sistema de refrigeração.
· Óxido de Nitrogênio (NxOx): conjunto de compostos formados pela combinação de oxigênio com o nitrogênio. É usado em motores de combustão interna, fornos, estufas, caldeiras, incineradores, pela indústria química e pela indústria de explosivos.
· Dióxido de Enxofre (SO2): é um gás denso, incolor, não inflamável, altamente tóxico, formado por oxigênio e enxofre. É usado na indústria, principalmente na produção de ácido sulfúrico e também é expelido pelos vulcões.
· Metano(CH4): gás incolor, inodoro e se inalado é tóxico. É expelido pelo gado, ou seja, na digestão dos animais herbívoros, decomposição de lixo orgânico, extração de combustíveis, dentre outros.
Chuva Ácida
A chuva ácida é a precipitação com a presença de ácido sulfúrico, ácido nítrico e nitroso, resultantes de reações químicas que ocorrem na atmosfera.
Todas as chuvas são ácidas, mesmo em ambientes sem poluição. Porém, as chuvas tornam-se um problema ambiental quando o seu pH é abaixo de 4,5.
Elas resultam da quantidade exagerada de produtos da queima de combustíveis fósseis liberados na atmosfera, em consequência das atividades humanas.
O dióxido de carbono (CO2) existente na atmosfera já torna a chuva levemente ácida, mesmo em condições naturais. O pH natural da água é 7 e quando em equilíbrio com o CO2 atmosférico é 5,6 - pouco ácido.
Os óxidos de enxofre (SO2 e SO3) e de nitrogênio (N2O, NO e NO2) são os principais componentes da chuva ácida. Esses compostos são liberados na atmosfera através da queima de combustíveis fósseis. Ao reagirem com as gotas de água da atmosfera, formam o ácido sulfúrico (H2SO4) e o ácido nítrico (HNO3). Juntos, esses dois ácidos provocam o aumento da acidez da água da chuva.
Os países industrializados são os mais afetados pela chuva ácida. Porém, os poluentes podem ser levados pelascorrentes de ar para locais distantes.
Para a natureza, as consequências da chuva ácida são a destruição da cobertura vegetal, acidificação dos solos e das águas de rios e lagos.
Quando a acidificação atinge o solo e as águas de rios e lagos, os seres vivos que habitam esses locais são afetados. A água e o solo se tornam impróprios para abrigar alguns organismos, levando-os a morte.
A chuva ácida também pode causar a corrosão de mármores e calcários e a oxidação de metais em monumentos históricos, como prédios e estátuas.
Inversão Térmica
A Inversão térmica é um fenômeno natural registrado em qualquer parte do planeta, que corresponde à inversão das camadas atmosféricas (em escala local) de forma que o ar frio permanece em baixas altitudes e o ar quente nas camadas mais elevadas.
Dessa maneira, ocorre assim, uma desestabilização momentânea da circulação atmosférica e alteração na temperatura.
Normalmente a inversão térmica acontece no final da madrugada e no início da manhã, em particular, no período do inverno, visto que nessa estação tanto o solo quanto o ar, registram temperaturas mais baixas que próximas do solo, podem chegar abaixo de 4ºC.
Com isso, resulta na impossibilidade do ar frio se elevar, ficando retido nas camadas mais baixas da atmosfera, enquanto o ar relativamente mais quente, que ocupa as camadas mais elevadas da atmosfera, não consegue descer.
Portanto, ocorre, desta forma, uma estabilização temporária da circulação atmosférica, em escala local, onde se verifica uma inversão das camadas ou a chamada Inversão Térmica: o ar frio (mais denso) permanece abaixo e o ar quente (menos denso) acima.
Logo após o nascer do sol, a inversão térmica começa a se desfazer mediante o gradativo aquecimento do solo e do ar, de modo que o ar aquecido que se forma sobe, e proporcionalmente, o ar resfriado cai, voltando a normalidade da circulação atmosférica no ambiente.
Efeito Tampão
Surge com a chegada do verão, cujas massas de ar quente, provenientes do oceano formam um tampão sobre a cidade, que é cercada de morros.
Essa camada de ar quente impede a subida do ar frio que está próximo ao solo, resultando numa inversão térmica natural. No entanto, o "efeito tampão", por impedir a subida do ar frio, permite a concentração de toneladas de poluentes nas camadas mais baixas da atmosfera.
