Apostila Ciências do Ambiente - Introdução

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
ÁREA DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO ÀS 
CIÊNCIAS DO AMBIENTE PARA 
ENGENHARIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Selma Maria de Araujo 
 
março/97 
II - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A Paula pelas primeiras lições. 
 
A João pelo desprendimento. 
 
A Chico pela paciência. 
III - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia 
 
SUMÁRIO 
 
 
Introdução 
 
1a Parte - ECOLOGIA GERAL 
 
1. Introdução à Ecologia ...................................................................................................1 
1.1. Meio ambiente ..........................................................................................................1 
1.2. Hábitat e nicho ecológico .........................................................................................2 
1.3. Níveis de organização biológica ................................................................................3 
1.4. Exercício de fixação 1 ..............................................................................................3 
 
2. Noções de Biosfera ........................................................................................................4 
2.1. Vida na biosfera .......................................................................................................4 
2.2. Complexidade ..........................................................................................................5 
2.3. A Energia .................................................................................................................6 
2.4. Os Recursos naturais ................................................................................................7 
2.5. Atividades humanas e desequilíbrios na biosfera ........................................................8 
2.6. Exercício de fixação 2 ..............................................................................................8 
 
3. Necessidades Básicas dos Seres Vivos ..........................................................................9 
3.1. Processos energéticos utilizados pelos seres vivos ..................................................10 
3.2. Biossíntese e biodegradação ...................................................................................11 
3.3. Exercício de fixação 3 ............................................................................................12 
 
4. Fatores ecológicos ........................................................................................................13 
4.1. Fatores ecológicos bióticos .....................................................................................13 
4.2. Fatores ecológicos abióticos ...................................................................................15 
4.3. Fatores limitantes ...................................................................................................16 
4.4. Exercício de fixação 4 ............................................................................................17 
 
5. Ecossistemas.................................................................................................................18 
5.1. Componentes e estrutura ........................................................................................18 
5.2. Características dos ecossistemas .............................................................................19 
5.3. Equilíbrio nos ecossistemas ....................................................................................19 
5.4. Produtividade dos ecossistemas ..............................................................................21 
5.5. Pirâmides ecológicas ..............................................................................................22 
5.6. Desequilíbrio nos ecossistemas ...............................................................................24 
5.7. Exercício de fixação 5 ............................................................................................26 
 
6. Ciclos Biogeoquímicos ................................................................................................27 
6.1. Ciclo do carbono ....................................................................................................28 
6.2. Ciclo do oxigênio ...................................................................................................29 
6.3. Ciclo do Nitrogênio ................................................................................................29 
IV - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia 
 
6.4. Ciclo da água .........................................................................................................30 
6.5. Exercício de fixação 6.............................................................................................31 
 
7. Distribuição dos Ecossistemas ....................................................................................32 
7.1. Biomas aquáticos ...................................................................................................32 
7.2. Biomas terrestres ....................................................................................................33 
7.3. Biomas brasileiros ..................................................................................................34 
7.4. Exercício de fixação 7 ............................................................................................36 
 
8. Ecossistemas Humanos ...............................................................................................38 
8.1. Unidades de conservação ........................................................................................40 
8.2. Exercício de fíxação 8 ............................................................................................42 
 
 
2a Parte -DEGRADAÇÃO E CONSERVAÇÃO DO MEIO AMBIENTE 
 
9. Introdução à Poluição .................................................................................................43 
9.1. Ciclo da poluição ....................................................................................................45 
9.2. Os onze maiores poluentes mundiais .......................................................................45 
9.3. Classificação da poluição ........................................................................................46 
9.4. Indicador de poluição e padrão de qualidade ...........................................................47 
9.5. Esquema básico para avaliação da poluição ............................................................48 
9.6. Exercício de fixação 9 ............................................................................................48 
 
10. Crescimento Populacional e Desenvolvimento Sustentável .......................................49 
10.1. Limites do crescimento .........................................................................................50 
10.2. Desenvolvimento sustentável ................................................................................51 
10.3. Relatório FUNAP - Estudo da população mundial ................................................52 
10.4. Exercício de fixação 10 .........................................................................................53 
 
