O planeta Terra e seus ciclos biogeoquímicos4

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DESCRIÇÃO
Apresentação dos ciclos biogeoquímicos e dos elementos provenientes dessas reações na natureza.
PROPÓSITO
Identificar as matérias coexistentes na biosfera, suas afinidades, propriedades e modificações, estabelecendo
relações entre seus aspectos biológicos, geológicos e químicos.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Identificar os ciclos biogeoquímicos e seu impacto no planeta
MÓDULO 2
Reconhecer o ciclo biogeoquímico da água
MÓDULO 3
Reconhecer o ciclo biogeoquímico do carbono
MÓDULO 4
Reconhecer o ciclo biogeoquímico do nitrogênio
MÓDULO 1
 Identificar os ciclos biogeoquímicos e seu impacto no planeta
INTRODUÇÃO
VOCÊ JÁ SE PERGUNTOU O QUE ACONTECE QUANDO
OS ORGANISMOS MORREM? ELES DESAPARECEM?
É comum ouvir respostas como: “Somos poeira estelar.”, “Do pó viemos e ao pó voltaremos.” ou “A energia não
é produzida nem destruída, apenas se transforma.”.
SERÁ QUE O MESMO ÁTOMO DE NITROGÊNIO QUE PERTENCIA
AO MÚSCULO DO MEU BRAÇO PODE SER ENCONTRADO,
POSTERIORMENTE, EM UMA FOLHA DE CARVALHO?
OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS, OS SERES
HUMANOS E O PLANETA
Vamos entender melhor essa relação!
Neste vídeo o professor nos apresenta a relação entre os ciclos biogeoquímicos, os humanos e o planeta.
Vamos assistir!
Para responder a esses questionamentos, é preciso saber que 99% das células vivas são constituídas por
nitrogênio, carbono, fósforo, enxofre, oxigênio e hidrogênio. Essas substâncias interagem entre si e com o meio
ambiente através de processos e trocas de energias dos diferentes elementos da natureza no planeta Terra.
 
Fonte: shutterstock.com
Os chamados ciclos biogeoquímicos permitem que esses elementos sejam reciclados: circulem do ambiente
físico para o corpo dos organismos e retornem para o meio ambiente, garantindo a continuidade da vida.
BIOGEOQUÍMICOS
O termo biogeoquímico refere-se aos principais componentes desses ciclos: o ambiente geológico
(atmosfera, oceanos, lagos, crosta terrestre), o biológico (produtores, consumidores e decompositores) e o
químico, com todas as reações que o envolvem. Todos desempenham um papel nos ciclos e estão
conectados.
Os processos realizados pelos seres vivos sempre mantêm uma estreita interação com o meio ambiente; por
isso, é importante que todo ser humano se comprometa a usar os recursos moderadamente, mantendo-os
sempre controlados para evitar o desequilíbrio nos principais ciclos.
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Fonte: Shutterstock.com
Para conservar o ambiente natural, precisamos modificar as ideias de benefício a todo custo e de crescimento
ilimitado que caracterizam nossa sociedade de consumo. Em resposta aos efeitos negativos que o ser humano
gera ao meio ambiente, são desenvolvidas políticas ambientais mundiais com diferentes objetivos e
mecanismos de ação.
Em termos gerais, podemos identificar as seguintes:
POLÍTICAS DE PROTEÇÃO E CONSERVAÇÃO
Preservam espaços naturais de alto valor ecológico por meio da criação de zonas de proteção, como parques,
reservas nacionais e monumentos naturais.
POLÍTICAS DE CORREÇÃO
Agem em espaços deteriorados e propõem a purificação da água, a reciclagem de resíduos, entre outras
medidas.
POLÍTICAS DE PREVENÇÃO
Estabelecem controles para atividades prejudiciais ao meio ambiente e realizam estudos de avaliação de
impacto ambiental.
Essas medidas têm o objetivo de contribuir para o desenvolvimento sustentável, ou seja, para o crescimento
econômico e social, baseado na conservação e proteção ambiental a fim de atender às necessidades do
presente, sem comprometer o abastecimento das gerações futuras.
Agora vamos tratar dos ciclos biogeoquímicos, seu conceito, principais características, tipos e importância para
a continuidade da vida.
AS TROCAS DE ENERGIA NO PLANETA TERRA
Em nosso planeta, ocorre uma série de processos e trocas de energia mediados por ciclos biogeoquímicos,
responsáveis pela renovação de diferentes elementos da natureza. Porém, para entender melhor como isso
acontece, é preciso conhecer os compartimentos bióticos e abióticos que compõem o meio em que vivemos.
O compartimento biótico, chamado de biocenose ou comunidade biótica, é constituído por seres vivos
reciprocamente ligados por cadeias tróficas em um ecossistema. É formado por três grupos:
 
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PRODUTORES PRIMÁRIOS
São seres autotróficos, que produzem substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas (sais,
minerais e cloretos), ou seja, sintetizam seus próprios alimentos. São exemplos as plantas verdes (no
ecossistema terrestre) e as algas microscópicas ou fitoplâncton (no ecossistema aquático).
SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS
As substâncias inorgânicas não são feitas de carbono (salvo raras exceções, como o carbonato de cálcio –
CaCO3) e não são fabricadas por seres vivos, mas pela natureza, por meio de reações químicas.
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Imagem: shutterstock.com
CONSUMIDORES
Vivem, direta ou indiretamente, das substâncias geradas pelos produtores e, por isso, são chamados
heterotróficos. Animais, bactérias e fungos pertencem a esse grupo.
 
