Aula_04 - Ciências do Ambiente

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CIÊNCIAS DO AMBIENTE 
Os ciclos biogeoquímicos 
Prof. Msc. Patrícia Miranda Lordêlo 
OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 
CIÊNCIAS DO AMBIENTE 
Conteúdo Programático da aula 
 Listar os principais ciclos 
biogeoquímicos. 
 
OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 
CIÊNCIAS DO AMBIENTE 
Conteúdo Programático da aula 
 Reconhecer a importância dos ciclos 
para o equilíbrio dos ecossistemas. 
OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 
CIÊNCIAS DO AMBIENTE 
OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 
 
 As atividades sem um plano de manejo adequado 
como queimadas, exploração de combustíveis fósseis, 
práticas agrícolas, disposição de resíduos, entre outros, 
contribuem para as mudanças e ruptura dos ciclos 
biogeoquímicos tanto locais, como os globais gerando 
graves problemas ambientais. 
 
OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 
CIÊNCIAS DO AMBIENTE 
PRINCIPAIS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 
OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS SÃO FUNDAMENTAIS PARA O 
EQUILÍBRIO DE TODOS OS ECOSSISTEMAS, POIS GARANTEM 
O FLUXO CONSTANTE E A RECICLAGEM DOS MINERAIS. 
CARBONO 
ÁGUA NITROGÊNIO 
FÓSFORO ENXOFRE 
OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 
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CICLO DO CARBONO 
 
 Através dos produtores, há passagem do meio abiótico para o 
biótico, pois absorvem CO2 para realizar a fotossíntese, além de 
integrar a matéria orgânica e retornar à atmosfera através da 
respiração e da decomposição dos seres vivos. 
CICLO PREDOMINANTEMENTE GASOSO, SENDO TAMBÉM 
ENCONTRADO NO ESTADO SÓLIDO. 
 As plantas terrestres utilizam o CO2 atmosférico como fonte para 
fotossíntese. 
 As plantas aquáticas utilizam carbonato dissolvido. O carbono 
também é encontrado na forma de bicarbonato (intemperismo de 
rochas calcárias. 
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ATRAVÉS DOS PRODUTORES, HÁ PASSAGEM DO MEIO ABIÓTICO 
PARA O BIÓTICO, POIS ABSORVEM CO2 NA FOTOSSÍNTESE, ALÉM 
DE INTEGRAR A MATÉRIA ORGÂNICA E RETORNAR A ATMOSFERA 
PELA RESPIRAÇÃO E DECOMPOSIÇÃO DOS SERES VIVOS. 
A BIOSFERA COMPOSTA PELO SOLO, VEGETAÇÃO E OCEANOS PODE 
RECICLAR CERCA DE 3 A 4 GIGATONELADAS DE CARBONO POR ANO. 
 Com a combustão de materiais fósseis, como carvão, petróleo e 
gás, bilhões de toneladas de carbono presos nos oceanos e terra foram 
liberados na atmosfera. Felizmente, parte deste carbono pode ser 
assimilado pelos solos e oceanos. 
 É o que chamamos de sequestro de carbono. 
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RESPIRAÇÃO 
FOTOSSÍNTESE QUEIMA DE COMBUSTÍVEL FÓSSIL 
DECOMPOSIÇÃO 
E 
OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 
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O CARBONO carbono é o elemento químico fundamental 
dos compostos orgânicos, cujo ciclo consiste na 
assimilação (fixação) dos átomos contidos nas moléculas 
simples de gás carbônico presente na atmosfera (CO2), e 
convertidos em substâncias mais elaboradas (carboidratos, 
proteínas), a partir do metabolismo fotossintético 
realizado pelos organismos autotróficos. 
São os seres produtores que iniciam o ciclo do carbono, 
captado pelos demais organismos e finalizado pelos 
decompositores, devolvendo ao ambiente todos os 
nutrientes, incluindo o carbono, para o reinício do 
processo. 
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CICLO DO FÓSFORO 
 
