Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Ciclos Biogeoquímicos Professor: Carlos de Andrade Email: carlos.fand@gmail.com Ciclos Biogeoquímicos • O ciclo biogeoquímico é o percurso realizado no meio ambiente por um elemento químico essencial à vida. O termo é derivado do fato de que há um movimento cíclico de elementos que formam os organismos vivos (“bio”) e o ambiente geológico (“geo”), onde intervêm mudanças químicas. Ao longo do ciclo, cada elemento é absorvido e reciclado por componentes bióticos (seres vivos) e abióticos (ar, água, solo) da biosfera, e às vezes pode se acumular durante um longo período de tempo em um mesmo lugar. É por meio dos ciclos biogeoquímicos que os elementos químicos e compostos químicos são transferidos entre os organismos e entre diferentes partes do planeta. • Por que conhecer os ciclos biogeoquímicos? – O estudo e a compreensão dos ciclos biogeoquímicos pode ajudar a identificar potenciais impactos ambientais causados pela introdução de substâncias potencialmente perigosas nos diversos ecossistemas. Ciclos Biogeoquímicos • Os elementos essenciais a vida: – Elementos essenciais: • Nutrientes – Duas classes: micro e macronutrientes • Macronutrientes - quantidades superiores a 0,2% do peso orgânico seco: – Carbono (C), oxigênio (O), hidrogênio (H), nitrogênio (N) e fósforo (P) • Micronutrientes – quantidades inferiores a 0,2% do peso orgânico seco: – Cobre (Cu), Zinco (Zn), Boro (B) e etc... Ciclos Biogeoquímicos • Elementos essenciais fazem parte de ciclos que recebem o nome de biogeoquímicos: – Bio : porque os organismos interagem no processo de síntese orgânica e decomposição; – Geo: porque o meio terrestre é a fonte dos elementos; – Químicos: por que são ciclos de elementos. • A biogeoquímica é a ciência que estuda a troca ou a circulação de matéria entre os componentes vivos e fisico- químicos da biosfera (Odum, 1971) Ciclos Biogeoquímicos • Tipos de ciclos biogeoquímicos: – Ciclo dos elementos vitais: • Ciclos gasosos - carbono, nitrogênio e enxofre; – O reservatório é a atmosfera. • Ciclos sedimentares – fósforo, enxofre, cálcio, magnésio, potássio e silicato. – O reservatório é a litosfera. – Ciclo de um composto vital • Ciclo Hidrológico: Ciclo do Carbono Ciclo do Carbono • O reservatório de carbono é a atmosfera (CO2 ) – As plantas utilizam o CO2, água e luz solar para sintetizar os compostos orgânicos – fotossíntese. – A energia armazenada nas moléculas orgânicas é liberada no processo de respiração – quebra da molécula orgânica e liberação de energia para as atividades vitais e água. Ciclo do Carbono • Como o homem pode alterar o ciclo do Carbono? – Queima de combustíveis fósseis; – Queimadas e desmatamento; – Destruição do corais nos oceanos. Ciclo do Nitrogênio Ciclo do Nitrogênio • Envolve quatro mecanismos: – Fixação do nitrogênio atmosférico em nitrato – Amonificação – Nitrificação – Desnitrificação Ciclo do Nitrogênio • Fixação • A fixação ocorre por meio dos organismos simbióticos, de vida livre e fotossintéticos. – Espécie Rhizobium que vive em associação simbiótica com raízes vegetais leguminosas. – Vida livre – bactérias aeróbias, como azobacter e bacterias anaeróbias, como clostridium. – Fotonssintéticos - Algas (cianofíceas) bactéria Rhodospirillum. • O nitrogênio fixado no solo é rapidamente dissolvido na água e fica disponível na forma de nitrato Ciclo do Nitrogênio • Amonificação – Quando o nitrogênio orgânico entra na cadeia alimentar, ele passa a constituir moléculas orgânicas dos consumidores. O produto de eliminação dos consumidores e do protoplasma de organismos mortos e mineralizado por bactérias produzindo gás amônia (NH3) e sais de amônio (NH4). Ciclo do Nitrogênio • Nitrificação – Amônio a amônia são convertidos em nitritos (NO2 -) e, posteriormente, no processo de nitrificação de nitrito a nitrato (NO3 -) por um grupo de bacterias quimiossintetizantes. • Nitrossomonas: passagem de amônio para nitrito. • Nitrobacter: passagem de nitrito para nitrato. • É um processo aeróbico (presença de oxigênio) • Desnitrificação – Pseudomonas: passagem do nitrato para N2 gasoso. – Processo anaeróbio, ocorre em solos pouco aerados. Ciclo do Nitrogênio Ciclo do Nitrogênio • Como a ação humana pode alterar o ciclo do Nitrogênio? – Lançamento de esgotos não eficientemente tratados; – Adubação do solo: o nitrogênio em excesso pode ser carreado para o lençol freático, rios e lagos. Ciclo do Fósforo • O fósforo é um constituinte das moléculas e dos ácido ribonucléico (RNA) e desoxirribonucléico (DNA) e de ossos e dentes. • Principal reservatório é a litosfera: – Rochas fosfatadas e depósitos sedimentares. – A liberação é feita por processos erosivos na forma de fosfatos que serão utilizados pelos organismos produtores. • O ciclo é lento passando da litosfera para a hidrosfera por meio da erosão. Erosão Fluvial Erosão Marinha Ciclo do Fósforo Ciclo do Fósforo • Como a ação humana pode alterar o ciclo do fosforo? – Lançamento de esgotos não eficientemente tratados; – Adubação do solo: o fósforo na forma de fosfato em excesso pode ser carreado para o lençol freático, rios e lagos. – Mineração: rocha fosfática. Ciclo Hidrológico • Água: Principal componente dos organismos vivos – 70 a 90% do peso total. – É o solvente universal; – Ocorre em proporções variadas ao longo do planeta; – Por sua propriedade de apresentar alto calor específico (pontes de hidrogênio) atua como um regulador térmico do ambiente fazendo com que não ocorra grandes variação térmicas entre o dia e a noite nos ambientes úmidos; – A maior parte da água doce encontra-se nas calotas polares e no subsolo (aquíferos); – Os fenômenos básicos do ciclo hidrológico são a evaporação e precipitação; • As plantas retiram água do solo por meio de suas raízes e transpiram graças aos estômatos de suas folhas. – Ex: 0,5 há de milho transpira 2 milhões de litros de água em um ciclo vegetativo. • A energia solar e eólica aumenta o nível de agitação das moléculas de água na interface atmosfera – hidrosfera. Moléculas de água evaporam e ao atingir a atmosfera se expande, reduzindo a temperatura. A capacidade de armazenamento de água na atmosfera é proporcional a temperatura. • A quantidade, a distribuição espacial e a periodicidade dessas precipitações, juntamente com a evapotranspiração, é que vão determinar as características dos principais biomas. Desertos Florestas Complexo lagunar Patos-Mirim- Mangueira Geleiras Ciclo Hidrológico Ciclo Hidrológico Ciclo Hidrológico • Como a ação humana pode alterar o ciclo Hidrológico? – Elevação da temperatura média do planeta – excesso de CO2 – efeito indireto; – Uso excessivo dos recursos – aquíferos, rios e lagos - acima da capacidade de reposição. – Desmatamento: as árvores como bombas d’água, transferindo água do solo para a atmosfera – Plantio de espécies de plantas exóticas: as vezes a necessidade de água requerida é maior que a de plantas nativas o que por sua vez altera o ciclo de alguns elementos (efeito indireto).
Compartilhar