Slides ciclo do N e contaminação das águas subterrâneas por nitrato

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CIÊNCIA TECNOLOGIA E SOCIEDADE II 
MEIO AMBIENTE E ENERGIA 
Ciclo Biogeoquímico do Nitrogênio 
Poluição/Contaminação dos solos, e das águas 
 
 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
ESCOLA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA 
ÁREA : CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE 
 
Tendo como princípio de que em 
qualquer sistema, físico, químico 
ou biológico, nunca se cria nem se 
elimina matéria, mas se 
transforma de uma forma em 
outra. 
A idéia principal nessa discussão é 
destacar a importância do 
equilíbrio entre a reciclagem e o 
consumo. 
 
Leis da 
Conservação da 
Massa e da 
Energia 
Ciclos 
Biogeoquímicos 
Fundamentos 
Científicos 
IDÉIAS CENTRAIS: Discutir os princípios científicos 
básicos e necessários para a compreensão do binômio 
energia e meio ambiente. 
 
Leis da Conservação da Massa e da Energia 
 
 
Representadas Pela Primeira Lei da Termodinâmica – Explica que em qualquer sistema 
natural, matéria e energia são conservadas, ou seja: não se criam nem se destroem 
matéria nem energia. A energia pode se transformar de uma forma em outra,mas não 
pode ser criada ou destruída. 
Segunda Lei da Termodinâmica - Explica que a qualidade da energia sempre 
se degrada para formas menos nobres (menor qualidade) Ex.nível 
trófico/cadeia alimentar, já que apenas 5% a 20% da energia passam de um 
nível trófico para outro. 
Utilizadas para o entendimento dos sistemas ambientais 
Idéia central: Compreensão das suas implicações na 
 conservação do meio ambiente 
 
Fluxo de Energia 
Energia Disponível Para Cada Nível Trófico 
(1) Energia Assimilada pelas plantas 
(2) Perda de energia na respiração vegetal 
(3) Energia disponível para os herbívoros 
(4) Perda de energia nas fezes dos herbívoros 
(5) Energia assimilada pelos herbívoros 
(6) Perda de energia na respiração dos herbívoros 
(7) Energia disponível para os carnívoros 
(8) Perda de energia nas fezes dos carnívoros 
(9) Energia assimilada pelos carnívoros 
(10) Perdas de energia na respiração dos carnívoros 
(11) Energia disponível para o nível seguinte 
 
 
 
1 
5 
4 3 
2 
6 
8 
9 
7 
10 
11 
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 Sol 
Energia dissipada nos diferentes níveis tróficos 
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R
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H
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(.
..
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O nível trófico é o nível de nutrição a que pertence um indivíduo 
ou uma espécie, que indica a passagem de energia entre os 
seres vivos num ecossistema 
Para fornecer energia metabólica 
 p/ as células 
Como as Leis da Conservação da Massa e da Energia 
tem se revelado na qualidade da água e do solo? 
 Poluição 
 Contaminação: 
 Poluição: alteração das características do meio (ar, água ou solo) por 
quaisquer ações ou interferências, sejam elas naturais ou provocadas pelo 
homem. 
A noção de poluição deve estar associada ao uso que se faz da água. 
 Contaminação: refere-se à transmissão de substâncias ou 
microorganismos nocivos à saúde (através da água, solo ou ar). O padrão de 
potabilidade da água para consumo humano é definido pela Portaria MS n. 
518/2004. 
Obs1: A noção de poluição deve estar associada ao uso que se faz da água 
OBs2: A ocorrência de contaminação não implica necessariamente um desequilíbrio 
Ecológico de um determinado sistema. 
 Degradação da qualidade do Solo e da Água 
 Indústrias 
 Esgotos 
 Fossas Sépticas 
 Lixões 
 Cemitérios 
 Chaminés das indústrias 
 Postos de Combustíveis 
Principais Fontes de Contaminação 
 Áreas de Irrigação 
 Escapamentos de 
 veículos automotores 
(a) Pontuais (b) Difusas 
(a) 
(a) (b) 
(a) 
 Degradação da qualidade do Solo e da Água 
 Resíduos sólidos, líquidos e gasosos 
 Fertilizantes Sintéticos e Defensivos Agrícolas 
 Salinização 
 Metais 
 Nutrientes 
 Organismos patogênicos 
 Sólidos em suspensão 
 Calor 
 Radioatividades 
Principais Poluentes 
 Exemplos: 
Degradação da Qualidade do Solo e da Água 
 
 Questão relacionada à contaminação das águas 
subterrâneas: Caso de Natal/RN: Nitrato (NO-3) nas águas 
subterrâneas 
 
 
 Questão relacionada aos Nutrientes (N e P): A Eutrofização 
 de mananciais superficiais 
 