 O fósforo é, em geral, encontrado na forma de sais de fosfato, 
contendo íons fosfato (PO3
4-), em formações terrestres e nos 
sedimentos no fundo dos oceanos. 
 A maior parte flui em uma única direção, da terra para os 
oceanos, onde se torna incorporado aos sedimentos e permanece 
por milhares de anos. Pelos processos geológicos naturais, os 
depósitos no fundo do mar podem sofrer uma subelevação, 
expondo o fosfato e facilitando a sua erosão. 
É UM CICLO SEDIMENTAR E LENTO. 
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 Ele faz cerca de 100 vezes o percurso de ida e 
volta entre águas superficiais e profundas cada uma 
durando cerca de 1000 anos. Durante cada 
percurso, ele é absorvido pelos organismos, antes 
de ser fixado nas profundezas. 
Em média, na sua centésima descida, após 10 milhões 
de anos no oceano, ele deixa de ser liberado como 
fósforo solúvel, passando a fazer parte do 
sedimento sob forma particulada. 
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CICLO DO NITROGÊNIO 
 
 Elemento essencial para produção de alimentos, é o 
componente químico das proteínas. O nitrogênio é o elemento mais 
abundante na atmosfera, onde o gás nitrogênio (N2) compõe 78% do 
volume da troposfera. Ele não pode ser utilizado diretamente pelas 
plantas, pois não reage facilmente. 
 
 O nitrogênio pode ser obtido por descargas elétricas 
atmosféricas e através de bactérias no solo, nas raízes de algumas 
plantas e nos ecossistemas aquáticos, que quebram o N2 e 
convertem em nutrientes importantes para plantas e animais. 
QUANDO EM EXCESSO, PODE CONTAMINAR O AR, A ÁGUA E 
ATÉ LENÇÓIS FREÁTICOS CAUSANDO A EUTROFIZAÇÃO 
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BIOFIXAÇÃO DE NITROGÊNIO 
 
O N2 é quebrado por bactérias especializadas presentes no solo e nos 
sistemas aquáticos, convertendo o nitrogênio em amônia (NH3) que é 
utilizada pelas plantas. 
 
A planta fornece um habitat apropriado para os fixadores de 
nitrogênio (nódulo radicular), pois protege as bactérias contra um 
excesso de 02 que inibe a fixação, fornecendo, ainda, energia 
necessária às bactérias. 
 
Em troca, as plantas recebem nitrogênio facilmente assimilável. 
 
A amônia que não foi utilizada pela planta pode passar pelo processo 
de nitrificação. 
ETAPAS DO CICLO (1) 
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NITRIFICAÇÃO 
 
Bactérias especializadas convertem a amônia (NH3) primeiramente em 
nitrito (N0-2) e depois em nitrato (N0-3), que é a forma mais fácil de 
assimilação pelas raízes de plantas. 
 
Os animais assimilam o nitrogênio através da ingestão da planta ou de 
outros animais. 
ETAPAS DO CICLO (2) 
AMONIFICAÇÃO 
 
Bactérias especializadas e decompositoras convertem detritos 
orgânicos, como restos de animais e plantas, em compostos inorgânicos 
e que contenham nitrogênio, como a amônia (NH3) e íons de amônio 
(NH+4), que são sais solúveis em água. 
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DESNITRIFICAÇÃO 
 
Bactérias convertem amônia (NH3) e íons de amônio (NH
+4) em nitrito e 
nitrato e logo depois em nitrogênio (N2) e óxido nitroso (N2O). 
 
Esses gases são liberados na atmosfera. 
ETAPAS DO CICLO (3) 
Algumas bactérias nitrificantes: 
Nitrossomas – convertem amônia em nitrito; 
Nitrobacter – convertem nitrito em nitrato. 
 
Organismos fixadores de nitrogênio: 
Simbiose dos nódulos das plantas leguminosas e a bactéria 
Rhizobium; 
Algas verdes azuladas (cianofíceas ou cianobactérias). 
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CICLO DO ENXOFRE 
 
 O enxofre é uma substância amarela encontrado no subsolo, 
nas rochas, nos minerais e profundamente abaixo dos sedimentos 
dos oceanos em combinações de sais de sulfato (SO-4). Nas 
proximidades de vulcões, o enxofre é encontrado na sua forma 
original. 
Ele entra na produção de ácido sulfúrico, uma substância muito utilizada 
para fertilizantes, corantes e explosivos (pólvora, palitos de fósforo, etc). 
O enxofre é essencial para a vida, faz parte da moléculas de proteína, 
vitais para o nosso corpo. Cerca de 140g de enxofre estão presentes 
no serhumano. 
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O enxofre entra na atmosfera por recursos naturais e atividades humanas. 
O sulfeto de hidrogênio ou gás sulfídrico (H2S) é liberado pelos vulcões e 
pela decomposição de micro-organismos de restos de animais e plantas, 
principalmente em regiões alagadas, como brejos e pântanos. 
 