11. Poluição da Água ........................................................................................................54 
11.1. Classificação das águas .........................................................................................55 
11.2. Principais fontes de poluição hídrica .....................................................................5611.3. Principais poluentes hídricos .................................................................................56 
11.4. Classificação da poluição hídrica ...........................................................................57 
11.5. Poluição orgânica .................................................................................................58 
11.6. Autodepuração das águas .....................................................................................61 
11.7. Eutroficação .........................................................................................................63 
11.8. Medidas de controle da poluição hídrica ...............................................................64 
11.9. Exercício de fixação 11 .........................................................................................67 
 
12. Poluição do Solo ..........................................................................................................69 
12.1. Poluentes do solo .................................................................................................70 
12.2. Principais fontes poluidoras e suas conseqüências .................................................71 
12.3. Exercício de fixação 12 .........................................................................................79 
 
V - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia 
 
13. Poluição do Ar .............................................................................................................80 
13.1. Principais fontes de poluição do ar ........................................................................81 
13.2. Principais poluentes atmosféricos ..........................................................................81 
13.3. Fatores que afetam a poluição do ar ......................................................................83 
13.4. Autodepuração da atmosfera ................................................................................84 
13.5. Conseqüências da poluição do ar ..........................................................................85 
13.6. Melhorando a qualidade do ar ...............................................................................90 
13.7. Medidas de controle da poluição do ar ..................................................................91 
13.8. Exercício de fixação 13 .........................................................................................94 
 
14. Poluição Sonora ...........................................................................................................95 
14.1. Fontes de ruído .....................................................................................................95 
14.2. Características do som ..........................................................................................95 
14.3. Índices de ruído ....................................................................................................98 
14.4. Medição do ruído .................................................................................................98 
14.5. Efeitos do ruído ..................................................................................................100 
14.6. Medidas de controle ...........................................................................................100 
14.7. Exercício de fixação 14 .......................................................................................101 
 
 
3a Parte - GESTÃO DO MEIO AMBIENTE 
 
15. Legislação Ambiental Brasileira ...............................................................................102 
15.1. Política nacional do meio ambiente .....................................................................104 
15.2. Instrumentos de defesa do meio ambiente ...........................................................107 
15.3. Legislação básica ................................................................................................109 
15.4. Instituições de controle do meio ambiente ...........................................................110 
15.5. Exercício de fixação 15 .......................................................................................111 
 
16. Avaliação de Impacto Ambiental .............................................................................112 
16.1. Definição e classificação dos impactos ambientais ...............................................112 
16.2. Impacto ambiental de um projeto ........................................................................114 
16.3. Atividades modificadoras do meio ambiente ........................................................114 
16.4. Vantagens da AIA ..............................................................................................115 
16.5. Incertezas da AIA ...............................................................................................116 
16.6. Critérios para elaboração de EIA ........................................................................116 
16.7. Relatório de impacto ambiental - RIMA ..............................................................119 
16.8. Exercício de fixação 16 .......................................................................................119 
 
17. Metodologias da Avaliação de Impactos Ambientais ..............................................121 
17.1. Métodos aplicáveis .............................................................................................121 
17.2. Classificação das técnicas de AIA .......................................................................122 
17.3. Exercício de fixação 17 .......................................................................................126 
 
18. Gerenciamento Ambiental (ISO 14.000) ..................................................................127 
18.1. ISO 14.000 - Gestão ambiental ...........................................................................127 
VI - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia 
 
18.2. Sistema de gestão ambiental - SGA .....................................................................128 
18.3. Auditoria ambiental ............................................................................................129 
18.4. Avaliação do desempenho ambiental ...................................................................129 
18.5. Rotulagem ambiental ..........................................................................................129 
18.6. Análise do ciclo de vida ......................................................................................130 
18.7. Aspectos ambientais de normas de produtos .......................................................131 
18.8. Ecoprodutos e o consumidor verde .....................................................................131 
18.9. Exercício de fixação 18 .......................................................................................132 
 
APÊNDICES 
 
A. Resumo da Agenda 21 ...............................................................................................133 
 
B. Legislação Federal Básica .........................................................................................136 
 
