CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

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BIO = seres vivos
GEO = atmosfera, hidrosfera e litosfera
QUÍMICOS = componentes químicos 
Estudo das trocas de materiais entre componentes vivos e não vivos da Biosfera (reciclagem de materiais do Ecossistema)
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
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São os caminhos mais ou menos circulares percorridos pelos elementos químicos passando pelos organismos e voltando ao ambiente e daí novamente voltando ao organismos.
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A geoquímica é uma ciência que estuda a composição química das rochas e solo, além dos ciclos geoquímicos (troca de elementos entre os diferentes ambientes geológicos).
A biogeoquímica é o estudo das trocas de materiais entre os componentes viventes e os não viventes da biosfera.
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CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
DEFINIÇÃO
 Trata-se de movimentos cíclicos que envolvem elementos químicos presentes no meio biológico e o ambiente geológico;
 Elementos que são necessários ao desenvolvimento dos tecidos vivos;
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Ciclos Gasosos - o depósito está na atmosfera ou hidrosfera, composto dos seguintes nutrientes:
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Ciclos Sedimentares - depósito está na crosta terrestre, composto dos seguintes nutrientes:
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 Desta forma os ciclos biogeoquímicos podem ser divididos em dois tipos:
 Ciclos (de nutrientes) gasosos
 Cujo depósito ou reservatório geológico é a atmosfera: (rápidos e fechados)
 - Ciclo do Carbono;
 - Ciclo do Oxigênio;
 - Ciclo do Nitrogênio
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 Ciclos (de nutrientes) sedimentares
 
 Cujo reservatório geológico são as rochas sedimentares: ( lentos)
 - Ciclo do Fósforo;
 - Ciclo do Enxofre.
 A participação antrópica nos ciclos biogeoquímicos dá-se pela utilização do ar, da água e do solo como sumidouro de seus despejos.
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. Reservatório: Atmosfera – 21%.
.Sai: Fotossíntese
Entra: Respiração aeróbica, decomposição e combustão.
. Atuação do homem: Camada de ozônio
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FLUXO DO OXIGÊNIO
A maior fonte do oxigênio presente na atmosfera e biosfera é a fotossíntese que transforma dióxido de carbono e água em oxigênio e açúcar.
6CO2 + 6H2O + energia → C6H12O6 + 6O2
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FLUXO DO OXIGÊNIO
O oxigênio também tem um ciclo entre a biosfera e a litosfera, através das conchas de carbonato de cálcio (CaCO3) produzidas por organismos marinhos.
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FLUXO DO OXIGÊNIO
A fotossíntese nos oceanos contribui aproximadamente com 45% do oxigênio total livre no ciclo do oxigênio. O crescimento da população de organismos que fazem fotossíntese é limitada principalmente pela disponibilidade de fósforo dissolvido.
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Ciclo do Carbono
. Presente na estrutura de todas as substâncias orgânicas.
. Reservatório: Atmosfera – CO2.
. Sai: Respiração, decomposição e combustão.
. Retorno: Fotossíntese
. Atuação do homem:
. Combustíveis fósseis.
. Atuação do homem: Efeito estufa – Sempre existiu, outros gases, e aquecimento global.
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Parte dos restos de animais e vegetais pode não sofrer decomposição e transformar-se em combustíveis fósseis (carvão e petróleo). Boa parte do carbono que estava preso durante milhões de anos nessas substâncias, está sendo devolvido à atmosfera, através da queima de combustíveis.
Em conseqüência destas queimas, a concentração de CO2 na atmosfera aumentou nos últimos anos.
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EFEITO ESTUFA
O efeito estufa é hoje  uma das principais preocupações de governos e de instituições internacionais ligadas ao problema ambiental. Estimativas elaboradas há cerca de duas décadas indicavam que ele causaria o aquecimento global entre 1 e 4 º C no século 21. O melhor conhecimento hoje disponível levou a se corrigir a estimativa para baixo (1 a 1,5 ºC) e permitiu divisar melhor as possíveis conseqüências desse efeito. (Ferreira, http://ecen.com/eee26/emis_omar.htm.em 15/01/09)
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Fonte: Ferreira. em http://ecen.com/eee26/emis_omar.htm. pesquisado em 15/01/09
Resultados de medições de concentração a partir de 1750, obtidos pela análise de ar contido em camada de gelo polar, e informações sobre o estoque florestal, obtidos do exame de anéis de crescimento de árvores, permitiram estabelecer uma base de informações da qual se pode deduzir a contribuição dos combustíveis fósseis para o carbono atmosférico. 
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O carbono emitido pelas fontes bióticas e pelo uso da energia é parcialmente absorvido nos sumidouros naturais (biomassa e oceanos), ficando o restante na atmosfera. Esta última parte é a causa das preocupações a curto prazo. 
Fonte: Ferreira. em http://ecen.com/eee26/emis_omar.htm. pesquisado em 15/01/09
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Fonte: Ferreira. em http://ecen.com/eee26/emis_omar.htm. pesquisado em 15/01/09
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Reservatório: Atmosfera – 78%.
Indispensável na formação de ácidos nucléicos e proteínas.
Fixação:Descargas elétricas (raios), bactérias e cianofícias
 NO2-- NH3 ou NO3-
 Retorno: Decomposição 
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CICLO DO NITROGÊNIO
 O nitrogênio é um elemento de extrema importância, pois é componente obrigatório dos aminoácidos (formadores de proteínas) e dos nucleotídeos (que constituem os ácidos nucléicos – DNA e RNA)
 Apesar de existir em abundância na atmosfera (78%), os organismos vivos são incapazes de utilizá-lo na forma molecular (N2). 
 Reservatório: Atmosfera 
 N2 ----------------------> 78,00%
 O2 ----------------------> 21,00%
 G.N obres---------------> 0,97%
 CO2 ----------------------> 0,03%
 