Protocolo de Quioto
Previa como meta geral a redução da emissão de gases de efeito estufa em 5,2% entre 2008 e 2012 com base nos níveis de 1990.
Essa redução deveria ser feita pelos países industrializados que podiam, como forma de compensação de metas, comprar créditos de carbono gerados por projetos de Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL) realizados em países em desenvolvimento.
A principal base do comercio de emissões é a compra e a venda de CERTIFICADOS de Dióxido de Carbono (CO2). As empresas que reduziram suas emissões de CO2, através da implantação de tecnologias inóculas ao meio ambiente, podem vender os certificados de dióxido de carbono, recebendo uma renda financeira direta. Por outro lado, as empresas que não puderam cumprir as cotas de redução de emissões adquirem/compram um “direito à poluição”, juntamente com os certificados comprados.
Tipos de Poluentes
Poluentes Primários
São aqueles que são emitidos diretamente pelas fontes para a atmosfera. Como:
· CO2 (Dióxido de Carbono)
· SO2 (Dióxido de Enxofre)
· NO (Óxidos de Nitrogênio)
Poluentes Secundários
São aqueles que resultam de reações químicas que ocorrem na atmosfera e onde participam alguns poluentes primários. Como o O3 (ozônio) que não é emitido mas surge na atmosfera por meio de reações químicas com outros poluentes.
Descrição, Classificação e Fontes dos Poluentes
Os poluentes são classificados de acordo com o grupo físico-químico:
Compostos de Enxofre;
Os principais compostos de Enxofre são:
· Emitidos por Fontes Naturais e Antropogênicas:
· Compostos reduzidos
· H2S (Gás sulfídrico ou ácido sulfídrico)
· SO2 (Dióxido de Enxofre)
· Gerados principalmente por Reações Químicas do SO2 na Atmosfera:
· SO3 (Óxido Sulfúrico ou anidrido sulfúrico)
· H2SO4 (ácido sulfúrico)
· Compostos Reduzidos de Enxofre
· Emitidos na atmosfera por processos naturais, como:
· Degradação Biológica marinha e terrestre
· Estações de tratamento de esgoto
· Industrias de celulose
· Em conjunto com o H2S são os responsáveis pela sensação de odor.
· O H2S (ácido sulfídrico) depois de lançado na atmosfera, em algumas horas, oxida formando SO2 (Dióxido de enxofre)
· Esses compostos odorantes, em geral, estão presentes em concentração muito baixas, insuficientes para causar danos à saúde:
· H2S gera sensação de odor a partir de 0,5 ppb, mas seu limite de toxidade é de 10 ppm
· Todavia, o odor afeta de maneira geral a qualidade de vida da população, por isso pode ser considerado um tipo de poluição.
· Óxidos de Enxofre - SO2 e SO3 – SOx
· As principais fontes emissoras são os processos de combustão a carvão e outros combustíveis fosseis contendo enxofres, além de vulcões.
· Em menor escala, o SO2 (dióxido de enxofre) também é produzido a partir da oxidação do H2S (ácido sulfídrico)
· Os efeitos dos Óxidos de Enxofre são>
· Aumenta a ocorrência de doenças respiratórias crônicas;
· Aumenta o risco de crises agudas de doenças respiratórias.
· Provoca danos nas folhas dos vegetais;
· Acelera a corrosão de materiais;
· As emissões de SO2 (Dióxido de Enxofre) e suas reações químicas formadoras de H2SO4 (ácido sulfúrico) são as principais responsáveis pelo fenômeno da CHUVA ÁCIDA.
· Ácido Sulfúrico (H2SO4)
· Formado a partir dos óxidos SO2 (Dióxido de Enxofre) e SO3 (Óxido Sulfúrico) quando estes são dissolvidos em água.
· O ácido sulfúrico (H2SO4) é extremamente danoso a saúde e ao meio ambiente devido seu poder corrosivo.