Esse gás, altamente venenoso e possui um cheiro de ovo podre. Além do 
sulfeto, o dióxido de enxofre (SO2) também pode ser liberado por vulcões 
em atividade, além de fontes naturais e atividades humanas. 
A natureza recicla enxofre sempre que um animal ou planta morre. 
Quando apodrecem, as substâncias chamadas de “sulfatos”, combinados com a 
água são absorvidos pelas raízes das plantas. 
Os animais o obtêm comendo vegetais ou comendo outros animais. 
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Na atmosfera, ele é convertido em gás trióxido de enxofre (SO3) e em 
gotículas de ácido sulfúrico (H2SO4). Ele pode reagir também com a 
amônia, formando partículas de sais de sulfato. 
 
Essas partículas podem cair na terra em forma de chuva ácida. 
 O dióxido de enxofre também pode ser lançado na atmosfera 
através da queima do carvão e petróleo, para fabricação de gasolina 
e outros óleos, e também pela conversão de metais metálicos 
contendo enxofre em metais livres, como o cobre e o chumbo. 
 
 Esses óxidos de enxofre (SO2 e SO3) incorporam-se ao solo 
com as chuvas, sendo então transformados em íons de sulfato (SO2
-4). 
 
 Podem, também, ser capturados diretamente pelas folhas das 
plantas em um processo chamado de adsorção, para serem usados na 
fabricação de aminoácidos. 
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Partículas de sais de sulfato (SO2
-4) são liberadas na atmosfera 
através das ondas do mar, tempestades de poeira e incêndios nas 
florestas. As raízes das plantas absorvem o sulfato e aproveitam 
o enxofre como um alimento essencial das proteínas. 
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CICLO DA ÁGUA 
O ciclo hidrológico, ou ciclo da água, é o movimento 
contínuo da água presente nos oceanos, continentes 
(superfície, solo e rocha) e na atmosfera. Esse movimento é 
alimentado pela força da gravidade e pela energia do Sol, 
que provocam a evaporação das águas dos oceanos e dos 
continentes. 
 Na atmosfera, forma as nuvens que, quando 
carregadas, provocam precipitações, na forma de chuva, 
granizo, orvalho e neve. 
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Nos continentes, a água precipitada pode seguir os 
diferentes caminhos: 
 
• Infiltra e percola (passagem lenta de um líquido através de 
um meio) no solo ou nas rochas, podendo formar 
aqüíferos, ressurgir na superfície na forma de nascentes, 
fontes, pântanos, ou alimentar rios e lagos. 
 
• Flui lentamente entre as partículas e espaços vazios dos 
solos e das rochas, podendo ficar armazenada por um período 
muito variável, formando os aqüíferos. 
 
• Escoa sobre a superfície, nos casos em que a precipitação 
é maior do que a capacidade de absorção do solo. 
 
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• Evapora retornando à atmosfera. Em adição a essa 
Evaporação da água dos solos, rios e lagos, uma parte da água 
é absorvida pelas plantas. Essas, por sua vez, liberam a 
água para a atmosfera através da transpiração. 
A esse conjunto, evaporação mais transpiração, dá-se o nome 
de evapotranspiração. 
 
• Congela formando as camadas de gelo nos cumes 
de montanha e geleiras. 
 
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Apesar das denominações água superficial, subterrânea e 
atmosférica, é importante salientar que, na realidade, a água 
é uma só e está sempre mudando de condição. A água que 
precipita na forma de chuva, neve ou granizo, já esteve no 
subsolo, em icebergs e passou pelos rios e oceanos. A água 
está sempre em movimento; é graças a isto que ocorrem: a 
chuva, a neve, os rios, lagos, oceanos, as nuvens e as águas 
subterrâneas. 
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Resumindo 
 Identificou os principais ciclos biogeoquímicos; 
 
 Compreendeu a importância dos ciclos biogeoquímicos no 
equilíbrio do ecossistema