C. Órgãos de Meio Ambiente ........................................................................................137 
 
D. Principais Impactos Ambientais na Região Nordeste ..............................................141 
 
E. Impactos Ambientais por Ecossistemas Brasileiros .................................................143 
 
F. Impactos Ambientais da Construção de Barragens .................................................144 
 
G. Impactos Ambientais de Projetos de Irrigação ........................................................146 
 
H. Metodologia para Diagnóstico Físico-Conservacionista ..........................................147 
 
I. Metodologia para Diagnósticodo Solo .....................................................................155 
 
J. Metodologia para Diagnóstico da Poluição Ambiental ............................................162 
 
 
BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................163 
VII - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia 
 
INTRODUÇÃO 
 
 
 
 vida no planeta existe há cerca de 3,5 bilhões de anos, porém a apenas duzentos anos é que a 
vida humana tornou-se mais confortável, devido aos grandes avanços tecnológicos. Nestes 
duzentos anos, a população mundial aumentou oito vezes, enquanto que o consumo de recursos 
naturais aumentou em escala significativamente maior. O consumo de água, por exemplo, aumentou 
35 vezes. 
 
A história do homem no planeta difere da história dos demais seres vivos pela forma como se 
apropria dos recursos naturais para satisfazer as suas necessidades. O homem cria sistemas cada vez 
mais elaborados, baseados em tecnologias nem sempre sustentáveis e, quase sempre, às custas da 
degradação ambiental. Esta ocorre de forma tão acelerada que os sistemas naturais não conseguem 
repor tudo no lugar com a mesma presteza. A terra, a água e o ar deterioram-se qualitativamente, 
pondo em evidência o prejuízo biológico experimentado por muitas espécies, incluindo o próprio 
homem. 
 
O aumento do efeito estufa, principalmente pelo acúmulo de CO2 atmosférico, é motivado pela 
queima de combustíveis fósseis e pela eliminação de florestas. A destruição da camada de ozônio é 
um efeito colateral atribuído ao uso de clorofluorcarbonos. A perda da biodiversidade é um 
subproduto de várias atividades humanas, dentre elas o desmatamento para fins agropecuários. 
Constata-se, pois, que as atividades humanas interagem com os sistemas físicos e biológicos do 
planeta. Assim, qualquer esforço para se reverter esse quadro de degradação ambiental, passa pelo 
conhecimento das Ciências do Meio Ambiente e pelo compromisso de mudança global do nosso 
comportamento. 
 
O estudo do meio ambiente e a questão ambiental são tão complexos quanto o próprio planeta. Tanto 
assim, que a interdisciplinaridade é fundamental para a compreensão do tema, exigindo o esforço de 
profissionais das mais diversas áreas de atuação. Neste sentido, procuramos dar a nossa contribuição 
na introdução das Ciências do Ambiente para estudantes de Engenharia. 
 
A Engenharia como a arte de engendrar coisas, o faz apropriando-se de espaços e de recursos do 
planeta. A antiga idéia de meio ambiente como algo lá fora, levou o engenheiro a produzir muitos 
estragos. A compreensão de que somos parte de todo o engenho e que o desenvolvimento deve ser 
auto-sustentável, leva-nos a refletir sobre a forma como administramos o planeta. Neste contexto, 
trataremos as Ciências do Ambiente em três partes distintas. 
 
Na Primeira Parte - Ecologia Geral -, enfocaremos os sistemas que dizem respeito à natureza, a fim 
de conhecer os processos biológicos básicos de transformação da energia, os ciclos alimentares e o 
papel desempenhado pelos fatores físicos, químicos e biológicos na manutenção da vida. 
 
Na Segunda Parte - Degradação e Conservação do Meio Ambiente -, abordaremos as alterações 
provocadas pelo homem nos diversos ecossistemas, analisando o processo em si e os desequilíbrios 
ecológicos decorrentes, procurando identificar algumas soluções . 
A 
VIII - Introdução às Ciências do Ambiente para Engenharia 
 
 
Finalmente, na Terceira Parte – Gestão do Meio Ambiente - , trataremos da administração do meio 
ambiente, órgãos gestores e legislação básica, ou seja, como o Poder Público, a Empresa e a 
Comunidade podem atuar na melhoria da qualidade do meio ambiente.