CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Prévia do material em texto

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS: A MATÉRIA EM MOVIMENTO 
 A circulação de matéria, no ecossistema, possui uma diferença radical com a de 
energia. Enquanto que o fluxo de energia é unidirecional; o da matéria é cíclico, graças 
a ação dos decompositores que a torna disponível para os produtores. Tratam-se de 
substâncias químicas (nutrientes) indispensáveis à síntese de matéria orgânica e ao 
funcionamento do organismo. Como existem em quantidade limitada no ambiente, 
devem, portanto, ser reciclados; o que torna obrigatória a troca recíproca e permanente 
de elementos químicos entre os seres vivos (biocenose) e o meio ambiente (biótopo). 
 O movimento desses materiais pelo ecossistema é denominado ciclo 
biogeoquímico porque envolve compartimentos - que armazenam os materiais e o 
transferem para outros - de natureza biológica (seres vivos), e geológica (solo, 
atmosfera e mares), por onde passam substâncias químicas. São distinguidos em função 
do elemento (carbono, nitrogênio, oxigênio) ou substância (água) química que circula. 
 Entre os compartimentos que compõem o ciclo biogeoquímico, há um que 
armazena a maior quantidade de nutriente, sendo chamado de reservatório; que, via de 
regra, não é de natureza biológica. 
 Cada ciclo pode ser caracterizado pelo estoque (quantidade do nutriente 
existente em cada compartimento); pelo tipo de reservatório e pela taxa (velocidade) de 
movimento do nutriente entre dois compartimentos, chamada taxa de fluxo. 
 Há dois tipos de ciclos biogeoquímicos: sedimentar e gasoso. O sedimentar ou 
local, no qual o reservatório é a crosta terrestre e que ocorre dentro dos limites de um 
ecossistema, tendo âmbito local, como ocorre com o enxofre e o cálcio. O ciclo gasoso 
ou global tem como reservatório a atmosfera ou os mares e seu âmbito é amplo, 
envolvendo todo o planeta. Tal é o caso da água, carbono, nitrogênio e oxigênio. 
 O conhecimento da estrutura e dinâmica dos ciclos biogeoquímicos é de 
fundamental importância porque as atividades humanas introduzem nos ecossistemas, 
várias substâncias novas e com potencial efeito tóxico, que estabelecem padrões de 
ciclagem biogeoquímica, causando danos por onde passa. Outra conseqüência negativa 
da ação humana pode ser o bloqueio ou alteração dos ciclos biogeoquímicos naturais, 
tornando-os acíclicos. Com isso, há uma perda de recursos naturais deixando pobre os 
ecossistemas, ou mesmo, degenerando-os. 
 A recuperação de ciclos biogeoquímicos em processo de degeneração, que exige 
transformar processos acíclicos em cíclicos, é aspecto prático de capital importância na 
Ecologia moderna. 
CICLO DA ÁGUA 
 A água é o constituinte orgânico mais abundante nos seres vivos e, por isso, o 
mais essencial para a manutenção da vida. A própria biomassa dos ecossistemas é 
proporcional ao índice pluviométrico. 
 Há muito mais água associada aos minerais das camadas geológicas mais 
profundas - e, portanto, indispensáveis aos seres vivos - do que no ciclo da água (ou 
ciclo hidrológico). Desta, 97% está no reservatório (os oceanos). O reservatório de água 
doce são as geleiras, que possuem 77% dela. 
 O ciclo da água consiste na evaporação, formação de nuvens e precipitação sob a 
forma líquida (chuva, orvalho, nevoeiro) ou sólida (neve, granizo). A presença da 
vegetação atua mantendo a umidade atmosférica, regulando as chuvas e protegendo o 
solo da erosão. Já nas cidades e áreas desmatadas ocorre o fenômeno inverso. Além 
disso, estando o solo impermeabilizado (pela cobertura de asfaltos e construções), a 
água da chuva é rapidamente escoada e perdida para os rios. 
 As atividades humanas são, agora, capazes de causar impactos significativos 
sobre o ciclo da água. O principal deles é a retirada da água dos rios e lagos para 
consumo humano - que seguiria para os oceanos. Estima-se que para o fim do século 
XX, 75% dessa água seja retirada, nos EUA. A conseqüência imediata disso seria uma 
maior taxa de evaporação continental e, em decorrência, um aumento sensível nas 
chuvas sobre áreas continentais. 
Acidente nuclear de Chernobyl e chuva radiativa 
 25 de abril de 1986. Data prevista para o inicio de trabalhos rotineiros de 
manutenção na unidade 4 da usina nuclear de Chernobyl próximo a Kiev, no sudoeste 
da antiga União Soviética. 
 Houve, no entanto, uma pequena mudança no cronograma original, planejada 
com a antecedência de praxe nestes casos. Antes do desligamento da unidade, o 
engenheiro eletricista - que não dominava profundamente as peculiaridades deste tipo 
de reator - no comando da operação ordenou a execução de uma experiência, destinada 
a testar a melhor forma de reagir a uma queda na alimentação elétrica dos sistemas de 
controle e manutenção. 
 A realização da experiência exigiu o desligamento do sistema de resfriamento de 
emergência e o uso de controles manuais, no lugar dos mais seguros mecanismos 
automáticos. O engenheiro responsável sentia-se seguro de si. Então, uma 
impressionante sucessão de equívocos se deu, sequer detidos diante dos disparos dos 
alarmes, ignorados pelo confiante engenheiro. 
