Aula 1 e 2 ciencias ambientais

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AULA 1
O que são as Ciências Ambientais?
Meio Ambiente
Meio ambiente pode ser definido, à luz da Lei Federal n.º 6.938, que institui a Política Nacional de Meio Ambiente, como: "O conjunto de condições, leis, influências e interações de ordem física, química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas".
Meio ambiente são as palavras de ordem. Hoje em dia é praticamente impossível assistir a um telejornal, ouvir programas de rádio, ler jornais e revistas ou navegar na internet sem esbarrar nessa palavra. A princípio, você poderia pensar que tem muita gente se metendo onde não deve. Afinal de contas, esse assunto deveria dizer respeito apenas a cientistas e a ambientalistas.
Se você pensa assim, provavelmente nunca pensou no fato de que todos nós lidamos diariamente com o meio ambiente, porque somos parte do meio ambiente.
É justamente por se sentirem parte desse conjunto que muitas pessoas se sentem à vontade para falar sobre meio ambiente. Contudo, há uma diferença considerável entre:
Ciências Ambientais
As ciências ambientais ganharam importância no Brasil a partir de 1989, quando passaram a ser incluídas nos meios acadêmicos concorrendo ao lado de diversas áreas do saber científico e tecnológico como relevantes para o desenvolvimento nacional.
A inclusão das ciências ambientais ocorreu a partir da necessidade de haver mudanças e transformações nas pesquisas científicas e tecnológicas, as quais deveriam defender o meio ambiente — natural ou criado — marcado pelas intervenções do homem e buscar meios de eliminar ou de, pelo menos, reduzir, os impactos negativos das ações antrópicas.
Atualmente, denominamos de Ciências Ambientais a área do conhecimento humano que estuda o meio ambiente. Em outras palavras, podemos dizer que os objetos de estudos das Ciências Ambientais são:
Vantagens: Aumento da expectativa de vida; aumento da qualidade de vida; crescimento econômico; “redução” das distâncias geográficas. ← Desenvolvimento científico-tecnológico→ Desvantagens: Aumento das desigualdades socioeconômicas; problemas morais e éticos; impactos ambientais.
De modo geral, as Ciências Ambientais apresentam a forma como:
A natureza funciona→Interagimos com a natureza→Podemos viver de maneira responsável e sustentável.
Dessa forma, cabe às ciências ambientais o desenvolvimento de estudos, sob a ótica ecológica, com a utilização de técnicas sustentáveis nas ações antrópicas, a fim de reduzir a poluição, a retirada de recursos e prover a manutenção dos ecossistemas.
Além disso, pelo fato de atravessar diferentes áreas do conhecimento, ela é considerada transversal a todas essas áreas. Assim, as Ciências Ambientais permeiam diferentes campos do conhecimento, sem se identificar necessariamente com apenas um deles, o que lhes caracteriza também como transdisciplinares.
O motivo que explica o carácter transdisciplinar das Ciências Ambientais é o fato de fazer parte de um novo paradigma científico, surgido a partir da segunda metade do século XX. Este paradigma contém uma forte crítica à supervalorização dada à ciência e à tecnologia em nossa sociedade.
A transdisciplinaridade está exatamente na necessidade de compreender essa complexa rede de relacionamentos entre as questões sociais e ambientais, uma vez que as sociedades são parte do ambiente e mantêm diversas relações com os demais componentes ambientais.
Transversalidade e transdisciplinaridade
Talvez, você já tenha ouvido falar nos termos multidisciplinar e interdisciplinar, que são mais comumente usados que o termo transdisciplinar. Todos eles indicam formas de abordarmos o conhecimento e de organizarmos nossas disciplinas. Ou seja, a multidisciplinaridade, a interdisciplinaridade e a transdisciplinaridade são estratégias de integração entre as disciplinas visando a construção de um conhecimento universal.