Compostos de Nitrogênio;
Compostos Orgânicos Voláteis (COVs)
Monóxido de Carbono
Dióxido de Carbono
CFC´s
Material Particulado
Poluição da Água
Assoreamento
Manutenção matas ciliares – APP – medidas preventivas 
Poluição Térmica
Maré Negra
Derramamento de Petróleo – forma uma camada superficial na água. Essa camada impede a entrada de luz solar, dificultando a fotossíntese feita por parte do fitoplâncton. Uma diminuição na população de fitoplâncton, que é base da cadeia alimentar, prejudicará os demais níveis tróficos. Além disso, essa capa de óleo superficial impede a dissolução de oxigênio prejudicando organismos aeróbicas. 
Aeróbicas vs. Anaeróbicos 
Respiração Aeróbica: são organismos que utilizam oxigênio, cadeia respiratória para a geração de ATP. Envolvendo assim, dois processos: via ciclo de Krebs e Fosforilação Oxidativa
Respiração Anaeróbica: o receptor final é diferente do O2, dependendo do tipo de microrganismo, o receptor final pode ser Nitrato, Sulfato, Carbono
Facultativos: microrganismos que crescem na presença de O2 mas também podem se desenvolver na sua ausência. 
Eutrofização
A eutrofização pode ter origem natural ou antrópica:
· Eutrofização natural: Produzida pelos próprios elementos da natureza, ocorrendo de forma espontânea e lenta.
· Eutrofização antrópica ou artificial: Quando é provocada pelo homem e tem como principal causa a poluição das águas, falta de saneamento, acúmulo de lixo doméstico, despejo de efluentes nas águas e uso de fertilizantes que contaminam o lençol freático. Ocorre de forma rápida.
A matéria orgânica é decomposta naturalmente, o seu excesso, todavia, altera esse processo fazendo com que as algas se desenvolvam e aumente a quantidade dos seres decompositores, como as bactérias aeróbicas.
Esse processo ocorre em decorrência dos dejetos humanos e de animais e dos fertilizantes dos solos, que chegam às águas aumentando a quantidade de nutrientes disponíveis e fazendo proliferar as algas, que quando morrem tornam a água turva.
As camadas que se criam sobre a água impedem a fotossíntese e sua oxigenação. Ao mesmo tempo, os decompositores e algas se proliferam, aumentando também o consumo de oxigênio, o que é chamado de DBO (demanda bioquímica de oxigênio).
A quantidade de oxigênio consumido pelas algas, bem como pelosdecompositores, não é suficiente para satisfazer os peixes, que acabam por morrer.
Em contrapartida, aumenta o número de seres que não necessitam de oxigênio, como é o caso das bactérias anaeróbicas, que contaminam e provocam doenças.
Com a falta de oxigênio na água, o ecossistema aquático passa a ser habitado por bactérias anaeróbicas, dado que essas não necessitam de oxigênio. A água fica, deste modo, contaminada e a sua utilização e consumo provocam doenças.
Poluição do Solo
Lixões, Aterros Controlados e Aterros Sanitários
Lixão:
É uma área de disposição final de resíduos sólidos sem nenhuma preparação anterior do solo. Não tem nenhum sistema de tratamento de efluentes líquidos - o chorume (líquido preto que escorre do lixo). Este penetra pela terra levando substancias contaminantes para o solo e para o lençol freático. Moscas, pássaros e ratos convivem com o lixo livremente no lixão a céu aberto, e pior ainda, crianças, adolescentes e adultos catam comida e materiais recicláveis para vender. No lixão o lixo fica exposto sem nenhum procedimento que evite as conseqüências ambientais e sociais negativas.
Aterro Controlado:
Fase intermediária entre o lixão e o aterro sanitário. Normalmente é uma célula adjacente ao lixão que foi remediado, ou seja, que recebeu cobertura de argila, e grama (idealmente selado com manta impermeável para proteger a pilha da água de chuva) e captação de chorume e gás. Esta célula adjacente é preparada para receber resíduos com uma impermeabilização com manta e tem uma operação que procura dar conta dos impactos negativos tais como a cobertura diária da pilha de lixo com terra ou outro material disponível como forração ou saibro. Tem também recirculação do chorume que é coletado e levado para cima da pilha de lixo, diminuindo a sua absorção pela terra ou eventualmente outro tipo de tratamento para o chorume como uma estação de tratamento para este efluente.