 O procedimento do teste continuou até a madrugada do dia seguinte. À 1:23 
horas a potência do reator começou a subir lentamente, além do previsto. Foi dada a 
ordem de desligá-lo, introduzindo todas as barras de controle. Mas elas ficaram 
bloqueadas no meio do caminho pela enorme pressão de vapor que percorria os tubos de 
circulação. Ouviu-se um estrondo não muito forte. O operador desligou os motores, 
movendo as barras na esperança de que caíssem pela força da gravidade. Mas isso não 
ocorreu; já haveria danos irreparáveis no núcleo do reator. 
 À 1:24 horas ocorreram duas explosões em seqüência, espalhando no ar 
centelhas e pedaços de material incandescente. Peças foram lançadas até o telhado e a 
sala de operações. Iniciaram-se vários incêndios. A tampa de cimento do reator, de 700 
toneladas, foi violentamente levantada e jogada fora. Com a força da explosão, a 
máquina de carga de combustível caiu sobre o reator, aumentando a destruição. 
 O aquecimento excessivo da água do reator e reações químicas com o bloco de 
grafite produziram uma nuvem de vapor radioativo (com partículas de iodo, criptônio, 
xenônio, terúlio e césio) que escapou para a atmosfera. 
 Até o final do dia, já haviam dois mortos e 132 hospitalizados, dos quais 29 
faleceram dias depois. 
 A nuvem de material radioativo atingiu logo uma altura de 1200 metros e seguiu 
em direção a Europa Central e Escandinávia. Dez dias depois já havia alcançado 12.000 
metros de altura e se espalhando, também, pela Ásia. 
 Esse vapor radioativo passou a integrar o ciclo hidrológico e desceu à terra por 
meio de precipitação, formando a chuva radiativa. Quando os produtores absorvem a 
água radiativa acumulam a radiação e passam-na para outros níveis tróficos, sendo 
máxima no último consumidor da cadeia alimentar, geralmente o ser humano. 
 Uma das unidades de medidas usada para quantificar a dose recebida de radiação 
é o rad, correspondente a absorção de energia na ordem de 100 ergs por grama de 
tecido corporal. 
Efeitos de uma exposição aguda, alta dose em pouco tempo. 
Dose (rads) EFEITO CLÍNICO 
< 100 Redução no número de leucócitos 
100 - 470 Hemorragias pelo nariz, náuseas, febre 
470 - 1200 Morte da metade das vítimas em uma semana 
1200 - 1400 Morte de todas as vítimas em uma semana 
1400 - 2500 
Morte a partir do 3º dia com lesões no sistema nervoso 
central 
 Várias pessoas que estavam na usina no momento da explosão e bombeiros que 
acudiram o local para apagar os incêndios ficaram expostos a doses de 1200 a 1600 
rads, vindo depois a falecer, como heróis nacionais. Num raio de dez quilômetros da 
usina, a radiaçãopermaneceu no valor de 870 rads durante algumas semanas. 
 Depois do acidente, muitas pessoas na União Soviética apresentaram 
hipotiroidismo (queda na produção de hormônio da glândula tiróide) e câncer, 
principalmente na tiróide, órgão que acumula o iodo radioativo. 
 As populações da quase totalidade dos países europeus não devem ter recebido 
doses de radiação significativamente maiores do que aquelas a que estão submetidas as 
populações brasileiras de nossas áreas de alta radiatividade natural como Araxá, Poços 
de Caldas, Guarapari e Morro do Ferro (MG). 
 O mais grave acidente nuclear ocorrido no Brasil não teve as dimensões de 
Chernobyl. Tratou-se mais de uma tragédia familiar que serviu de lição a todos e de 
advertência às autoridades que precisam ser mais rigorosas no controle de material 
radiativo. 
` Num ferro-velho de Goiânia, alguns sucateiros abriram uma velha e desativada 
bomba de Césio, retirada das ruínas do Instituto Goiano de Radioterapia. Sua cápsula 
possuía 19 gramas de cloreto de césio. 
 Ao ser arrombada, o brilho suave e semelhante a purpurina fascinou as vítimas, 
principalmente as crianças que chegaram a passar pelo corpo para que brilhasse no 
escuro. 
 Depois da festa, a tragédia. Dezenas de pessoas manifestaram os efeitos da 
radiação do césio-137: ulcerações, necroses, queimaduras na pele e perdas de dedos. 
Além de vários casos de invalidez, houveram muitos mortos. 
 Este infeliz episódio deve fazer as autoridades responsáveis pensarem em como 
estocar o "lixo atômico" - gerado em laboratórios, clínicas radioterápicas e usinas 
nucleares -, de modo a não permitir o escape de radiação ou o seu manejo acidental e 
inadvertido. 
CICLO DO CARBONO 
 O carbono é um elemento fundamental na formação de compostos orgânicos, 
como proteínas, carboidratos e lipídeos que compõem 30% do corpo humano. 
 Na Terra, uma grande quantidade de carbono está armazenada nas rochas 
sedimentares, na forma de carbonato de cálcio e magnésio ou de combustível fóssil 
(petróleo e carvão). A atividade industrial humana, crescente desde o século XVIII, tem 
introduzido carbono destas fontes no ciclo, o que não ocorre naturalmente. Um aspecto 
importante dessa ação poluidora é a de que a queima de combustíveis fósseis e de 
matéria orgânica produz o gás monóxido de carbono (CO). Ele é extremamente 
perigoso pois além de ser dificilmente perceptível - é inodoro e incolor -, reage com a 
hemoglobina do sangue formando um composto estável. Deste modo, a hemoglobina 
não consegue mais transportar oxigênio e a vítima pode morrer lentamente, asfixiada. 
 Entre os compartimentos do ciclo do carbono, são os oceanos que estocam em 
maiores quantidades; uma pequena parte na forma de gás carbônico dissolvido na água 
e, a maior parcela, na forma de íons carbonato e bicarbonato. 
