13. Água Marinha

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Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
 
Estuário de Santos 
QUÍMICA DOS 
ESTUÁRIOS E ÁGUAS 
MARINHAS 
 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 
 
Águas Marinhas e Águas Doces 
• Possuem composições muito diferentes. 
• Transporte de materiais entre a crosta terrestre e a hidrosfera: 
processo lento que tem ocorrido durante 3,8 bilhões de anos. 
• Determinação Analítica nos Oceanos: não é possível para 
alguns componentes, mas a confirmação da existência pode 
ser feita a partir da investigação de seres vivos marinhos. 
 
Trairi Pecém Lagoa do Banana 
2 
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Estuários 
Braços de oceanos onde fluem as águas correntes. 
Muitas vidas marinhas são geradas nos estuários. 
Características dos Estuários 
Propriedades químicas e biológicas especiais 
devido à mistura de águas doces e marinhas. 
3 
• Fluxos em Águas Correntes: são 
unidirecionais 
• Fluxos em Estuários: não são unidirecionais, pois as marés 
possuem fluxos reversos. 
Rio da Prata 
Estuário de Santos 
Estuário do Tejo 
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Sedimentos em Estuários 
4 
São continuamente suspensos pelas marés: movem-se para 
cima quando estas chegam e para baixo nas vazantes 
  
Efeito Líquido: formação de regiões de elevada turbidez devido 
ao alto teor de material particulado em suspensão 
 
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Agregação de Partículas Coloidais 
O gradiente de força iônica () em estuários é acentuado: 
 
 
Material 
Coloidal 
Precipitação Coagulação 
Floculação Decantação 
 = ½ ( ci zi
2) 
5 
Colóides Inorgânicos em Estuários: argilas minerais podem ser 
consideradas os mais abundantes. 
 As partículas têm carga superficial nega-
tiva parcialmente balanceada por cátions 
adsorvidos. 
 
 • Desestabiliza 
 
 • Flocula 
• Sedimenta 
 
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Se as cargas superficiais: 
a) Não forem neutralizadas por adsorção de 
íons, os coloides tendem a permanecer em 
suspensão, devido à forte repulsão de 
cargas de mesmo sinal que impede a 
agregação e a deposição. 
 
Adsorção de zinco em 
superfícies de óxidos de 
ferro ou de alumínio em 
solos na presença do 
íon fosfato 
Precipitação Coagulação 
Floculação Decantação 
6 
b) Se forem neutralizadas, floculam: muitos 
colóides floculam na presença de eletrólitos e 
por ser um eletrólito forte, a água do mar tem 
esse papel nos estuários. 
 
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Os cátions marinhos são 
atraídos por cargas nega-
tivas das partículas de ar-
gilas aproximando-se da 
eletroneutralidade. 
As partículas adjacentes 
aproximam-se entre si e 
agregam-se  
Formação da Dupla Camada Elétrica 
7 
Estabilização 
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Atividades Microbiológicas em Estuários: Crescimento do 
Fitoplâncton: 
O meio estuarino é dinâmico 
 
8 
O processo que concentra sedimentos em estuários, 
concentra também a matéria orgânica particulada 
Efeito da Turbidez: em geral, a turbidez impede o crescimento do 
fitoplâncton. Por que? 
Mas, em estuários pouco profundos ou pouco turvos a 
luz solar incidente permite o crescimento 
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Concentração de O2 
Em alto teor de matéria orgânica, a 
velocidade de consumo de O2 pode 
exceder à quantidade fornecida 
 
 
9 
Dejetos podem reduzir a concentração a zero. 
Decréscimo da concentração 
do gás 
The Rhine River 
The Thames River 
The Harbor River 
No passado, o Rio Tâmisa servia de esgoto e a poluição causou 
decréscimo do teor de O2. Nos anos 50, após tratamento a con-
centração de O2 se restabeleceu. 
 
 
 
 
 
 
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 Composição da Água Marinha 
  Íons em Maior Teor: a composição variou pouco em milhões 
de anos, sugerindo que está relacionada aos longos ciclos 
geoquímicos. 
 
 
 
10 
  Há uniformidade na composição relativa entre diferentes 
mares devido aos contínuos e seculares movimentos das 
águas. 
 
A constante mistura tende a uma composição 
praticamente a mesma em todos os mares 
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11 
Composição Relativa Oceânica 
 
 
 
Íons 
mmol L-1 
Água 
Fluvial 
Água 
Marinha 
Na + 0,23 470 
Mg2+ 0,14 53 
K+ 0,03 10 
Ca2+ 0,33 10 
HCO3
- 0,85 2 
SO4
2- 0,09 28 
Cl- 0,16 550 
Si 0,16 0,1 
Sete íons estão em maior teor no mar e representam mais de 
99% da composição. 
 
