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1. CRISE AMBIENTAL 1.1 POPULAÇÃO Crescimento populacional mundial e no brasil - população mundial 2015 - 7,3 bilhões de habitantes 2030 - 8,5 bilhões de habitantes 2050 - 9,7 bilhões de habitantes 2100 - 11,2 bilhões de habitantes - População brasileira 2015 - 207 milhões de habitantes 2050 - 238 milhões de habitantes 2100 - 200 milhões de habitantes - A idade média do brasileiro, atualmente, é 31 anos e será 50 anos em 2100. A expectativa de vida, que hoje está em 75 anos, alcançará 88 anos em 2100. crescimento populacional = insustentável exploração de recursos naturais = degradação ambiental mudanças no ambiente são muitos e graves: alterações climáticas; a acidificação dos oceanos; a degradação dos solos; a escassez de água; a sobre-exploração da pesca e a perda de biodiversidade; o acúmulo de lixo tóxico inclusive resíduos nucleares; a redução das florestas e a poluição dos rios; as secas mais longas. 1.2 Recursos naturais, a energia e o meio ambiente - Recurso natural: qualquer insumo de que os organismos, as populações e os ecossistemas necessitam para sua manutenção. - Recurso natural + tecnologia = utilização eX: magnésio como liga metálica para aviões - Recurso natural + economia = exploração viável Ex: álcool como combustível - Recurso natural não causa danos ao meio ambiente - Recursos naturais energéticos = aqueles empregados para gerar energia - Recursos naturais energéticos = aqueles empregados para gerar energia - Fonte energia da terra = 99% sol e 1% fontes primárias - Fontes primárias são convertidas em energia elétrica, química, térmica e mecânica - Fontes renováveis: Energia solar: aquecimento de água e células fotoelétricas Energia das marés: variação de maré alta e baixa Energia geotérmica: elementos radioativos e magma Energia hidroelétrica: vazão dos rios Energia eólica: força dos ventos Biogás: gás obtido da decomposição de resíduos orgânicos Biocombustível: obtido da fermentação e decomposição de biomassa Gás hidrogênio: hidrólise da água -fontes não-renováveis Combustíveis fósseis e seus derivados: petróleo, óleo diesel, gasolina Xisto betuminoso: fonte de obtenção de petróleo Combustíveis sintéticos: produzidos por liquefação ou gaseificação Óleos pesados não-convencionais (alcatrão): material de altíssima viscosidade Gás natural não-convencional: encontrados entremeados em camadas de rochas e dissolvidos em depósitos de água salgada Combustíveis nucleares: urânio e tório (fissão nuclear) Fusão nuclear: união de dois átomos de elementos leves Depósitos geotérmicos confinados: vapor seco, água quente ou mistura de vapor e água quente. Crise energética Aumento do padrão de vida = maior consumo de energia Oferta de energia: Fontes não-renováveis 86% fontes renováveis 14% - Modelo do mundo em crescimento: necessidade de aumento dos suprimentos de recursos não-renováveis Construção de grandes usinas termoelétricas - Modelo de crescimento sustentável Aumentar a eficiência no uso de energia Diminuir o emprego de óleo, carvão e gás natural não-renovável Eliminar as usinas nucleares Aumentar o emprego de recursos solares diretos e indiretos Questão energética no futuro - Novas tecnologias de aproveitamento energético Quanto de energia se quer obter e qual a qualidade exigida ? Necessita-se de calor a baixa temperatura, calor a alta temperatura, de eletricidade, combustível para transporte ? - aproveitamento de uma nova fonte de energia Qual o potencial de aproveitamento da fonte em curto, médio e longo prazos ? Qual rendimento esperado? Qual o custo de desenvolvimento, construções e operação ? Quais são os impactos ambientais, sociais, de segurança (militar e econômica) e como eles podem ser reduzidos? Perspectivas futuras: fontes não-renováveis Petróleo: reservas poderão atender ao consumo dos próximos 50 anos, apresenta alto custo de refino, produção de compostos poluentes como CO2, Nox, so2. Xisto betuminoso: alto consumo de água e produção de compostos poluentes como CO2, Nox, so2 e sais cancerígenos. Alcatrão: baixo rendimento e formação de poluentes da água, ar e solo. Gás natural: reservas poderão atender ao consumo dos próximos 60 anos, baixo custo de obtenção e alto rendimento de uso. Carvão: produção muito dispendiosa com grande impacto ambiental (destruição de florestas, espécies animais e erosão), produção de compostos poluentes como CO2, Nox, so2. Energia geotérmica: eficiência no uso sem emissão de co2, poucas fontes de energia, emissão de gases tóxicos e poluentes da água. Energia nuclear: processo dispendioso e complexo que gera impacto ambiental em várias áreas e resíduo contaminante Fissão nuclear breeder e fusão nuclear: custo de desenvolvimento, construção e operação extremamente altos. fontes renováveis hidroeletricidade: um dos mais eficientes com baixo custo e alto rendimento, porém provoca grandes impactos ambientais Energia solar direta: poucas usinas com sistemas ineficientes e caros, porém produz pouco impacto ambiental Energia das marés: projetos experimentais e caros Energia eólica: poucas turbinas implantadas, baixa produção em épocas de pouco vento, baixo impacto ambiental biomassa: queimada de matéria vegetal supre 15% da energia mundial, conflito com agricultura, aumento da erosão, poluição do solo e da água e a destruição do habitat Biogás e biolíquido: conversão da biomassa em gás (metano) e líquido (metanol e etanol) nos biodigestores. Problemas relacionados à produção de biomassa e Emissão de oxidantes fotoquímicos Gás hidrogênio: alto custo de produção e baixo rendimento - Aumento da eficiência no uso da energia Mudança de hábitos: bicicletas, transporte de massa, manter as luzes apagadas durante o dia, reduzir o consumo de produtos descartáveis. Aumentar a eficiência no consumo usando menos energia para realizar a mesma quantidade de trabalho: maior isolamento térmico de casas e edifícios, manter motores regulados, aumentar a eficiência de equipamentos e processos. Empregar menos energia para realizar mais trabalho: equipamentos de baixo consumo. 1.3 poluição poluição = uso dos recursos naturais Poluição: alteração indesejável nas características físicas, químicas ou biológicas da atmosfera, litosfera ou hidrosfera que cause ou possa causar prejuízo à saúde, à sobrevivência ou às atividades dos seres humanos e outras espécies ou ainda deteriorar materiais. POLUENTES SÃO RESÍDUOS GERADOS PELAS ATIVIDADES HUMANAS, CAUSANDO UM IMPACTO AMBIENTAL NEGATIVO, OU SEJA, UMA ALTERAÇÃO INDESEJÁVEL. A POLUIÇÃO ESTÁ LIGADA À CONCENTRAÇÃO DE RESÍDUOS PRESENTES NO AR, NA ÁGUA OU NO SOLO. CONTROLE DA POLUIÇÃO = PADRÕES E INDICADORES DE QUALIDADE. Etapas da poluição ou Contaminação Ambiental 1. Introdução de agentes químicos no ambiente. Fatores: quantidade, forma, local de liberação 2. Transporte para diferentes compartimentos ambientais Fatores: características físico-químicas e ambientais 3. Exposição de organismos-alvo Fatores toxicocinéticos e toxicodinâmicos, período de exposição, acumulação 4. Resposta do(s) organismo(s): efeitos tóxicos variações entre indivíduos, populações e comunidades Fontes de Introdução Quanto à ocorrência: • Inesperada (acidental): normalmente envolve grandes quantidades, com impactos agudos e consequências a curto – médio – longo prazos • Permitida/controlada: em virtude de necessidades econômicas/saúde pública; normalmente: crônica, menores quantidades, consequências Cumulativas QUANTO À ORIGEM: • NATURAIS: - ATIVIDADE VULCÂNICA - INCÊNDIOS FLORESTAIS NÃO-PROVOCADOS - MARÉ VERMELHA • ANTROPOGÊNICAS: - DOMÉSTICA E URBANA: ESGOTO, LIXO, VEÍCULOS - INDUSTRIAL: EFLUENTE, LIXO, QUEIMA DE COMBUSTÍVEL - AGROPECUÁRIA: QUEIMADAS, FERTILIZANTES, PRAGUICIDAS Quanto à localização: • Fontes pontuais ou localizadas (identificáveis) ex.: esgoto doméstico lançado em curso d’água, chaminés de indústrias, aterro sanitário, etc. • Fontes não-pontuais, difusas ou dispersas não-identificáveis no tempo/espaço ex.: dispersão de poluentes na atmosfera, precipitações, escoamento superficial de fertilizantes/pesticidas em áreas