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CICLO DO NITROGÊNIO
O Ciclo do Nitrogênio pode ser dividido em 4 fases:
• Fixação Atmosférica
• Fixação Biológica
• Nitrificação
• Desnitrificação
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FIXAÇÃO ATMOSFÉRICA
Nesse caso, o N2 atmosférico, se houver fornecimento de grande quantidade de energia, o que ocorre em tempestades com aparecimento de relâmpagos, é fixado, transformando-se em óxidos de nitrogênio. Estes, ao serem hidratados pelo vapor d’- água, transformam-se em nitratos, que são levados para a terra pela chuva. 
N2 + 02 ------ > NO3
 (Nitrato) 
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FIXAÇÃO BIOLÓGICA
 É a principal forma de fixação.
- Algumas espécies de cianobactérias e de bactérias são capazes de transformar o gás nitrogênio (N2) em amônia (NH3), sendo por isso chamadas fixadoras de nitrogênio.
- As plantas da família das leguminosas (soja, feijão...) apresentam em suas raízes nódulos de bactérias do gênero Rhizobium, que são capazes de realizar a fixação biológica, o que as permitem realizar técnicas de reposição de nutrientes, através de rotação de culturas e plantio simultâneo.
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NÓDULOS DE BACTÉRIAS EM LEGUMINOSAS
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NITRIFICAÇÃO
Processo que resulta em nitrato (NO3), forma absorvível pelos produtores. 
Pode ser dividido em duas fases:
a) Nitrosação
 fase em que a amônia (NH3), proveniente da fixação, excreção animal ou decomposição é convertida em nitrito (NO2) por bactérias dos gêneros Nitrosomonas e Nitrosococcus. 
b) Nitratação
Nesta fase, o nitrito obtido na nitrosação é convertido em nitrato, por outro grupo de bactérias nitrificantes, as Nitrobacter.
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Ciclo da água
. Mais abundante componente dos seres vivos.
. 75% da superfície da Terra é coberta por água.
. Menos de 1% da água está disponível para o consumo.
. Reservatório: Oceanos, rios e lagos.
. Atuação do homem – Desmatamento e eutrofização
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Ciclo Da Água
Escoamento superficial
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CICLO DO FÓSFORO
 O ciclo do fósforo é mais simples do que os ciclos do carbono e do nitrogênio, pois não existem muitos compostos gasosos de fósforo, apenas um composto de fósforo realmente importante para os seres vivos que é o íon fosfato. 
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CICLO DO FÓSFORO
O fósforo é o material genético constituinte das moléculas dos ácidos ribonucléico (RNA) e desoxirribonucléico (DNA) e componente dos ossos e dentes.
 O fósforo aparece principalmente na forma de fosfato (PO4-3), obtido
a partir da degradação das rochas (minerais).
 Drenado gradativamente para o mar, o fosfato passa por processos de sedimentação, sendo incorporado às rochas. Podendo retornar ao ecossistema terrestre por meio dos processos geológicos, como a elevação do leito no mar ou o rebaixamento do nível das águas. 
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 Existem dois ciclos do fósforo que acontecem em escalas de tempo bem diferentes. 
 Uma parte do elemento recicla-se localmente entre o solo, as plantas, consumidores e decompositores, em uma escala de tempo relativamente curta, que podemos chamar “ciclo de tempo ecológico”. 
 