Aterro Sanitário:
Disposição adequada - antes de iniciar a disposição do lixo teve o terreno preparado previamente com o nivelamento de terra e com o selamento da base com argila e mantas de PVC, que são extremamente resistentes. Desta forma, com essa impermeabilização do solo, o lençol freático não será contaminado pelo chorume. Este é coletado através de drenos de PEAD, encaminhados para o poço de acumulação de onde, nos seis primeiros meses de operação é recirculado sobre a massa de lixo aterrada. Depois desses seis meses, quando a vazão e os parâmetros já são adequados para tratamento, o chorume acumulado será encaminhado para a estação de tratamento de efluentes. A operação do aterro sanitário, assim como a do aterro controlado prevê a cobertura diária do lixo, não ocorrendo a proliferação de vetores, mau cheiro e poluição visual.
Chorume
Formalmente conhecido como líquido percolado de aterro, o Chorume de Lixo ou Chorume de Aterro Classe 2 é o líquido proveniente da matéria orgânica em decomposição nos aterros sanitários. Por ser altamente poluente não pode ser disposto diretamente no meio ambiente, pois pode provocar a contaminação do solo, do lençol freático e de corpos d’água. É um resíduo escuro, viscoso e fétido e também atrai vetores de doenças, como moscas e roedores.
É por todos esses motivos que o tratamento do chorume tipo 2 é essencial para evitar a contaminação do solo, das águas e, principalmente, de nós humanos. No aterro sanitário, o chorume é separado do material orgânico por um sistema de drenagem, seguindo em direção às lagoas de armazenamento temporário.
Caminhões tanque transportam o chorume até uma Estação de Tratamento de Esgotos (ETE), onde ocorre a degradação biológica da sua carga orgânica. Após o processo de tratamento, a água tratada é lançada nos rios.
A principal diferença para o Chorume de Aterro Classe 1 é a presença de contaminantes físicos e químicos, como óleos e graxas, metais pesados, entre outros, oriundos dos resíduos recebidos nesse tipo de aterro.
Tecnologias
Compostagem
Processo biológico no qual a matéria orgânica de lixo é transformada em material estável e utilizável, pela ação de microrganismos presentes no lixo. Pode ser um simples pedaço de terreno onde o lixo é espalhado até se decompor ou, numa instalação moderna, onde o lixo é introduzido num digestor, de decompõe e começa a transformar-se em adubo orgânico.
Reciclagem
Pesticidas
Atingem a atmosfera, solo e água.
DDT
Não são biodegradáveis e por isso se acumulam nos organismos. Quanto mais topo de cadeia alimentar for o organismo, maior o acumulo de DDT.
Biodegradáveis vs. Bioacumulativos 
Poluição Radioativa
Problemas Nucleares
Chernobyl 
Césio 137 
Poluição radiativa causa câncer nos organismos.
Principalmente câncer na tireoide e na medula óssea.
Ciclo do Nitrogênio
Fixação: 
Consiste na transformação do nitrogênio gasoso em substâncias aproveitáveis pelos seres vivos (amônia e nitrato). Os organismos responsáveis pela fixação são bactérias, retiram o nitrogênio do ar fazendo com que este reaja com o hidrogênio para formar amônia. A amônia pode ser produzida por dois tipos de biofixadores de vida livre: bactérias dos gêneros Azotobacter (aeróbias) e Clostridium (anaeróbias)
Amonificação: 
Parte da amônia presente no solo, é originada pelo processo de fixação. A outra é proveniente do processo de decomposição das proteínas e outros resíduos nitrogenados, contidos na matéria orgânica morta e nas excretas. Decomposição ou amonificação é realizada por bactérias e fungos.
Nitrificação: 
É o nome dado ao processo de conversão da amônia em nitratos. A conversão dos íons amônio em nitrito e nitrato é conhecida por nitrificação, que ocorre pela ação de bactérias nitrificantes (Nitrosomas, Nitrosococus, Nitrobacter).
Desnitrificação:
As bactérias desnitrificantes (como, por exemplo, aPseudomonas denitrificans), são capazes de converter os nitratos em nitrogênios molecular, que volta a atmosfera fechando o ciclo.
Macronutrientes e Micronutrientes
Macronutrientes: 
N, P, K, Ca, Mg, S
Micronutrientes: 
Fe, Mo, B, Mn, Cl, Cu, Zn.