Observe como é vista a escala de complexidade para cada um:
Como você pode conferir, as Ciências Ambientais sempre nos impõem questões complexas, pois existe um número imenso de ligações entre as diversas partes que compõem o que chamamos de meio ambiente. Tente pensar, por exemplo, em quantas relações existem entre:
São tantas relações que é impossível compreendê-las no âmbito de uma única área do conhecimento. Por isso, para entender minimamente os problemas ambientais, é preciso uma equipe formada por profissionais de diversas áreas que adotem a única abordagem realmente eficiente: a transdisciplinar. Infelizmente, esta é a abordagem mais difícil de ser empregada. Mas, como veremos a seguir, há tentativas neste sentido.
Portanto, falar de Ciências Ambientais é falar de um assunto complexo que pode e deve ser abordado através de diversas óticas (daí a transdisciplinaridade). Entretanto, harmonizar esta diversidade está longe de ser algo trivial; é algo que demanda muito conhecimento teórico e bom senso na hora da aplicação prática.
AULA 2
Conceitos básicos em Ciências Ambientais
Devido às características de transversalidade e transdisciplinaridade, as Ciências Ambientais possuem um vasto vocabulário, formado por conceitos oriundos das diversas áreas do conhecimento que elas atravessam. Nesta aula, você estudará alguns conceitos básicos empregados nas Ciências Ambientais que serão utilizados ao longo de todo o restante da disciplina.
Você irá perceber que alguns desses conceitos são frequentemente empregados pela mídia de maneira errada ou simplificada. Este é o momento de aprender a forma correta de usá-los e aumentar sua compreensão e visão crítica a respeito dos temas da área ambiental.
Vamos começar com a linha do tempo da construção de alguns dos conceitos macros.
Comunidade e Ecossistema
Comunidade é a “parte viva” do ecossistema ou biocenose. O termo ecossistema corresponde à comunidade somada ao ambiente abiótico, funcionando como um sistema ecológico, ou biogeocenose.
O conhecimento do ecossistema é fundamental na execução de soluções para os problemas ambientais, que estão surgindo na biosfera em função do desequilíbrio provocado pelo homem.
Na comunidade, as populações de duas espécies interagem entre si, promovendo interações interespecíficas. Essas interações podem ser de dois tipos: interações harmônicas ou positivas, em que há benefício para uma das duas espécies ou para ambas; e interações desarmônicas ou negativas, em que há prejuízo pelo menos para uma das espécies.
A tabela abaixo resume as características dos principais tipos de interações biológicas entre espécies diferentes.
Dentro de cada sistema natural, temos:
Cadeia Alimentar Teia Alimentar
Sobre a cadeia alimentar, podemos defini-la como o conjunto de eventos através do qual a energia e o alimento são transferidos de um ser vivo para outro.
Exemplo de cadeia alimentar:
Produtores: plantas (fotossintetizadoras).
Consumidores primários (herbívoros).
Consumidores secundários (carnívoros).
Consumidores terciários (carnívoros).
Consumidores quaternários (carnívoros)
Ou seja, cadeia alimentar é uma sequência de eventos do tipo “comer e ser alimento” dentro de uma comunidade. Na natureza, as relações tróficas não são tão simplificadas, uma vez que há carnívoros que podem ter uma variada gama de presas em potencial, que por sua vez se alimentam de variadas espécies de plantas, formando uma rede alimentar complexa, ou o que chamamos de teia alimentar.
Componentes do Ecossistema
O ecossistema é constituído pela comunidade, pelos ciclos biogeoquímicos (ou ciclagem de materiais) e pelo fluxo de energia, cujas interações tornam os sistemas funcionais. O fluxo de energia é unidirecional, ou seja, ocorre em um único sentido, a partir da entrada de energia na forma de luz solar, que é convertida em matéria orgânica pelas plantas e algas.
De acordo com Miller e Spoolman (2012), a sustentação da vida está agregada aos seguintes fatores: ao fluxo de energia proveniente do Sol, à ciclagem de materiais na biosfera e à gravidade, quemantém a atmosfera e permite os ciclos biogeoquímicos no ar, na água, no solo e nos organismos.
Os ciclos biogeoquímicos ajudam na ciclagem de nutrientes e gases nos ecossistemas. Estes ciclos fazem todos os elementos, fundamentais à vida, circularem no sistema natural e envolvem os quatro compartimentos do planeta: atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera.