 Mas é na atmosfera, como gás carbônico, que o carbono se apresenta disponível 
para ser utilizado pelos vegetais, na fotossíntese, e assim transformar-se em alimento 
para o resto da cadeia alimentar. Ele retorna para a atmosfera pelos processos de 
respiração, bem como pela combustão de matéria orgânica. 
 As florestas são as grandes fixadoras terrestres do carbono existente na 
atmosfera. Somente as florestas tropicais contêm cerca de 350 bilhões de toneladas de 
carbono, quase a metade do que possui a atmosfera, sendo que cada hectare retira da 
atmosfera, em média, 9 quilos de carbono por ano. No ambiente marinho o papel das 
florestas é desempenhado pelo fitoplâncton que, ademais, é responsável pelo processo 
conhecido como bomba biológica, pelo qual uma imensa quantidade de CO2 (cerca de 
15% do carbono assimilado pelo fitoplâncton) é armazenada no fundo dos oceanos, já 
que a temperatura mais baixa e a densidade maior da água profunda impedem que se 
misture com as águas mais quentes das camadas superiores. 
Efeito estufa e as queimadas 
 A partir do século XVIII, com o advento da Revolução Industrial, o homem 
introduziu um novo caminho no ciclo de carbono. Trata-se de sua introdução na 
atmosfera, pela queima de combustíveis fósseis, para obtenção de energia. Isso não tem 
sido compensado completamente por um aumento na taxa de retirada de CO
2
 (gás 
carbônico) da atmosfera pela combustão de petróleo e carvão, lá permaneceram. 
Durante a década de 80 a taxa de emissão de carbono, pela atividade industrial, tem sido 
de, aproximadamente 6 bilhões de toneladas/ano. 
 Há vários anos especula-se sobre os efeitos desse aumento de estoque de 
carbono na atmosfera. Em agosto de 1979, o cientista e escritor Isaac Asimov escreveu 
um artigo - pioneiro - comentando informações recentes sobre a atmosfera do planeta 
Vênus, com 95% de CO
2
 e muito quente, e fazia uma advertência de que a poluição do 
ar estivesse provocando o aumento gradativo de temperatura terrestre, num processo 
semelhante ao que teria ocorrido, em condições naturais, em Vênus. Pela primeira vez, 
usou-se a expressão efeito estufa para definir o fenômeno. 
 O efeito estufa é a reprodução, em escala planetária, do fenômeno de 
aquecimento que ocorre quando se deixa um carro fechado sob o Sol. A luz atravessa os 
vidros fechados, aquece o interior do veículo e o calor não consegue escapar, porque os 
vidros retêm os raios infravermelhos. Disso resulta uma enorme elevação de 
temperatura. 
 Na atmosfera terrestre, o gás carbônico, o CFC, o óxido de nitrogênio (N
2
O) e o 
metano (CH
4
) cumprem o papel do vidro do automóvel. Assim, uma parte do calor 
retido volta a superfície e outra permanece na atmosfera, desregulando a balança 
térmica planetária. A concentração de gases causadores do efeito estufa tem aumentado 
nos últimos anos e tendem a continuar no mesmo ritmo. Esse crescimento será menor 
(linha tracejada) se severas medidas forem tomadas. 
 As conseqüências do efeito estufa tem sido motivo de debate - às vezes 
extremamente apaixonado e passional - entre cientistas e especialistas. Alguns garantem 
- os "catastróficos" - que o aumento da temperatura média, em apenas 2
o
C, seria 
suficiente para provocar o derretimento das geleiras. Isso provocaria uma elevação no 
nível do mar de até dois metros, inundando vastas áreas, além de grandes transtornos 
climáticos. 
 Por outro lado, os dados sobre elevação da temperatura terrestre são escassos e 
dúbios, já que foram tomados em poucos pontos do mundo - principalmente nas 
cidades, que são "ilhas de calor" - e por um período curto (nos últimos 120 anos). Mas 
há astrônomos que atribuem o aumento de 0,5
o
C, nos últimos cem anos, a mudanças na 
atividade solar (aumento no número de manchas solares). 
 Medidas sobre o nível do mar são contraditórias. Para alguns cientistas subiu 4 
mm/ano entre 1920 e 1970; para outros abaixou, com o acúmulo de gelo na Groelândia. 
 Uma coisa é certa; houve um aumento significativo, no último século, da 
concentração atmosférica de gases causadores do efeito estufa. 
 Entretanto, isto não é um evento novo na história terrestre. Em eras geológicas 
remotas - como no Carbonífero (entre 255 e 50 milhões de anos atrás) - a atmosfera foi 
mais rica em gás carbônico do que atualmente, o que permitiu a existência de uma flora 
muito mais rica e abundante; bem como a formação de grandes depósitos de carbono 
fóssil (petróleo e carvão). A redução progressiva desse gás carbônico, pela própria 
atividade fotossintética, teria motivado o desaparecimento daqueles ecossistemas 
primitivos, dominados por samambaias gigantes. 
 Durante a década de 80, a fronteira agrícola brasileira - praticamente saturada na 
Região Sudeste e conquistada a Região Centro-Oeste - avançam sobre a Amazônia, 
principalmente na Rondônia e Pará. Nestes estados instalou-se a pecuáriade corte; uma 
opção mais fácil e rendosa para se ocupar da terra, comprada a baixo preço. 
Conseqüentemente, os desmatamentos e as queimadas (método primitivo e barato para a 
retirada rápida da floresta) começaram a se espalhar pela Amazônia. 