cultivadas, etc. Transporte/Distribuição de Agentes químicos no Ambiente Relação entre compartimentos ambientais: Efeitos da poluição - localizado, regional ou global - local ou regional = áreas de grande densidade populacional ou atividade industrial - áreas urbanas = poluição do ar, água e solo Exemplos: Poluição das águas de um rio por municípios e indústrias de um estado que prejudicam a captação de outro estado; Chuvas ácidas na Suécia e Noruega provenientes da poluição do ar gerada pela Grã-Bretanha e Europa ocidental - global = mais famosos são o efeito estufa e a destruição da camada de ozônio 1.3.1 meio aquático Água: -disponível em várias formas -recurso natural renovável (ciclo hidrológico) -imprescindível para sobrevivência dos seres vivos -condições físicas e químicas adequadas para consumo -duas formas de caracterizar os recursos hídricos: Com relação à sua quantidade Com relação à sua qualidade Massa total de água existente no planeta estimada em 265.400 trilhões de toneladas Nem toda Água é diretamente aproveitada pelo homem: -água salgada = processo de dessalinização de alto custo -água das geleiras = elevados custos de transporte -águas profundas = alto custo -apenas 0,5% da água do planeta representa água doce explorável, porém apenas 0,003% pode ser empregada de forma direta -água doce tem distribuição heterogênea espacial e temporal: Desertos = baixa umidade / florestas tropicais = alta umidade Precipitação em função das condições climáticas Variações naturais e antropogênicas do ciclo hidrológico (presença de reservatórios, modificação da cobertura vegetal, gases estufa) Desmatamento e urbanização = erosão e diminuição da permeabilidade Qualidade da água: características físicas, químicas e biológicas Grandes centros urbanos, polos industriais e zonas de irrigação = alta demanda de água Demanda > oferta devido a pequena quantidade ou baixa qualidade (poluição) Poluição da água = graves problemas de desequilíbrio ambiental Formas de uso da água: Abastecimento humano = água isenta de organismos patogênicos e substâncias tóxicas (água potável) Abastecimento industrial = água com características inerentes ao processo industrial Irrigação = 70% do consumo mundial de água doce onde a qualidade da água depende do tipo de cultura irrigada Geração de energia elétrica = energia do vapor d’água nas termoelétricas e energia cinética nas hidrelétricas Navegação = água com baixo nível de poluentes e vegetação, corrente e profundidade que torne o processo viável Assimilação e transporte de poluentes = água como receptor de despejos Aquicultura = água com características que permitam a proliferação da espécie a ser criada Recreação = água com qualidade que permita o contato primário sem prejuízo ao homem Alteração da qualidade da água: Contaminação x poluição Principais poluentes da água: Poluentes orgânicos biodegradáveis = consumo de oxigênio dissolvido pelos organismos decompositores E/ou aparecimento de substâncias tóxicas. Ex: lixo doméstico, lixo de indústrias de alimentos, etc. Poluentes orgânicos recalcitrantes ou refratários = toxicidade do meio. EX: defensivos agrícolas, detergentes sintéticos, petróleo, etc. Metais = toxicidade do meio. Ex: mercúrio, chumbo, arsênio, etc. Nutrientes = crescimento excessivo de alguns organismos aquáticos. Ex: sais de nitrogênio e fósforo Organismos patogênicos = transmissão de doenças. Ex: bactérias, vírus, protozoários, etc. Sólidos em suspensão = aumento da turbidez com diminuição da transparência. EX: MATERIAL SÓLIDO, LÍQIDOS IMISCÍVEIS, ETC. CALOR = ALTERAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS F-Q-B DA ÁGUA. EX: DESPEJO DE ÁGUA AQUECIDA POR TERMOELÉTRICAS, ESGOTO INDUSTRIAL, ETC. COMPORTAMENTO DOS POLUENTES NO MEIO AQUÁTICO MECANISMOS FÍSICOS: DILUIÇÃO, AÇÃO HIDRODINÂMICA, GRAVIDADE, LUZ, TEMPERATURA MECANISMOS BIOQUÍMICOS: ALTERAÇÃO DO CICLO DOS NUTRIENTES DO ECOSSISTEMA AQUÁTICO MECANISMOS QUÍMICOS: ALTERAÇÃO DO TIPO E VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS NO MEIO AQUÁTICO MECANISMOS BIOLÓGICOS: MUDANÇAS