Segundo Rocha et al. (2009), um ciclo biogeoquímico pode ser entendido como sendo o movimento ou um ciclo de um elemento ou elementos químicos através da atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera da Terra. Tais elementos são essenciais à vida e são incorporados aos organismos na forma de compostos orgânicos ou por meio de diversas reações químicas.
Ao longo do ciclo, cada elemento é absorvido e reciclado por componentes bióticos (seres vivos) e abióticos (ar, água, solo) da biosfera.
Ciclos sedimentares -> litosfera. ex: fósforo
Cclos gasosos -> atmosfera. ex: carbono
ciclo hidrologico -> hidrofera. ex: agua
Analisaremos a seguir os principais ciclos biogeoquímicos, que são orientados, direta ou indiretamente, pela energia solar.
Ciclo da água
A energia solar tem grande influência no ciclo hidrológico, pois participa dos processos de evaporação, precipitação e transpiração. A evaporação da água dos oceanos, lagos, rios e solos é transformada em vapor d´água. Este, consequentemente, retorna ao ambiente terrestre por meio da gravidade, provocando a precipitação (chuva, granizo, neve, orvalho e geada). No ambiente terrestre ocorre a transpiração, ou evapotranspiração, pelas plantas, que corresponde à evaporação da água da superfície das folhas. Aproximadamente, 90% da água que evapora no ambiente terrestre é proveniente da transpiração.
Ciclo do carbono
O ciclo do carbono é um ciclo perfeito, pois o carbono é devolvido ao meio à mesma taxa que é sintetizado pelos produtores. (BRAGA, 2005, p. 28).
Segundo Rocha et al. (2009), o ciclo do carbono está intimamente relacionado com os seres vivos que vivem sobre a superfície terrestre. Existem vários tipos de compostos de carbono nas diversas etapas que compõem o ciclo. Esses compostos podem ser líquidos, sólidos e gasosos. Muitos deles são sintetizados pelos organismos vivos, com número de oxidação variando de +4 a -4. Contudo, os transportes de carbono entre os vários compartimentos (atmosfera, hidrosfera e litosfera) é feito, principalmente, pelo carbono com número de oxidação +4 na forma de CO2, carbonato (CO32-) ou bicarbonato (HCO3-). 
Na atmosfera, encontra-se na forma de dióxido de carbono (CO2), um gás, que, nas condições normais de temperatura e pressão, é inodoro e incolor. O ciclo do carbono é perfeito, pois o carbono é devolvido à mesma taxa que é sintetizado pelos produtores.
As plantas utilizam o CO2 e o vapor d’água da atmosfera para, na presença de luz solar, sintetizar compostos orgânicos de carbono, hidrogênio e oxigênio, tais como a glicose.
Por meio da fotossíntese e da respiração, o carbono passa de sua fase inorgânica à fase orgânica e volta para a fase inorgânica, completando, assim, seu ciclo biogeoquímico.
As bactérias que realizam quimiossíntese fabricam suas substâncias orgânicas a partir do CO2. Os compostos orgânicos mais comumente formados são os açúcares (carboidratos), mas, além deles, as plantas são capazes de produzir proteínas, lipídeos e ceras em geral.
O carbono é adquirido pelos animais, de forma direta ou indireta, do reino vegetal durante sua alimentação. Assim, os animais herbívoros recebem dos vegetais os compostos orgânicos e, por intermédio de seu metabolismo são capazes de sintetizar e até transformá-los em novos produtos. O mesmo ocorre com os animais carnívoros, que se alimentam dos herbívoros e assim sucessivamente. O carbono nos animais pode seguir, assim como as plantas, três caminhos:
Outra forma do carbono retornar ao ambiente é a partir da combustão de combustíveis fosseis (gasolina, óleo diesel, gás natural). Além dessa, a queima de florestas é outro meio de devolução. Vale ressaltar que esses mecanismos são prejudiciais ao meio ambiente, sendo a primeira um dos principais causadores do efeito estufa e a segunda, além do efeito estufa, causa o desequilíbrio de ecossistemas regionais e até mesmo globais, uma vez que as florestas são essenciais para a manutenção da temperatura. Tendo em vista a preocupação ambiental crescente, surgiu uma ideia para ajudar o planeta. É uma forma de compensar as grandes queimas envolvendo liberação de carbono e, consequentemente, o aumento da temperatura global.