 Outra parte do fósforo ambiental sedimenta-se e é incorporada às rochas; seu ciclo envolve uma escala de tempo muito mais longa, que pode ser chamada “ciclo de tempo geológico”.
 
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O sulfato (SO4) na água, constitui a principal forma disponível que é reduzida pelas plantas autotróficas e incorporadas nas proteínas, sendo o enxofre um constituinte essencial de certos aminoácidos.
Quando os cadáveres das plantas e animais são decompostos pelos microrganismos heterotróficos, desprende-se gás sulfídrico (H2S). Parte deste H2S é reconvertido em sulfato por bactérias sulfurosas especializadas (quimiossintetizantes – obtém energia a partir da oxidação química de compostos inorgânicos em vez de obtê-la a partir da luz como fazem os organismos fotossintetizantes). 
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Os sedimentos constituem o principal local onde as decomposições se processam, daí a tendência de se instalarem processos anaeróbicos, com o resultado que muito do H2S acaba não sendo oxidado mas passa não sendo oxidado mas passa para o pool de reservatório.
O ciclo do enxofre ilustra o ciclo biogeoquímico do tipo sedimentar.
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 O ciclo do cálcio  se inicia com o intemperismo das rochas calcáricas, um conjunto de modificações de ordem física  (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao longo de sua existência. 
Ciclo do cálcio
 Esse processo pode ocorrer devido a ações do clima (variação sazonal da temperatura e distribuição das chuvas), o relevo, que influi no regime de infiltração e drenagem das águas, a fauna e a flora, que fornecem matéria orgânica para reações químicas e transportam materiais, a rocha parental, com resistência diferenciada aos processos de alteração intempéricas, e, finalmente, o tempo de exposição da rocha aos agentes intempéricos. 
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A partir desse intemperismo das rochas, o cálcio (um dos oito principais componentes) é levado e incorporado ao solo, atuando como um importante agente de correção da acidez. No solo, o elemento é absorvido pelos vegetais, utilizado em vários processos vitais. 
Ciclo do cálcio
Os animais adquirem o cálcio através do consumo de vegetais e o organismo o utiliza na formação de ossos e dentes e em outros processos bioquímicos. 
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 Com a morte, e então decomposição dos animais, o cálcio presente no organismo retorna ao meio, seja à terra, aos lagos ou ao oceano, e novamente utilizado na composição de rochas calcarias, sedimentares, completando, assim, o seu ciclo. 
Ciclo do cálcio
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O cálcio é um elemento essencial para todos os seres vivos, sendo o elemento metálico mais abundante no corpo humano, processos importantíssimos à vida como a coagulação sanguínea, a condução de impulsos nervosos, a contração muscular, dependem da ação do cálcio, além dele também ser um regulador da permeabilidade celular. 
Ciclo do cálcio
Uma dieta pobre em cálcio, o organismo recorre aos ossos para suprir suas necessidades metabólicas, causando desgaste e futuras complicações, por exemplo, a osteoporose. 
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