 Em 29 de agosto de 1988, um editorial do jornal Norte-americano The New York 
Times acusou as queimadas brasileiras (descoberto pelo satélite NOAA devido ao seu 
grande número no inverno deste ano) de serem um dos principais responsáveis do efeito 
estufa, contribuindo com 10% do total de gás carbônico lançado na atmosfera. Estava 
aberta a temporada de caça aos poluidores do Terceiro Mundo, na qual jornais e 
entidades de todo o mundo nos culpavam pelo efeito estufa. Sendo resultado de uma 
herança cultural, a queimada é usada tanto pelo pequeno agricultor com pelo 
latifundiário. Com isso produz-se muito gás carbônico, agravando o efeito estufa, e 
destrói-se florestas tropicais. 
 A verdade é que esqueciam-se dos verdadeiros e reais responsáveis por isso: as 
nações industrializadas. Com a queima de combustíveis fósseis para geração de energia, 
movimento de veículos e aquecimento doméstico produzem muito mais gás carbônico 
do que as queimadas, estimado em 200 milhões de toneladas por ano, apenas 3% do 
total. Somente o gás carbônico aumentou em 9%. 
 Em termos de área destruída, a taxa média de desmatamento anual na Amazônia, 
entre 1978 e 1989, foi de 21.800 Km
2
. Até o inicio da década de 90, cerca de 8% da 
Amazônia legal havia sido desmatada, o que supõe uma área de 394.000 Km
2
, o 
equivalente aos Estados de São Paulo e Santa Catarina juntos. Entretanto, serve como 
um pequeno sina de esperança a diminuição no ritmo de desmatamento, observado nos 
últimos anos. No período de 1978 a 1979 foram devastados 21.135 km
2
/ano; entre 1987 
e 89 foi 17.871 km
2
/ano e, finalmente, para o biênio 1989-90 reduziu-se a 13.818 
km
2
/ano. 
 Ainda que as queimadas amazônicas não contribuam muito para o efeito estufa, 
elas trazem conseqüências graves. A primeira delas é a perda de estabilidade no clima 
do Hemisfério Norte, pois 80 a 90% da energia solar que incide na Amazônia é utilizada 
para aquecimento do ar e produção de vapor d'água - graças a transpiração da imensa 
biomassa vegetal - que é transportado rumo ao norte, garantindo o aquecimento e as 
chuvas na América do Norte. Outro efeito negativo é a destruição do húmus, única fonte 
de nutrientes para as árvores. Sem ele o solo amazônico logo fica pobre e sem árvores, 
facilmente é arrastado pelas chuvas. 
 Finalmente, a queima das florestas acelera o empobrecimento do patrimônio 
genético amazônico. 
 Por estas razões as queimadas devem ser evitadas. Não só isso, convêm 
promover o reflorestamento das áreas destruídas como uma forma de absorver parte do 
excesso de gás carbônico, existente atualmente na atmosfera; o qual seria transformado 
em árvores reduzindo, assim, o perigo de um possível efeito estufa. 
CICLO DE OXIGÊNIO 
 O oxigênio é importante para os seres vivos nos processos energéticos, uma vez 
que atua na respiração como comburente. 
Seu ciclo é estreitamente ligado ao do carbono por se combinar facilmente com esse 
elemento e por ter surgido na Terra graças à fotossíntese, que utiliza CO
2
 como matéria 
prima. A principal evidência da origem biológica do O
2
 é a ausência de minerais 
oxidados (óxidos de ferro) nas rochas sedimentares primitivas. O oxigênio atmosférico 
(reservatório utilizável pelos seres vivos) reage com os minerais do solo, oxidando-os; 
desta forma, fica indisponível aos seres vivos. 
 A grande fonte de O
2
 atual não são os vegetais terrestres, mas as algas marinhas 
que produzem de 80 a 90% do oxigênio atmosférico. 
 Por ser muito reativo, o oxigênio encontra-se combinado com muitos elementos 
químicos. Além da oxidação, já comentada, ele reage consigo mesmo - na alta 
atmosfera, sob a ação dos raios ultravioleta - produzindo o ozônio (O
3
). Com o processo 
de combustão de matéria orgânica e vulcanismo, ele combina-se com o carbono, 
formando CO
2
. 
A Camada de Ozônio 
 A camada de ozônio (O
3
) é uma das camadas da atmosfera terrestre, conhecida 
como estratosfera; que está entre 20 e 50 Km de altitude. A maior concentração de O
3
 
dá-se entre 20 e 25 Km de altitude. 
 Essa camada surgiu há cerca de 400 milhões de anos, quando começou a se 
acumular na atmosfera uma quantidade suficiente de oxigênio (O2). Este reagia com 
oxigênio livre (O), estimulado e energizado pelas radiações ultravioleta (UV), logo 
abaixo da estratosfera, formando o O
3
. 
 O seu aparecimento permitiu a evolução dos vertebrados terrestres pois ele 
absorve radiações UV, na alta atmosfera (e rompe suas ligações formando oxigênio 
livre). Se estas radiações chegassem com grande intensidade no solo, provocariam 
feridas na pele, câncer e mutações degenerativas; o que prejudicaria muito e evolução 
de novos seres vivos, além de tornar inviável a vida na Terra. 
 O ozônio está, constantemente, sendo consumido e produzido - num permanente 
ciclo, associado ao ciclo de oxigênio -, num processo natural e com equilíbrio delicado. 
 A atividade humana pode alterar esse equilíbrio. É o que parece estar ocorrendo 
ultimamente e foi descoberto através de fotos obtidas pelo satélite norte-americano 
Nimbus-7, em outubro de 1987. O buraco na camada de ozônio está sobre a Antártida 
(mancha negra) e variou de tamanho nos últimos anos. Em 1986 chegou a ter o tamanho 
dos EUA e a altura do Monte Everest. 