Acompanhe esse ciclo na imagem abaixo:
Para entender melhor o ciclo do carbono, acesse a animação que apresenta os principais processos naturais envolvidos no ciclo do carbono, em que o fluxo do mesmo pelo ambiente é visualizado a partir de flechas. Clicando sobre o nome de cada um dos processos é mostrada uma perspectiva microscópica das reações, onde é possível visualizar a composição dos compostos carbônicos antes e depois da reação química.
Ciclo do fósforo
Segundo Rocha et al. (2009), o fósforo é um elemento químico que participa estruturalmente de moléculas fundamentais do metabolismo celular, como fosfolipídios, coenzimas e ácidos nucléicos. É um nutriente limitante do crescimento das plantas, principalmente no meio aquático. Faz parte da constituição das moléculas:
DNA	 	RNA	 	Ossos	 	Dentes
Os grandes reservatórios de fósforo são as rochas e outros depósitos formados durante as eras geológicas. Esses reservatórios, devido ao intemperismo, pouco a pouco fornecem o fósforo para os ecossistemas, que é absorvido pelos vegetais e posteriormente transferido aos animais superiores e, por consequência, ao homem, pela cadeia alimentar.
O retorno do fósforo ao meio ocorre pela ação de bactérias fosfolizantes, que atuam nas carcaças de animais mortos. O fósforo retorna ao meio na forma de composto solúvel, sendo, portanto facilmente carregado pela chuva para os lagos e rios e destes para os mares, de forma que o fundo do mar passa a ser um grande deposito de fósforo solúvel.
As aves marinhas, ao se alimentarem de peixes marinhos e excretarem em terra firme, trazem o fósforo de volta ao ambiente terrestre. Ilhas próximas ao Peru, cobertas de guano (excremento das aves), mostram o quanto as aves são importantes para a manutenção do ciclo.
Acompanhe na imagem abaixo o ciclo do fósforo.
Ciclo do nitrogênio
O ciclo do nitrogênio é tipicamente gasoso, com a reserva atmosférica na forma de N2. A forma de incorporação do nitrogênio pelas plantas se dá a partir de nitrato (NO3-) ou de amônia (NH3). Além disso, o nitrogênio desempenha um papel fundamental como elemento estrutural de praticamente todas as classes de compostos: proteínas, ácidos nucléicos, lipídeos, etc.
O retorno do nitrogênio ao seu reservatório atmosférico ocorre por intermédio da excreção de ureia (CH4N2O), amônia (NH3) ácido úrico (C5H4N4O3) ou por decomposição de cadáveres.
Ciclo do Enxofre
O ciclo do enxofre é basicamente sedimentar. Os micro-organismos desempenham papel fundamental no fluxo biótico, disponibilizando o enxofre.
Comparando-o a outros ciclos, como do nitrogênio e do carbono, o enxofre é o menos importante, porém constitui um elemento essencial da produção primária e da decomposição.
O principal impacto ambiental a partir do ciclo do enxofre é promovido por ações humanas por meio da liberação de SOX (SO2 e SO3) para a atmosfera como resultado da queima de combustíveis contendo enxofre. Em elevadas concentrações, o gás SOX é nocivo à saúde humana e, na atmosfera, reage com a água, tornando o pH da chuva mais ácido, produzindo a chuva ácida.
Bioma
O bioma, segundo o biólogo Leopoldo Magno Coutinho (2006, p. 18): "É uma área do espaço geográfico, com dimensões até superiores a um milhão de quilômetros quadrados, representada por um tipo uniforme de ambiente, identificado e classificado de acordo com o macroclima, a fitofisionomia (formação), o solo e a altitude, os principais elementos que caracterizam os diversos ambientes continentais".
