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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).