 Poluentes, como o cloro, aumentam a velocidade de destruição de O
3
, alterando 
o equilíbrio do ciclo de ozônio. Átomos de cloro "roubam" átomos de oxigênio, 
liberando O
2
 e monóxido de cloro. Este último reage com o cloro formando O
2
 e cloro. 
Deste modo, o ciclo de destruição de O
3
 continua indefinidamente. Anualmente, de 
dezembro a março, a camada de ozônio sofre pequenas reduções, provavelmente 
relacionadas com a atividade solar e com as mudanças climáticas. Mas a partir de 1987, 
a perda de O3 foi mais drástica, principalmente na Antártida. 
 A redução na camada de ozônio permite a passagem de uma maior quantidade 
de raios UV. Isso pode provocar problemas no sistema imunológico humano 
(facilitando as doenças e o ataque de parasitas); deficiências genéticas e câncer de pele. 
Estima-se que a perda de 1% na camada de ozônio, levaria a 70.000 novos casos desse 
tipo de câncer. Culturas agrícolas, como ervilha, feijão e soja teriam a produtividade 
reduzida. 
 Para evitar esses efeitos maléficos seria necessário evitar que o cloro chegasse à 
alta atmosfera, eliminando sua fonte. A principal fonte de cloro já foi identificada. É um 
gás chamado CFC (clorofluorcarbono), inventado em 1930 e usado como fluido 
refrigerante em geladeiras e em aerossóis, por não ser tóxico ao homem, nem inflamável 
e ser de baixo custo de produção. 
 Entretanto, existe uma desvantagem muito séria. É muito estável; leva 139 anos 
para que o volume libertado diminua pela metade. Assim, ele tem tempo para subir 
lentamente até a estratosfera, onde começa o processo de destruição do O3 pela 
liberação de cloro. Além do mais, o CFC é um dos gases responsáveis pelo efeito 
estufa, contribuindo em 17% para isso. 
 O que foi feito para contornar este problema? 
 Em setembro de 1987, por iniciativa do Programa das Nações Unidas para 
Proteção do Meio Ambiente, um grupo de 31 países reunidos no Canadá assinou o 
"Protocolo de Montreal", que determinava a redução pela metade na produção mundial 
de CFC até o ano 2000. Em junho de 1989 - quando o Brasil aderiu oficialmente ao 
"Protocolo de Montreal" -, todos os seus 81 integrantes decidiram interromper 
completamentea produção de CFC no final do século. 
 No entanto, isso não parece ser o suficiente já que o "tempo de vida" do CFC na 
atmosfera é longo e quando o século terminar já poderá ser muito tarde, pelo acúmulo 
de muito CFC. Dai que entidades ambientalistas exijam a suspensão imediata da 
produção dessa substância. Além disso, há outras substâncias sintéticas - como 
tetracloro-carbono, clorofórmio metílico e dióxido de nitrogênio - que também destroem 
a camada de ozônio e não foi decidida a parada de sua produção. 
 A indústria química multinacional DuPont - responsável pelo lançamento do 
CFC no mercado, em 1931 - apresentou, em janeiro de 1991 um substituto para ele: o 
Suva. Forma uma linha de produtos, combinação de vários gases, que exercem os 
mesmos papeis que o gás freon (nome comercial do CFC produzido pela Do Pont). O 
seu desenvolvimento exigiu investimentos de US$ 240 milhões e poderá chegar até US$ 
1 bilhão no final do século, para implantação de novas indústrias que deverão produzi-
lo. 
 Além dessas medidas, de âmbito nacional, cada um pode colaborar para solução 
do problema evitando usar spray e rejeitando produtos (como hambúrgueres) embalados 
em espuma sintética, que também são feitos com CFC. Assim, você estará contribuindo 
a preservar a camada de ozônio e a proteger a sua saúde. 
CICLO DO NITROGÊNIO 
 O nitrogênio é o elemento químico característico e fundamental dos aminoácidos 
(que formam as proteínas) e das bases nitrogenadas (que constituem os ácidos 
nucléicos, DNA e RNA). Sem proteínas e ácidos nucléicos, não há vida. Mesmo os 
mais simples seres vivos, os vírus, são formados por estas substâncias. 
 Ainda que a atmosfera seja o compartimento que mais armazene nitrogênio, na 
forma gasosa (N
2
), este não consegue ser assim assimilado pela grande maioria dos 
vegetais. 
 As raízes somente conseguem absorver o nitrogênio, na forma iônica de nitrato, 
quando dissolvido na água. Este é o reservatório - no solo e no oceano - de nitrogênio 
disponível para os produtores. A atmosfera, sendo um grande depósito de N
2
, pode ser 
considerada, como uma válvula de segurança do ciclo. 
 Na atmosfera também podem ser encontrados óxidos de nitrogênio (NO e NO
2
), 
resultantes da reação do N
2
 com O
2
 quando aquecidos acima de 1100
o
C, como acontece 
nos motores de veículos. O NO
2
 (dióxido de nitrogênio) além de contribuir para a 
destruição da camada de ozônio, causa irritação nos olhos e dificuldades para a 
respiração no ser humano. 
 Há dois processos biológicos pelos quais o nitrogênio torna-se disponível aos 
vegetais. 
 O primeiro é a fixação biológica direta, realizada por algas cianofíceas do 
gênero Anabaena e Nostoc (no ambiente aquático); por bactérias de vida livre no solo - 
como a Azobacter e a Clostridium -; bactéria-púrpura fotossintetizante do gênero 
Rhodospirillum; e por bactérias simbiontes (Rhizobium) que vivem em nódulos nas 
raízes de leguminosas. Esses organismos produzem amônia, a partir do nitrogênio 
atmosférico (N
2
). Estando já dentro do corpo do vegetal, a amônia é diretamente usada 
nos processos bioquímicos celulares. 