O Cerradoe a Mata Atlântica são considerados hotspots (“pontos quentes”) de biodiversidade, o que os torna áreas prioritárias para a conservação da biodiversidade. Estes biomas apresentam muitas espécies endêmicas, ou seja, espécies que só existem lá.
Impacto ambiental
Impacto ambiental é definido pelo Artigo 1º da Resolução nº 001 de 23 de janeiro de 1986, do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), como: "Qualquer alteração das propriedades físicas, químicas, biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que afetem diretamente ou indiretamente: A saúde, a segurança, e o bem estar da população. As atividades sociais e econômicas. A biota. As condições estéticas e sanitárias ambientais.A qualidade dos recursos ambientais.
Exemplo: poluente lançado no mar e absorvido pelas plantas e animais, atingindo toda cadeia e teia alimentar.
Quando causamos um impacto ambiental, interferimos no sistema natural como um todo, pois em um ecossistema tudo está interligado.
Contudo, é importante diferenciar os conceitos de impacto ambiental e de poluição. Poluição, definida pelo Artigo 3º da já mencionada Lei Federal nº 6.938, é a degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente: Prejudiquem a população. Criem condições adversas às atividades socioeconômicas. Afetem condições sanitárias ou estéticas do meio ambiente. Lancem matéria ou energia em desacordo com a lei.
Os efeitos da urbanização no microclima
Um dos efeitos mais marcantes no microclima é induzido pela urbanização. Em ambientes rurais, a vegetação e os corpo hídricos têm efeito moderador, absorvendo níveis modestos de energia solar e liberando-a lentamente. A pedra, o concreto e o asfalto existentes nas cidades exercem efeitos opostos, absorvendo enormes quantidades de energia solar e irradiando essa energia para o microclima urbano. A chuva não tem chance de se acumular em poças, sendo drenada da forma mais rápida e eficiente possível. As atividades humanas geram expressivas quantidades de calor, produzindo grandes volumes de CO2 e outros gases que o retêm. O resultado final desses efeitos é que uma cidade fica coberta por um domo térmico, em que a temperatura é até 5 °C mais alta em relação àquela observada em áreas rurais adjacentes, tornando as cidades grandes “ilhas de calor”.
O ar quente em ascensão sobre uma cidade permite a entrada da brisa de áreas vizinhas. Com isso, é gerado um aumento do aquecimento local, contraposto em grande parte pela reflexão da energia solar em material particulado no ar sobre a cidade. De modo geral, em comparação com as condições climáticas nas vizinhanças rurais mais próximas, o microclima urbano é mais quente e nevoento, e permanece coberto por uma camada de nuvens por mais tempo, com maior possibilidade de precipitação, embora geralmente seja menos úmido.
Sustentabilidade
A sustentabilidade está relacionada ao desenvolvimento econômico e material sem agredir o meio ambiente, usando os recursos naturais de forma inteligente para que eles se mantenham no futuro. Este conceito foi adotado a partir de 1987 pela Comissão Mundial das Nações Unidas sobre Ambiente e Desenvolvimento. Este relatório influenciou a conferência da ONU em 1992 sobre Meio Ambiente e o Desenvolvimento, também conhecida como Cúpula da Terra (Rio-92).
Nesta conferência foram aprovados documentos como a Agenda 21, que estabeleceu objetivo e recomendações relacionadas às questões ambientais, econômicas e sociais. O impacto do crescimento populacional humano é um desafio para que seja possível conciliar a criação de um futuro sustentável.
Outros conceitos relevantes para esta disciplina são o de recurso natural e sustentabilidade ambiental.
Recurso natural: É definido como a atmosfera, as águas interiores, superficiais e subterrâneas, os estuários, o mar territorial, o solo, o subsolo, os elementos da biosfera, a fauna e a flora (retirado do Artigo 2º da Lei 9.985 de 18 de julho de 2000)
sustentabilidade ambiental: O conceito de sustentabilidade foi reconhecido internacionalmente através do relatório da Comissão Mundial para o Meio Ambiente e Desenvolvimento das Nações Unidas (conhecido como Comissão Brundtland) e publicado no livro Nosso futuro comum, em 1987.