NA ESTRUTURA POPULACIONAL DOS ECOSSISTEMAS AQUÁTICOS. COMPORTAMENTO AMBIENTAL DOS LAGOS E A POLUIÇÃO EXTRATIFICAÇÃO TÉRMICA/QUIMICA: DIFERENÇA NA DENSIDADE DAS CAMADAS DE ÁGUA EUTROFIZAÇÃO: AUMENTO NA QUANTIDADE DE NUTRIENTES QUE LEVA AO DESEQUILÍBRIO BIOLÓGICO Parâmetros indicadores da qualidade da água Indicadores físicos: cor, turbidez, sabor e odor Indicadores químicos: salinidade, dureza, alcalinidade, corrosividade, metais, compostos orgânicos, fenóis, detergentes, agrotóxicos, radioatividade Indicadores biológicos: algas, microrganismos patogênicos Abastecimento de água Tratamento - Subterrânea - rios e lagos - esgotos reuso 1.3.2 meio TERRESTRE Solo = manto superficial da terra formado por rocha desagregada e, eventualmente, cinzas vulcânicas, em mistura com matéria orgânica em decomposição, contendo ainda, água e ar em proporções variáveis e organismos vivos Solo possui características física, químicas e biológicas que levam ao atendimento das necessidades humanas: Solo para cultivo: média a alta fertilidade e produtividade Solo como fonte de riquezas minerais: mineração ou extração de compostos presentes no solo Solo como recursos natural: uso dos solo como material para diversas finalidades Composição do solo elementos minerais ar água matéria orgânica Formação do solo é resultante da ação combinada de 5 fatores: Clima (pluviosidade, umidade, temperatura, etc.) Natureza dos organismos (vegetação, animais, microrganismos decompositores) Material de origem Relevo idade Características ecologicamente importante Cor, composição, textura ou granulometria, estrutura, consistência e espessura das camadas, grau de acidez, capacidade de troca iônica Classificação do solo brasileiro Terra roxa: excelente para agricultura Latossolos: baixa fertilidade, ótima matéria-prima para aterros, estradas e barragens, fácil escavação Podzólicos: fertilidade moderada, mas suscetível à erosão Bruno não-cálcico: excesso de pedras, escasso em água, ricos em nutrientes Cambissolos e litossolos: solos pouco desenvolvidos e de camada pouco densa aparecendo ao lado de afloramentos rochosos Brunizem ou solo de pradaria: rico em matéria orgânica e cálcio elevada fertilidade e facilidade de cultivo Hidromórficos: úmidos e alagadiços, fertilidade natural variada com alta quantidade de matéria orgânica e húmus ou depósitos argilosos Aluvionais: provem de sedimentos e são pouco desenvolvidos, propícios à agricultura Salinos: apresentam elevadas concentrações de sais solúveis ocorrendo em regiões áridas e semi-áridas próximos ao mar Grumossolos: elevado teor de argila que se expande com o umedecimento e se contrai com o ressecamento, fendilhamento dificulta a implantação de fundações de edificações, rodovias, etc. Alterações do solo Erosão local: Rural urbana Velocidade de ocorrência: geológica ou lenta = ação dos agentes naturais Acelerada = ação do homem tipo: Laminar ou superficial Regressiva ou profunda (boçorocas ou voçorocas) recuperação Replantio de vegetação e correção da drenagem Obras de engenharia hidráulica, de solos e agronômica Poluição do solo – ocorrência e controle - área rural Fertilizantes sintéticos: crescimento dos riscos de acumulação até concentrações tóxicas, tanto de nutrientes essenciais quanto impurezas Limitar o uso, evitando desperdícios e geração de resíduos Defensivos agrícolas: Permanência no ambiente levando a sua disseminação pela biosfera contaminando o ambiente e os seres vivos Restrição de uso aos ambientalmente seguros com técnicas que reduzam acumulação e propagação pela cadeia alimentar, manipulação genética Salinização: Aparece devido à irrigação feita de forma errada Promover a irrigação controlada e sistematizada área urbana Resíduos sólidos = resíduos nos estados sólido e semi-sólido resultante de atividades industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de tratamento d’água, de serviços, etc. classificação Processos dos resíduos sólidos Transporte: veículos especiais, ágeis, de tamanho otimizado, com sistema de compactação e vedados Triagem: torna o material mais homogêneo, separando material biodegradável daqueles que podem ser reciclados Disposição e tratamento: - Lixões - Aterros sanitários - Usinas de compostagem - incineração 1.3.2 meio atmosférico COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA (AR) NITROGÊNIO (78,08%) OXIGÊNIO (20,95%) ARGÔNIO (0,93%) DIÓXIDO DE CARBONO (0,035%) VAPOR DE ÁGUA (VARIÁVEL) O AR NUNCA É ENCONTRADO "PURO" NA NATUREZA; GASES COMO SO2, H2S E CO, ALÉM DE MATERIAL PARTICULADO SÃO CONTINUAMENTE LIBERADOS, COMO CONSEQUÊNCIA DE FENÔMENOS NATURAIS E ANTROPOGÊNICOS. A ATMOSFERA PODE SER CLASSIFICADA DE ACORDO COM O PERFIL DE VARIAÇÃO DA TEMPERATURA EM FUNÇÃO DA ALTITUDE TROPOSFERA = OCORREM TODOS OS PROCESSOS CLIMÁTICOS QUE REGEM A VIDA DA TERRA, MAS TAMBÉM É ONDE OCORREM A MAIORIA DOS FENÔMENOS RELACIONADOS À POLUIÇÃO DO AR. ESTRATOSFERA = CAMADA QUE CONTÉM A MAIOR PORCENTAGEM DE OZÔNIO DA ATMOSFERA Classificação dos poluentes do ar Primários: são aqueles emitidos diretamente na atmosfera por uma fonte identificável. Exemplos: monóxido de carbono (CO); óxidos de enxofre (SO); hidrocarbonetos (HC); material particulado (MP) e óxidos de nitrogênio (NO). Secundários: são aqueles produzidos no ar, pela interação de um ou mais poluentes primários, com os constituintes normais da atmosfera. Exemplos: ozônio, ácido sulfúrico, nitratos de peroxiacila (PAN) etc. Classificação das fontes emissoras estacionárias (fixas): como as indústrias. Os poluentes SO2 e MP são lançados em maior porcentagem por essas fontes. Móveis: como os veículos automotores. Os poluentes CO, HC e NO2 são lançados em maior porcentagem por essas fontes. Principais poluentes atmosféricos Monóxido de carbono (co): forma-se na combustão incompleta da matéria orgânica (combustíveis fosséis) Dióxido de carbono (co2): forma-se na combustão completa da matéria orgânica (combustíveis fosséis) e também no processo de respiração dos seres vivos Óxidos de enxofre (so2 e so3): forma-se na queima de combustíveis que contenham enxofre, como carvão e óleo combustível, mas também é gerado por processos biogênicos no solo e água. Óxidos de nitrogênio (nox): combustão de material nitrogenado das fontes móveis e usinas geradoras de eletricidade, além de descargas elétricas na atmosfera Hidrocarbonetos: combustão da incompleta de gasolina, petróleo, carvão e madeira, além evaporação destes combustíveis e solventes orgânicos Oxidantes fotoquímicos: gerados a partir da reação entre hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio catalisadas pela radiação solar. Exemplos: ozônio e peróxi-acetl nitrato (Pan) Material particulado (mp): material disperso pela ação do vento sobre mineradoras, pedreiras, siderúrgicas, indústria de cimento etc, além de material originado de combustão por fontes móveis. Exemplos: asbestos (amianto), metais, fuligem, partículas de óleo, poeiras,etc. Gás fluorídrico (hf): gerados em processos de produção de alumínio e fertilizantes e em refinarias de petróleo Amônia: gerada por indústrias químicas e de fertilizantes, além de processos biogênicos naturais que ocorrem na água e no solo. Gás sulfídrico (h2s): gerado por refinarias de petróleo, indústrias química e de celulose e papel, além de processos biogênicos naturais pesticidas e herbicidas: gerados pelas indústrias produtoras e processos de pulverização Substâncias radioativas: gerados por depósitos naturais, usinas nucleares, testes de armamento nuclear e queima de carvão mineral Calor: gerado pela emissão de gases a alta temperatura nos processos de combustão Fenômenos decorrentes da poluição atmosférica Efeito estufa: aumento da temperatura ambiente como resultado da emissão de gases como gás carbônico, metano, óxido nitroso e clorofluorcarbono Destruição da camada de ozônio: resultado da ação dos gases clorofluorcarbono gerados pelas indústrias de aparelhos de ar-condicionado e de refrigeração, de propelentes, de equipamentos e de plásticos. Chuva ácida: resultado da reação química dos óxidos de nitrogênio e de enxofre com o vapor d’água presente na