55,04 % 
30,61 % 
 
7,68 % 
 3,69 % 
1,16 % 
1,10 % 
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A composição oceânica relativa é aproximadamente constante. 
Portanto: A análise de um único íon possibilita, por proporção, 
a determinação da concentração de todos os outros. 
 Diferença de Concentração em Oceanos e Águas Doces: função 
de 3 propriedades da água marinha: 
 1. Maior força iônica : muito alta em oceanos 
 2. Concentração de Na+ e Cl-: altas concentrações nas águas 
marinhas 
 3. Concentrações relativas praticamente constantes dos íons 
majoritários em todas as águas oceânicas. 
 
 
 
 
 
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Principais Íons: não são os mesmos nos 2 ecossistemas aquá-
ticos. 
 
 
 
O exato conhecimento da complexa composição marinha não é 
fácil, pois: 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Há grande teor de sólidos e gases dissolvidos em proporções 
e composições muito variadas 
2. A composição varia de um mar a outro 
3. É difícil analisar os constituintes minoritários 
 
 
 
 
 
 
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Podem ocorrer variações temporais ou permanentes 
de composição afetando a uniformidade: 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Em regiões de desembocadura de rios onde o 
aporte de materiais é significativo 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Em mares interiores praticamente incomunicáveis 
com oceanos livres 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Densidade da Água Marinha 
− Superfície: cerca de 1.025 kg m-3 (em geral) 
− Maiores Profundidades: 1.050 kg m-3 ou maior (devido à T e P) 
 
 
 
 
• Densidade da Água Doce: cerca de 1.000 kg m-3 
 
 
 
Mar Morto Mar Morto 
Mar Mediterrâneo 
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Salinidade, Clorinidade e Clorosidade da Água Marinha 
 
15 
Salinidade: gramas de íons inorgânicos dissol-vidos em 1 kg de água. 
Clorinidade: total em gramas de cloro, bromo e 
iodo, contida em 1 kg de água. Admite-se a 
substituição de bromo e iodo por cloro. 
Clorosidade: clorinidade por litro a 20ºC. 
É obtida multiplicando-se a clorinidade pela 
densidade da água a 20ºC. 
Clorosidade20ºC = Clorinidade x densidade20ºC 
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NaCl é o sal mais abundante (Cl- repre-
senta 55% dos sólidos dissolvidos). 
Determinação: titulação com AgNO3 
ou por medidas de condutividade. 
 
OCEANO SALINIDADE (%) 
Atlântico 3,54 
Índico 3,48 
Pacífico 3,45 
Mar: água salgada que banha os conti-
nentes e recebe diretamente influência 
terrestre. É conectado ao oceano. 
Oceano: água salgada afastada da costa e, 
portanto, não recebe diretamente 
influência terrestre. 
MAR SALINIDADE (%) 
Báltico 0,8 (baixa) 
Negro 1,7-1,8 
Mediterrâneo 3,74 
Vermelho 4,0 
Morto 27,0 (alta) 
Mar de Aral 34,8 (alta) 
16 
Mar de Aral, Ásia Central: até a década de 60 foi o 4º 
lago maior do mundo. Hoje é um lago terminal 
Mar de Aral(1983) 
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Condutividade (S/m) . 
 Água Ultrapura: 5,5 x 10-6 
 Água Destilada: 1 x 10-4 
 Água Potável: 5 x 10-3 
 Água do Mar: 5,3 
 Great Salt Lake: 15,8 (USA) 
Medida em 
mS/cm (mili-
siemens por 
centímetro) 
17 
Condutividade Elétrica da Água do Mar: função da clorinidade e 
da temperatura. As relações são praticamente lineares. 
 
 
 
o/oo = partes por mil: um teor em sal com 3,5% é equivalente a 35 
o/oo 
ou 35 g de sais por kg de água do mar. 
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Salinidade do Mar: não é uniforme variando entre os mares. As 
variações dependem de fatores aleatórios: localização, aportes 
fluviais, influência acidental de meteoros, temperatura, evapora-
ção, topografia, densidade. 
 
 
 
Mar Vermelho 
Mar Mediterrâneo 
Mar Morto 
18 
Mares com pouca comunicação com mares abertos 
possuem salinidade muito alta: Mar Morto: 40%; Mar 
Vermelho: 38%; Mediterrâneo (valores próximos) 
 
 
Mar Morto 
Águas Oceânicas Abertas: faixa estreita de 
salinidade (32 a 37%, mas a maioria é cerca 
de 35%). 
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Zonas Marinhas Próximas à Desembocadura de Rios: salinidade 
pode diminuir temporária ou permanentemente. 
Desembocadura do Rio Ama-
zonas com a ilha de Marajó. 
Mar Báltico 
19 
Região de desembocadura do Amazonas: grande 
extensão de água marinha é doce. A salinidade 
cresce gradativamente à medida que avança no 
mar. 
 