 O outro processo é a nitrificação, realizado por bactérias quimiossintetizantes 
do solo, pelo qual a amônia é transformada em nitratos em duas etapas: 
 1 - Nitrosação: realizada por bactérias Nitrosomonas que produzem nitritos a 
partir da amônia. Como os nitritos são muito tóxicos para as plantas, ele não pode se 
acumular no solo e para isso é importante que seja eficiente a segunda etapa. 
 2 - Nitratação: realizada por bactérias Nitrobacter que transformam nitritos em 
nitratos. Este é então absorvido pelas raízes das plantas e depois transformado em 
amônia, para poder ser usado nas células. 
 As fontes de amônia, importante para esse processo, são: os adubos 
nitrogenados, relâmpagos (o aquecimento do ar produz a reação do N
2
 com o H
2
), 
excreção de animais e a decomposição da matéria orgânica. 
 Parte do nitrato do solo e do mar é "perdida" de volta para a atmosfera, 
transformada em N
2
, devido a ação de bactérias desnitrificantes (como algumas 
Pseudomonas) que fecham o ciclo do nitrogênio. Essas bactérias realizam a reação de 
desnitrificação como uma forma de respiração anaeróbia; isto é, sem oxigênio. São mais 
encontradas, principalmente, em ambientes pobres em oxigênio, como os pântanos. 
 Há uma parcela de nitrogênio que sai do ciclo quando sais de nitrato depositam-
se no fundo dos mares, formando novas camadas de sedimentos. Essa perda é 
compensada pelas erupções vulcânicas que liberam N
2
 e amônia. 
Nitrogênio e agricultura 
 O nitrogênio é um nutriente escasso na maioria dos solos agrícolas, sendo cara a 
sua adição por adubação química corretiva, além de que a indústria que a produz é uma 
séria fonte de poluição. 
 Uma alternativa é o uso de adubos orgânicos, formados pela decomposição de 
seres vivos ou de seus excrementos. O mais comum é usar o esterco de currais ou de 
granjas, misturado com palha; também é chamado de composto. Em regiões costeiras, 
um bom adubo provêm das plantas marinhas apodrecidas. Também são excelentes 
adubos ossos moídos, resíduos de carne e peixe, guano (excremento de aves marinhas e 
de morcegos), sangue seco, bagaço de algodão e cana-de-açúcar. 
 Nem todos esses adubos fornecem nitrogênio na quantidade suficiente, ainda que 
deixem o solo mais fofo e retenham muita água. Não se pode esquecer que os produtos 
agrícolas - freqüentemente ricos em sais minerais - são retirados da plantação e levados 
para outros locais (geralmente cidades), o que representa uma perda de nitrogênio. 
 Como se sabe, o grande reservatório desse elemento é a atmosfera. Mas as 
plantas não conseguem assimilar diretamente o gás N
2
. A fixação biológica direta, 
realizada por algumas bactérias do solo não é um processo muito produtivo, gerando 
apenas de 4 a 6 quilos de nitrogênio/ha/ano; o que não satisfaz a necessidade de muitos 
vegetais. 
 Ao longo da evolução, entretanto, uma família de plantas superiores 
especializou-se em ocupar solos carentes de nitrogênio, onde a competição era menor. 
As espécies dessa família - a das leguminosas - conseguiram isso graças à associação 
simbiótica com bactérias do gênero Rhizobium. Elas possuem uma produtividade 
bastante superior, fixando 350 Kg N/ha/ano. 
 Esse fato fundamenta a prática - usada já há dois séculos - de cultivar no campo 
algum tipo de leguminosa (ervilha, feijão, trevo, soja, tremoço, alfafa, amendoim). 
Crescendo, ela fixa muito nitrogênio em seu corpo. Depois de feita a colheita, os restos 
são cortados e enterrados no solo. Este processo é chamado adubação verde. 
 Um recente avanço na agricultura deve-se a descoberta de uma nova bactéria que 
vive no corpo de certos moluscos marinhos que se alimentam de madeira; rica em 
celulose e pobre em nitrogênio. Essas bactérias realizam no molusco o mesmo papel que 
a Rhizobium na leguminosa, com uma vantagem adicional: conseguem usar celulose 
(material abundante na madeira, no algodão e no capim seco) como fonte de carbono. 
 Deste modo, elas podem enriquecer o solo com nitrogênio, dispensando a 
plantação de leguminosas, contanto que se acrescente capim seco. O desenvolvimento 
tecnológico dessa descoberta poderá, num futuro próximo, contribuir para uma 
agricultura mais produtiva e de menor custo. 
CICLO DO CÁLCIO 
 O cálcio é um nutriente muito importante, mesmo em pequenas concentrações, 
para plantas e animais. Nos vegetais executa um papel proeminente na manutenção do 
equilíbrio osmótico das células, enrijece as paredes celulares e neutraliza os ácidos 
orgânicos prejudiciais as suas células, precipitando-os na forma de cristais.Para os 
animais, é um dos principais constituintes de esqueletos e outras estruturas rígidas de 
proteção e sustentação (conchas em moluscos, carapaças de crustáceos). Além de 
participar na transmissão de impulsos nervosos, nas atividades musculares e no 
mecanismo da coagulação sanguínea. 