atmosfera Smog: - Smog industrial = típico das regiões frias e úmidas. os picos de concentração de poluentes ocorrem geralmente nas primeiras horas da manhã. Seus principais componentes são dióxido de enxofre (so2) e material particulado gerados da queima de carvão e óleo combustível. Estes compostos geram chuva ácida e névoa intensa. - Smog fotoquímico = típico das regiões quentes e secas. Os picos de concentração de poluentes ocorre geralmente ao meio dia. Seus principais poluentes são óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono e hidrocarbonetos gerados na queima de combustíveis fósseis (veículos). Estes compostos sofrem reações por efeito da radiação solar dando origem a ozônio, peróxi-acetil nitrato e aldeídos. Inversão térmica: processo que impede a dispersão de poluentes atmosféricos em função da não formação das correntes de convecção entre as camadas de ar mais baixas e as mais altas. Avaliação da poluição do ar Padrão de qualidade do ar = Indicadores da qualidade do ar - dióxido de enxofre (SO2) - material particulado em suspensão (MPS) - monóxido de carbono (CO) - hidrocarbonetos (HC) - óxidos de nitrogênio (NO e NO2) - ozônio (O3) Controle da poluição A prevenção é feita pelo controle das fontes de emissão: - Substituição dos combustíveis fósseis por outra fonte de energia - retirada do enxofre dos combustíveis - Instalação de reatores catalíticos ou catalizadores nos veículos, usinas termoelétricas, refinarias, e indústrias químicas, de fertilizantes, praguicidas, celulose e papel, etc. - Regulagem de motores 2. ecossitemas 2.1 definição e estrutura Ecossistema: unidade básica onde o conjunto de seres vivos interage entre si e com o meio natural de maneira equilibrada, pela reciclagem de matéria e pelo uso eficiente de energia solar Conjunto de Elementos naturais = biótipo Conjunto de seres vivos = biocenose Ecossistema é um sistema estável, equilibrado e auto-suficiente, apresentando em toda a sua extensão características topográficas, climáticas, pedológicas, botânicas, zoológicas, hidrológicas e geoquímicas praticamente invariáveis ecossistema = elementos abióticos (água, ar, solo) e elementos bióticos (seres vivos) O2, co2 e h2o = fluxo constante entre os seres vivos e o ambiente externo Num Ecossistema cada espécie possui seu habitat (local ocupado) e seu nicho ecológico (função) Nicho ecológico = fontes de energia e alimento, taxas de crescimento e metabolismo, efeitos sobre outros e sua capacidade de modificar o meio em que vive Ecossistema equilibrado = nichos diferentes Ecossistema apresenta equilíbrio dinâmico ou homeostase por meio de mecanismos de autocontrole e auto regulação Mudanças no ecossistema aciona os mecanismos homeostáticos Mudanças naturais = auto recuperação Mudanças antropogênicas = impacto ecológico Biomassa = quantidade total de matéria viva em um ecossistema = quantificada em termos de energia armazenada ou de peso seco em uma unidade de área 2.2 reciclagem de matéria e fluxo de energia Seres vivos = energia para manter sua constituição interna, locomoção, crescimento, etc. Energia provém da alimentação Autótrofos = seres que sintetizam seu próprio alimento (auto-suficientes). Dividem-se em: Quimiossintetizantes fonte de energia é a oxidação de compostos inorgânicos Fotossintetizantes fonte de energia é a luz solar Heterótrofos = seres que utilizam o alimento sintetizado pelos autótrofos - Decompositores (classe especial de heterótrofos) = degradam matéria orgânica morta. Parte desta matéria orgânica degradada é absorvida e o restante é devolvido ao meio na forma de compostos inorgânicos Fluxo de energia nos ecossistemas envolve diversos níveis de seres vivos Vegetais fotossintetizantes 1° nível = absorvem energia solar armazenando como energia potencial na forma de alimentos (compostos químicos) Herbívoros 2° nível = se alimentam dos vegetais, absorvendo a energia neles contida por meio do processo respiratório Carnívoro 3° nível = se alimentam dos herbívoros, absorvendo a energia neles contida por meio do processo respiratório Carnívoro 4° nível = se alimentam dos herbívoros, absorvendo a energia neles contida por meio do processo respiratório Energia solar 2.3 cadeias alimentares Caminho seguido pela energia no ecossistema, desde os vegetais fotossintetizantes até os diversos organismos que deles se alimentam e servem de alimento para outros. 