 
 
Mares com Grandes Aportes Fluviais, 
Pequena Comunicação com Mares 
Livres e Altitudes Altas: menor evapo-
ração e salinidade praticamente nula, 
tal como o Mar Báltico (0,8%). 
 
 
 
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Mares de baixa latitude, clima seco, alta 
evaporação, pouco aporte de águas flu-
viais ou meteóricas: alta salinidade. 
 
 
 
 
 
Mar de Aral(1983) 
Mar de Aral(2003) 
Peixes mortos na 
Lagoa de Araruama 
(foto 26/01/09) 
20 
Meios Hipersalinos: a salinidade 
excede à de mares comuns. 
Lagoa de Araruama (RJ): maior 
laguna hipersalina do Brasil cuja 
salinidade varia de 35 a 65% 
devido à grande evaporação, 
pouca chuva e baixo desague de 
rios. 
 
 
 
 
 
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• Mares Menores Situados em Regiões de Sucessivas Estia- 
 gens: Mar Menor da Murcia (Espanha) tem pouca comunicação 
com o Mediterrâneo e não é muito fundo. No verão a salinidade 
pode chegar a 52%. A evaporação nesses mares é muito 
acentuada: no Mar Chica de Melilla (Marrocos) pode chegar a 
17.544 m3/h. 
Mar Chica de Melilla 
Mar Menor de Murcia 
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Fosfatos e Nitratos: sais nutritivos biologicamente importantes, 
pois participam de sínteses orgânicas nos oceanos e a vida 
marinha depende de suas presenças. 
Variação Sazonal de Fosfatos Dissolvidos (DIP) 
Estão sob a forma de sais de cálcio. A concentração não é uni-
forme. Há muitas diferenças na distribuição, pois são usados 
pelo fitoplâncton na fotossíntese. 
Produção do Fitoplâncton 
Ocorre em florações periódicas (em geral, na primavera e no 
outono). 
 
22 
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• Decréscimo da concentração de fosfatos: coincide com a 
floração (primavera), pois o fitoplâncton o consome. 
• Aumento de concentração: após a floração as reservas de 
fosfatos são renovadas por aportes ou por camadas de águas 
subjacentes ou às custas de organismos mortos depositados 
no fundo dos oceanos. 
 
 
23 
Renovação de Fosfatos na Camada Superficial 
• Por aportes, sobretudo nas regiões costeiras 
• Por difusão das camadas mais profundas e concentradas 
(fenômeno “upwelling” ou ascendente) 
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24 
Nas regiões onde há afloramento a renovação de fosfatos é maior, 
sendo mais intensa a produção de fitoplâncton e outros organis-
mos. 
Em regiões mais profundas (ausência de luz), não 
há fotossíntese  não há consumo de fosfatos 
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4) Camada de fundo: grande espessura e as con-
centrações se mantêm praticamente uniformes 
25 
2) Zona com Profundidade até 500m: o teor 
de fosfato aumenta rapidamente com a 
profundidade 
3) Zona entre 500 a 1500 m: concentrações 
são máximas (Pacífico  2300 m) 
Distribuição Oceânica Vertical de Fosfato: 4 zonas 
1) Zona Superficial: concentrações muito baixas e 
distribuem-se uniformemente ao longo da 
profundidade. 
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Distribuição de Fosfatos nos 3 Oceanos 
Não é a mesma. 
No Atlântico*: as concentrações máxi-
mas situam-se a uma profundidade de 
cerca de 1000m. 
No Pacífico*: há uma zona correspon-
dente ao Atlântico, mas o máximo situa-
se em maiores profundidades ( 2300 m). 
No Índico*: a concentração é interme-
diária ( 2000 m). 
26 
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Distribuição Oceânica Vertical de Nitrato 
Semelhante aos fosfatos. 
 
27 
Atlântico*: alta concentração 
Pacífico* e Índico*: concentrações maiores. 
Os máximos situam-se entre > 500 a 1500 m 
Floração do fitoplâncton: idêntica aos 
fosfatos: decréscimo das concentrações na 
superfície e regeneração por aportes do solo 
ou por difusão através de camadas inferiores 
mais concentradas. 
Regeneração: às custas de organismos mor-
tos ou dejetos de organismos vivos. 
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Outros Compostos Nitrogenados no Mar: também estão presen-tes nitritos e sais amoniacais (menos abundantes que nitratos). 
Concentrações de Nitratos (próximo à superfície): 1 a 600 mg/L 
Concentrações de Nitritos: variam entre 0,1 a 50 mg/L 
Em certas profundidades NO2
- podem inexistir (podem variar nas 
camadas mais profundas e faltarem em camadas superiores de 
menor profundidade). 
Concentrações de Sais Amoniacais: 5 a 500 mg/L 
Em maiores profundidades a concentração pode ser pequena e 
uniforme. 
 