 A principal fonte de cálcio são as rochas que o tem na forma mineralizada. Pela 
erosão, pode tornar-se dissolvido na água do solo, em forma iônica, e assim ser 
absorvido pelas raízes. Deste modo, o principal reservatório de cálcio disponível aos 
vegetais terrestres é o solo. Este pode perder o cálcio para a atmosfera, pelos ventos que 
carregam minúsculas partículas de solo e pela lixiviação; a "lavagem" do solo que as 
chuvas realizam, arrastando os nutrientes para os rios. 
 Tanto os oceanos como os continentes recebem o cálcio da atmosfera, pelas 
chuvas, e das rochas que são erodidas. Os oceanos tem uma fonte adicional desse 
nutriente: os rios. 
 Este ciclo desperta - entre ecólogos e ambientalistas - um particular interesse 
pois a ele associa-se o estrôncio-90, um material radioativo que entra na atmosfera com 
as explosões nucleares e com lixo atômico. Como o cálcio, ele incorpora-se nos ossos e 
leite dos animais. Possui efeito acumulativo, atingindo concentrações maiores nos 
consumidores do final da cadeia alimentar. Descobriu-se uma forte relação entre 
contaminação por estrôncio-90 e incidência de câncer nos ossos e leucemia. 
 Um dos poucos estudos detalhados sobre o ciclo de cálcio em ambiente terrestre 
foi realizado, durante a década de 60, pelos ecólogos Bormman e Likens, numa floresta 
temperada em New Hampshire (EUA). Suas informações contribuíram muito para o que 
se sabe hoje sobre o ciclo desse nutriente. Notaram que a perda de cálcio para o 
ambiente, por meios de vento e da lixiviação, avaliado em 12 Kg/ha/ano, era superior ao 
ganho a partir da atmosfera e da erosão da rocha (total de 11,7 Kg/ha/ano). Isso 
significa um balanço de cálcio levemente negativo para esse ecossistema. 
 Eles observaram, também, que a retirada da vegetação fazia com que essas 
perdas, principalmente através da lixiviação fossem até oito vezes maiores que o 
normal, acarretando numa acidificação e empobrecimento do solo. 
Calagem e aproveitamento do cerrado 
 Os cerrados ocupam uma quarta parte do território brasileiro, espalhados 
principalmente na Região Centro-Oeste e constituem-se, atualmente, numa nova 
fronteira agrícola. 
 Uma limitação, no entanto, para uso do seu solo reside no fato de serem muito 
ácidos, ricos em alumínio (que torna os sais minerais indisponíveis para as raízes) e 
atualmente lixiviados, o que os deixa pobre em fósforo, nitrogênio, enxofre e cálcio. 
 O seu emprego em agricultura intensiva exige, além do emprego de fertilizantes, 
a neutralização da acidez e do alumínio do solo. Essa correção é feita com a mistura de 
calcário ao solo. Tal procedimento é denominado calagem. 
 O calcário, obtido a partir do mineral dolomita, é rico em cálcio e magnésio. 
 É importante observar que os seus efeitos benéficos ficam restritos a camada 
arável ou superficial do solo (primeiros 20 centímetros). Abaixo dessa camada, o solo 
continua ácido e inóspito ao desenvolvimento das raízes por limitar a absorção de 
nutrientes e água pelas plantas. Nos períodos de seca prolongada (estiagem), esse 
problema se agrava pois a água fica represada nessas camadas mais profundas. 
 A incorporação do calcário em profundidades maiores do solo é uma opção 
possível, mas custosa e de difícil execução. A alternativa mais viável - estudada em 
algumas culturas - é o uso do gesso, que permite corrigir a deficiência do cálcio e o 
excesso de alumínio em profundidade, além de ser uma boa fonte de enxofre para as 
plantas. 
 O gesso não modifica substancialmente a acidez do solo. O que ele faz bem é 
movimentar a cálcio, o magnésio e o potássio. Por isso, a solução é conjugar - na 
calagem - a aplicação do gesso com o calcário, em iguais proporções. 
 Essa é uma técnica nova e recomendável. Necessita ser mais amplamente 
divulgada entre os agricultores para que melhor se aproveite o nosso solo, sem 
empobrece-lo desmedidamente. 
CICLO DO ENXOFRE 
 O enxofre é um importante constituinte de alguns aminoácidos, como a cisteína, 
e portanto, não pode faltar para perfeita produção de proteínas. Em muitos seres vivos, 
moléculas com átomos desse elemento, atuam como cofator ("estimulador") de reações 
químicas promovidas por enzimas. 
 Apresenta um ciclo com dois reservatórios: um maior, nos sedimentos da crosta 
terrestre e outro, menor, na atmosfera. 
 Nos sedimentos, o enxofre permanece armazenado na forma de minerais de 
sulfato. Com a erosão, fica dissolvido na água do solo e assume a forma iônica de 
sulfato (SO
4
--
); sendo assim, facilmente absorvido pelas raízes dos vegetais. 
 Na atmosfera, o enxofre existe combinado com o oxigênio formando, cerca de 
75% dele, o SO
2
 (dióxido de enxofre). Outra parcela está na forma de anidrido 
sulfídrico (SO
3
). O gás sulfídrico (H
2
S) - característico pelo seu cheiro de "ovo podre"- 
tem vida curta na atmosfera, apenas de algumas horas, sendo logo transformado em 
SO
2
. 
 Esses óxidos de enxofre (SO
2
 e SO
3
) incorporam-se ao solo com as chuvas, 
sendo então transformado em íons de sulfato (SO
4
--
). Podem, também, ser capturados 
diretamente pelas folhas das plantas, num processo chamado de adsorção, para serem 
usados na fabricação de aminoácidos. 
 O único retorno natural do enxofre para a atmosfera é através da ação de 
decompositores que produzem o gás sulfídrico. As sulfobactérias realizam o processo 
inverso, com uma forma de obtenção de energia para a quimiossíntese. 