2.4 produtividade primária A energia solar é empregada pelos produtores para elaboração de compostos orgânicos pela fotossíntese. Produtividade bruta = A quantidade de material produzido pela fotossíntese em um período fixo de tempo e espaço A Produtividade Primária varia em um mesmo ecossistema de acordo com a idade do indivíduo e com a estação do ano (quanto mais jovem o indivíduo, menor é a PP). Normalmente a PPB é maior no verão, ou em regiões mais quentes. Produtores utilizam parte da energia potencial acumulada nestes compostos orgânicos para sua automanutenção através da respiração Produtividade primária líquida (ppl): parte utilizável da energia potencial do produtor empregada como alimento pelo consumidor 2.5 sucessão ecológica É o desenvolvimento de um ecossistema desde sua fase inicial até a obtenção de sua estabilidade e do equilíbrio entre seus componentes. Alterações na composição das espécies = > diversidade Ação da comunidade sobre o meio físico = desenvolvimento de novas espécies sucessão = cadeias alimentares mais longas e complexas = nichos mais especializados Biomassa aumentada ecossistema auto-suficiente Sistema fechado = processos de reciclagem de matéria orgânica Sequência de comunidades = série Comunidades transitórias = estágios Primeira comunidade = pioneira Última comunidade = clímax Sucessão em área nunca antes povoada = sucessão primária Sucessão em área antes povoada agora quase extinta= sucessão Sucessão ecológica causada por fatores Abióticos = clima alterações geológicas Bióticos = decomposição de matéria orgânica (modificações químicas no solo), desenvolvimento da vegetação (alterações climáticas através de retenção de água da chuva) Sucessão ecológica avançada = taxa respiratória aumentada, produtividade líquida reduzida, independência em relação ao meio externo (decompositores), relações interespecíficas aumentadas (mutualismo), organismos de tamanho e ciclos de vida aumentados. 2.6 Amplificação Biológica, magnificação biológica, ampliação biológica É o aumento da concentração de determinados elementos (poluentes) e compostos químicos ao longo da cadeia alimentar. Ocorre em função de 3 fatores: 1) é necessário um grande número de elementos do nível trófico anterior para alimentar um indivíduo do nível trófico seguinte; 2) o poluente deve ser recalcitrante ou de difícil degradação, 3) deve ser lipossolúvel. Amplificação biológica é mais séria com compostos tóxicos como pesticidas e metais pesados, os quais podem levar a quadros patológicos graves. 2.7 biomas Grandes ecossistemas que se desenvolveram em determinadas regiões de clima, solo e vegetação específicas Diferenças básicas entre os ecossistemas aquáticos e terrestre: Substratos que os envolve Nos ecossistemas terrestres a água é fator limitante enquanto nos ecossistemas aquáticos a luz é fator limitante As variações de temperatura são mais pronunciadas no meio terrestre do que no meio aquático No meio terrestre o oxigênio tem distribuição total enquanto no meio aquático ele é fator limitante O meio aquático requer esqueletos menos rígidos dos seus habitantes do que o meio terrestre Os ecossistemas terrestres apresentam biomassa maior, mas as cadeias alimentares dos ecossistemas aquáticos são maiores ecossistemas aquáticos - Divididos em Dois tipos: Água doce = concentração de sais da ordem de 0,5g/l Água salgada = concentração de sais da ordem de 35g/l - Os seres aquáticos podem ser divididos em três categorias Plânctons: são organismos em suspensão na água, sem meios próprios de locomoção. São divididos em fitoplânctons (algas) e zooplãnctons (protozoários) Bentos: são organismos que vivem na superfície sólida submersa, podendo ser fixos ou móveis Néctons: são os organismos providos de locomoção própria, como os peixes Principais ecossistemas aquáticos Rios = fatores essenciais que levam ao povoamento destes corpos hídricos são a velocidade da corrente, a natureza do fundo, a temperatura, a oxigenação e a composição química da água. Lagos e lagoas = produtividade depende de sua profundidade, idade geológica, recebimento de nutrientes do exterior. São divididos em dois grupos: oligotróficos = profundos, geologicamente jovens, baixa densidade de plânctosn, baixa produtividade, elevado teor de oxigênio, decomposição lenta eutróficos = vida aquática abundante tanto quanto a sua flora como a fauna, elevada capacidade de depuração de matéria orgânica Estuários corpo d’água litorâneo semifechado onde as águas marinhas se misturam com a água doce (salinidade variável) condições alimentares muito favoráveis grande variedade de espécies, servindo de berçários para inúmeras espécies Oceanos influencia nas características climáticas e atmosféricas da terra reservatório de minerais temperatura e luminosidade variáveis nas plataformas continentais localizam-se as mais ricas regiões de pesca do planeta regiões tropicais e subtropicais apresentam recifes de corais (diversidade de espécies, grande biomassa vegetal, alta produtividade devido ao movimento constante da água e eficiência na reciclagem de nutrientes ecossistemas terrestres Água é fator limitante, assim os seres vivos desenvolvem adaptações Mecanismos de Redução da perda de água: Desenvolvimento de órgãos respiratórios internos Impermeabilização do tegumento e redução da excreção de água Melhor utilização da água no metabolismo (oxidação de gorduras) Desenvolvimento de hábitos que reduzem o consumo de água: Viver em tocas Vida noturna Migrações em épocas secas CARACTERÍSTICAS DOS ECOSSITEMAS TERRESTRES QUANTO AOS VEGETAIS PRESENÇA DE GRANDES VARIEDADE DE VEGETAIS PRINCIPAIS PRODUTORES DO MEIO (AUTÓTROFOS) FORNECEM ABRIGO MODIFICAM SOLO E CLIMA QUANTO AOS CONSUMIDORES GRANDE VARIEDADE LIGADOS ÀS CARACTERÍSTICAS VEGETAIS DO MEIO QUANTO AOS DECOMPOSITORES FUNGOS E BACTÉRIAS REQUEREM MICROAMBIENTES DE ELEVADA UMIDADE PARA ALTA PRODUTIVIDADE QUANTO A PRESENÇA DE ELEVAÇOES (MONTANHAS) IMPORTANTE NA DISTRIBUIÇÃO DE CHUVAS PRINCIPAIS ECOSSITEMAS TERRESTRES Tundra = caracterizada pela ausência de árvores e pelo solo esponjoso e acidentado, com baixa drenagem formando regiões pantanosas. Apresenta cadeias alimentares curtas. Florestas de coníferas = caracterizam por possuir uma vegetação predominante de pinheiros com pouca vegetação arbustiva e herbácea, solos ácidos e pobres em minerais Florestas temperadas de folhas caducas = caracterizada por árvores que perdem suas folhas no inverno, vegetação mais baixa (arbustos) bem desenvolvida e diversificada. As espécies animais são bem diversificadas e variam de região para região florestas tropicais = caracterizada pela umidade relativa doa ar elevada devido ao alto índice pluviométrico e altas temperaturas, alta variedade de espécies tanto animais como vegetais. A flora é composta por árvores de grande porte e densa folhagem, pequena quantidade de espécies arbustivas e herbáceas. A fauna desenvolve-se principalmente nas árvores. Existe a abundância de alimento e um grande número de hábitats e nichos ecológicos. Produtividade elevada, solo pobre com cobertura rica em minerais que concentra-se na matéria orgânica morta e viva. Rápida decomposição e reciclagem de nutrientes. campos = caracterizados por possuir uma vegetação predominante de herbácea, dividida em Estepe com domínio de gramíneas e savana que além de gramíneas temos também arbustos e pequenas árvores. A fauna apresenta herbívoros e carnívoros de grande porte, além de aves de grande porte e corredoras. Desertos = caracterizada por serem regiões áridas de vegetação rara e espaçada que podem ter baixo ou alto índice pluviométrico com altas taxas de evaporação e muitos ventos. As espécies animais são bem raras e em vários casos ausentes.
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