28 
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29 
Silicatos: também importantes sob o ponto de 
vista biológico, pois Si está presente na estrutura 
de muitas espécies da fauna e flora marinha. 
Ex.: algas diatomáceas e certas esponjas. 
Distribuição Vertical de Silicatos 
Difere muito da distribuição de 
fosfatos e nitratos, pois as con-
centrações aumentam com a 
profundidade. 
 
 
 
fosfatos 
nitratos 
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30 
Atlântico: os teores são mais 
altos em maiores profundidades. 
Índico: a distribuição é mais 
uniforme. 
 Pacífico: as concentrações são as maiores. 
fosfatos 
nitratos 
Tal como fosfatos e nitratos, na superfície 
as variações da concentração de silicatos 
dependem da floração do fitoplâncton. 
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Gases Dissolvidos na Água do Mar: O2, N2, H2, CO2, Ar, He, Ne, 
NH3, H2S. CH4 pode está presente em águas praticamente para-
das onde há processos fermentativos. 
O2 e CO2: são de maior interesse devido à relação que têm com a 
fauna e a flora marinhas. 
Comparação entre a % de Gases no Ar e em Oceanos 
GÁS ATMOSFERA ÁGUA do MAR (35‰ a 10ºC) 
N2 78,08 (> no ar) 62,0 
O2 20,95 (> no ar) 0,9 
Ar 0,93 1,7 (> no mar) 
 CO2 0,03 1,8 (> no mar) 
31 
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Oxigênio Dissolvido (OD) Na Água do Mar 
Proveniente de processos fotossintéticos ou do ar: 
6 CO2 + 6 H2O + Energia  C6H12O6 + 6 O2 
32 
Em alguns casos, a concentração pode ser mais alta, havendo 
supersaturação quando: a) a temperatura é muito baixa (solubili-
dade aumenta); b) a fotossíntese é intensa 
 O2 (atmosférico)  O2 (OD na água) 
Fatores que Influenciam o Teor (solubilidade) de OD 
 1. Temperatura: a solubilidade decresce com aumento de T. 
Para cada acréscimo de 10ºC na água, os organismos 
aquáticos necessitam do dobro de O2 
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33 
2. Salinidade: em meios muito salinos a solubilidade diminui. 
Solubilidade do Oxigênio (mg L-1) 
 
T (°C) 
Salinidade (‰) 
0 15 25 40 
0 14,6 13,2 12,3 11,1 
25 8,2 7,5 7,1 6,5 
40 6,4 5,9 5,6 5,2 
Decresce com a salinidade 
d
e
c
r
e
s
c
e
 
c
o
m
 
T
 
3. Atividade Biológica: em regiões com alta concentração de 
vegetais a [O2] durante o dia sofre grandes variações devido às 
atividades fotossintéticas. 
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34 
4. Processos de Mistura: devido aos constantes movimentos das 
águas. Em zonas onde o consumo é alto os níveis de O2 podem 
ser restabelecidos por ação das marés. 
CO2(dissolvido)  H2CO3  HCO3
-  CO3
= 
água 
Dióxido de Carbono: presente como gás dissolvi-
do e sob a forma de carbonatos e bicarbonatos: 
Importância do CO2 na Vida Marinha 
1. Participa da fotossíntese 
2. Os esqueletos de animais mari-
nhos são de natureza calcária 
(carbonatos e bicarbonatos) Conchas são carapaças protetoras dos moluscos marinhos 
e constituídas por nácar (mistura orgânica) e CaCO3. 
Anêmonas (invertebrados) 
Corais:invertebrados (mesma 
classe das anêmonas) 
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CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O  Ca
2+ + 2HCO3
- 
 
 
 
Variações da Salinidade: têm pouco efeito sobre a solubilidade 
de CaCO3. Mas: 
 
35 
  precipitação de carbonatos é favorecida 
 Equilíbrio desloca-se para a esquerda 
 
 
 
Águas superficiais com altas temperaturas (fotossíntese intensa) 
 
 Susceptíveis ao decréscimo de CO2 dissolvido 
  
O consumo de CO2 acelera a precipitação de CaCO3: 
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36 Final do Capítulo