 A contribuição das atividades vulcânicas para o acúmulo de enxofre na 
atmosfera é pouco significativa. Maior tem sido a introdução artificial e humana, por 
meio da atividade industrial. A queima de combustíveis fósseis que possuem enxofre 
em sua composição (3% no carvão e 0,05% no petróleo), produz SO
2
 e SO
3, 
aumentando sua concentração na atmosferas das grandes cidades. Essa fonte é 
responsável por 80% da poluição por enxofre. Ambos são, nessas condições, fortemente 
irritantes para os olhos e pulmões; além de contribuir para a formação do smog - 
mistura de fumaça (smoke, no inglês) com neblina (fog) -, altamente tóxico, que surge 
durante as inversões térmicas. 
A chuva ácida 
 O vapor d'água, ao se condensar para formar as nuvens, e depois as chuvas, 
dissolve várias substâncias e gases presentes na atmosfera fazendo uma autêntica 
"lavagem" do ar. 
 A chuva, ao cair no solo, carregando as substâncias "lavadas" da atmosfera é 
ligeiramente ácida, com pH chegando até 5,7. A presença cada vez maior de poluentes 
atmosféricos - resultado do crescimento industrial nos últimos séculos -, tem tornado a 
água da chuva cada vez mais ácida; o que traz imensos prejuízos para a fauna e a flora. 
 O primeiro registro sobre esse problema data de 1886, observado na Escócia. 
Seis anos depois, um químico inglês chamou de "chuva ácida" a esse fenômeno. 
 São várias as substâncias responsáveis pela acidez da chuva. A principal é o 
ácido sulfúrico e também podem ser encontrados ácidos nítrico, nitroso e clorídrico. A 
primeira etapa da produção de ácido sulfúrico é acelerada pela presença de luz forte e 
NO2. 
 A chuva ácida (quando possui pH inferior a 4,0) pode afetar, indiretamente, a 
saúde humana tornando a água de reservatório insalubre. Essa água pode dissolver o 
cobre dos encanamentos, provocando mais diarréias em crianças. No sul da Noruega foi 
descoberto que uma maior incidência de chuva ácida era responsável por presença dealtos níveis de alumínio na água potável. Isso parece estar ligado com uma incidência 
anualmente crescente de mal de Alzheimer; uma doença degenerativa do sistema 
nervoso que causa demência e paralisia. 
 No solo, a chuva ácida, provoca a sua acidez, dificultando a absorção de 
nutrientes pela raiz, diminuição no crescimento, perda de folhas ou até mesmo a morte 
das plantas. Na Floresta Negra da Alemanha, metade das árvores morreram em 
conseqüência das chuvas ácidas. 
 Mas os organismos mais sensíveis à chuva ácida são os peixes e outros animais 
aquáticos. Uma pequena redução no pH da água onde vivem, pode causar inúmeras 
mortes e alterações profundas nos ecossistemas aquáticos. Uma conseqüência também 
muito grave é a redução na produção pesqueira, com aconteceu em 1987 no Canadá, 
onde 14 mil lagoas estavam contaminadas. 
 Não só os seres vivos são as vítimas da chuva ácida, mas também as obras de 
arte e monumentos arquitetônicos. O ácido sulfúrico dissolve tintas, amarelece os papeis 
dos livros e dissolve as rochas calcárias (como o mármore) usado em construções. 
Catedrais na Europa, como a de Notre Dame de Rouen (França), que conseguiram 
sobreviver aos bombardeios e incêndios da Segunda Guerra Mundial estão, agora, com 
as fachadas escurecidas e suas estátuas ornamentais perdendo detalhes. 
 O que agrava e complica mais ainda o problema é o fato de que este é um tipo de 
poluição "transcontinental". Geralmente, o afetado não é o próprio causador da 
poluição, pois os gases que produzem a chuva ácida são transportados a até 2000 km de 
distância, antes de transformar-se em ácidos. Isso é o que acontece com a Escandinávia 
(Suécia e Noruega) que recebe a chuva ácida de poluentes vindos da Inglaterra, França e 
Alemanha. 
 Algo equivalente acontece no Brasil. As termelétricas do Rio Grande do Sul 
produzem o enxofre que causa chuvas ácidas no Uruguai. E a poluição gerada em 
Cubatão e na Grande São Paulo aparece nas acidez das chuvas que caem no litoral norte 
da estado (Ubatuba), apresentando pH de 2,8, surpreendentemente baixo se comparados 
com as das fontes poluidoras (entre 4,5 e 5,0). 
 Várias medidas - reunidas pela Inglaterra ao editar, em 1956, a "Lei do Ar Puro" 
- foram tomadas para reduzir a poluição atmosférica e acidez das chuvas. No 
Hemisfério Norte, onde é difundido o aquecimento doméstico, proíbe-se a queima de 
carvão natural em grelhas comuns e de resíduos de jardim em fogueiras. Procura-se, 
também, substituir o carvão por óleo diesel, com menos enxofre. As indústrias devem 
contribuir construindo chaminés mais altas (uma medida apenas paliativa), para que os 
ventos espalhem mais e diluam os poluentes e - o mais caro e importante - instalar 
desulforizadores; sistemas de filtros que retiram 90% do enxofre a ser emitido pela 
chaminé. 
 A poluição causado por veículos automotores pode ser reduzida pela adoção de 
gasolina com menor conteúdo de enxofre; pela instalação de conversores catalíticos no 
escapamento (eles reduzem em 90% a emissão de óxidos de nitrogênio) - já obrigatório 
nos EUA, Canadá e Japão - pela regulagem do motor ou. finalmente, pela substituição 
da gasolina pelo álcool.