 
Ciclo Hidrológico 
Fontes: Livro – Introdução a Engenharia Ambiental – Cap. 4 Ciclos biogeoquímicos;Atlas do 
meio ambiente – Le monde diplomatique Brasil, pág. 53 
Oceanos: 4.000 anos 
Tempo de residência da água 
 
Rios: 2 semanas 
Subsolo: 2 semanas a 10000 anos 
Água atmosférica: 1,5 semanas 
Solo: 2 semanas 
 a 1 ano 
CICLO DO NITROGÊNIO E A FORMAÇÃO DO NITRATO 
12 
Figura 1: Ciclo do Nitrogênio 
Fonte: Adaptado de Braga et al, 2005 
+ 
NO-2 
- 
Caso: 
Nitrato (NO3
-) nas Águas Subterrâneas de Natal 
 
 
 
 
 Degradação da qualidade do Solo e da Água 
Ocorrência de Contaminação 
nas águas subterrâneas 
• 
Quando a carga contaminante 
 Subsuperficial não está 
controlada adequadamente e 
excede a capacidade natural de 
atenuação do terreno e dos 
estratos subjacentes 
 
Nem todos os perfis do subsolo e 
dos estratos subjacentes são 
igualmente eficazes na remoção 
de contaminantes. 
 
 
Redinha Nova na época das chuvas 
CICLO DO NITROGÊNIO E A FORMAÇÃO DO NITRATO 
16 
Figura 1: Ciclo do Nitrogênio 
Fonte: Adaptado de Braga et al, 2005 
+ 
NO2 
Mecanismos de Poluição e/ou Contaminação 
Figura Esquemática: Elmo Marinho 
Quais medidas preventivas e de recuperação das 
águas subterrâneas? 
 
Mecanismos de Poluição e/ou Contaminação 
Principais Fontes: 
• Os mecanismos de poluição e/ou contaminação das 
águas subterrâneas por nitrato compreendem as 
fontes: esgotos domésticos (fossas, etc.), lixo, 
indústrias, cemitérios, áreas de irrigação (fertilizantes 
agrícolas), despejos industriais, dentre outros. 
Fonte: Cadastro de Poços de Natal / SEMARHe 
 
 
 
Riscos para a Saúde 
 
 
 
A toxidez do nitrato em humanos, por si é baixa, mas de 5 a 10% do NO3 
- ingerido 
na alimentação é convertido a nitrito (NO2 -) na saliva bucal ou por redução 
gastrintestinal (Boink e Speijers, 2001). O nitrito, entrando na corrente sangüínea 
oxida o ferro (Fe2+ _ Fe3+) da hemoglobina, produzindo a metahemoglobina. 
 
Esta forma de hemoglobina é inativa e incapaz de transportar o O2 para a respiração 
normal das células dos tecidos, causando a chamada metahemoglobinemia (Wright 
e Davison, 1964) 
 
Nas crianças lactantes - até três meses de idade é desenvolvido o processo 
denominado de “síndrome do bebê azul”. 
Leifert et al. (1999) citam que os resultados de estudos epidemiológicos para 
estabelecer a relação entre a ingestão de nitrato e câncer gastrintestinal são 
conflitantes e contraditórios. 
 
Fonte: http://www.dcs.ufla.br/hidroponia/acumulo%20de%20no3.PDF 
ACÚMULO DE NITRATO EM HORTALIÇAS E SAÚDE HUMANA1 
Prof. Valdemar Faquin - Universidade Federal de Lavras – MG 
 
 
 
• As crianças pequenas são mais susceptíveis que os adultos à formação de 
metemoglobina, devido a fatores como: 
 
• (a) sua ingestão total de líquidos por kg de peso corporal é cerca de 3 vezes 
maior que a do adulto ; 
 
• (b) a secreção gástrica ácida faz com que o pH estomacal permita a 
adaptação de bactérias redutoras de NO-3 e assim o nitrito resultante é 
absorvido; 
 
• (c) as crianças menores, por deficiência de algumas enzimas, têm maior 
dificuldade para reduzir a metemoglobina, daí a doença do bebê azul; 
 
 
Fonte: http://dx.doi.org/10.1590/S0034-89101981000200009 
Rev. Saúde Pública vol.15 no.2 São Paulo Apr. 1981 - Artigo Original: Metemoglobinemia e nitrato nas águas 
Nilda Gallego Gándara de Fernícola; Fausto Antonio de Azevedo -Divisão de Toxocologia e Ecotoxicologia da CETESB 
 
 
 
 
 
 
 
 
Riscos para a Saúde 
 
 
 
Medidas Preventivas 
• Monitoramento/Controle das concentrações de nitrato; 
 
• Saneamento ambiental; 
 
• No caso de Natal: 
Providências relacionadas ao saneamentoambiental; 
Atualmente as águas subterrâneas que apresentam 
concentrações acima de 10 mg/L de N são diluídas com as 
águas da Lagoa do Jiqui;