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DECOMPOSITORES OU DESINTEGRADORES
São organismos heterotróficos que consomem matéria orgânica morta (plantas, animais e seus resíduos) e a
decompõem em componentes inorgânicos. Pertencem a esse grupo os carniçais, que se alimentam de
cadáveres; os coprófagos, que se alimentam de fezes; os saprofágicos, que se alimentam de matéria podre; os
detritívoros, que se alimentam de detritos; e mineralizadores ou redutores, que reduzem os compostos às
formas mais simples, como bactérias e fungos.
O compartimento abiótico, chamado de biótopo, é composto por substâncias inorgânicas e inclui os materiais
que formam a base da vida, como oxigênio, dióxido de carbono, água, carbono, nitrogênio, fósforo, enxofre,
potássio, cálcio e vários sais minerais, além da energia do Sol, especialmente. Sua estrutura espacial pode
variar de acordo com os ecossistemas (cavernas, lagos, praia, praia pedregosa etc.).
EXISTEM CERCA DE QUARENTA ELEMENTOS QUÍMICOS
ESSENCIAIS PARA A VIDA NA TERRA. ELES SÃO
CONVERTIDOS, POR MEIO DOS SERES VIVOS, EM COMPOSTOS
ORGÂNICOS (BIOMASSA) QUE PARTICIPAM DE REAÇÕES
FUNDAMENTAIS ÀS ATIVIDADES METABÓLICAS DOS
ORGANISMOS. ESSE PROCESSO DE TRANSFORMAÇÃO E SUA
TRANSFERÊNCIA ENTRE OS DIFERENTES COMPARTIMENTOS
BIÓTICOS E ABIÓTICOS DO PLANETA É O QUE SE DENOMINA
DE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS.
Por se tratar de um ciclo, os elementos químicos inorgânicos podem se transformar e ser incorporados
novamente pela biota . Essas substâncias são provenientes de minerais das rochas, da água, de gases ou de
compostos orgânicos - como proteínas, gorduras ou açúcares - produzidos, geralmente, por seres vivos.
Os processos cíclicos baseados na transformação de elementos inorgânicos em orgânicos e vice-versa,
mediados pela atividade biológica de síntese e degradação de matéria orgânica, são a base das atividades
biogeoquímicas da Terra.
 
Elaborado por: Luciana Barreiros de Lima
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BIOTA
Trata-se do conjunto de espécies de plantas, animais e outros organismos que habitam uma determinada
área.
 
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 Principais esferas terrestres
Os ciclos biogeoquímicos estão intimamente relacionados aos processos geológicos, hidrológicos e biológicos
que ocorrem nos diferentes compartimentos da crosta terrestre, a exemplo da atmosfera (compartimento gasoso
acima do solo), da hidrosfera (águas interiores e marinhas), da litosfera (rochas e solos) e da biosfera (seres
vivos e suas relações).
Excluindo eventos aleatórios (como a queda de meteoritos), que podem incorporar novos elementos, nosso
planeta é um sistema químico praticamente fechado, em que as reações que sustentam a biosfera são
alimentadas pela energia solar e, em menor grau, pela energia dos processos geológicos internos, como
vulcanismo, tectônica superficial e profunda, convecção do manto e outros.
Devido à grande variedade de ecossistemas terrestres (continentais) e aquáticos (marinhos), desde baixaslatitudes quentes até altas latitudes frias, os processos biogeoquímicos são muito diversos dadas as
características geológicas e biogeográficas.
 
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O termo ciclo biogeoquímico deriva do movimento cíclico dos elementos químicos que formam os organismos
biológicos (bio) e o ambiente geológico (geo).
 
Elaborado por: Luciana Barreiros de Lima
Veja as principais características desses ciclos:
 
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Podemos classificar esses ciclos e dividi-los em:
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS SEDIMENTARES
Os nutrientes circulam na crosta terrestre (solo, rochas, sedimentos etc.), na hidrosfera e em organismos vivos,
e os elementos costumam ser reciclados mais lentamente do que no ciclo do gás. Além disso, são
transformados quimicamente com contribuição biológica na mesma localização geográfica e retidos em rochas
sedimentares por um período que varia de milhares a milhões de anos. Exemplo: ciclos do fósforo e enxofre.
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS GASOSOS
Os nutrientes circulam, sobretudo, entre a atmosfera e os organismos vivos. Em sua maioria, os elementos são
reciclados rapidamente no período de horas ou dias. A transformação da substância envolvida altera sua
localização geográfica e é fixada a partir de matéria-prima gasosa. Exemplo: ciclos de gás carbônico,
nitrogênio e oxigênio.
CICLO BIOGEOQUÍMICO HIDROLÓGICO
Trata-se do próprio ciclo da água (seres vivos, oceanos e atmosfera). Ao evaporar dos oceanos em função da
energia do sol, a água se condensa, forma nuvens e volta para a terra na forma de chuva.
Você deve estar se perguntando a razão de estudar os ciclos biogeoquímicos, certo? O que eles têm de
importante?
Podemos dizer que:
Tornam a vida possível;
Permitem a circulação de matéria entre organismos;
Regulam os elementos vitais para a Terra, que são usados repetidamente pelos seres vivos;
Fornecem os nutrientes necessários para a vida;
Regulam o clima atmosférico.
A fim de estabelecer uma definição, podemos dizer que:
OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS SÃO O CONJUNTO DE
MECANISMOS, CIRCUITOS, MOVIMENTOS OU
DESLOCAMENTOS DE MATERIAIS OU SUBSTÂNCIAS QUÍMICAS
DE UM LUGAR PARA OUTRO A FIM DE GARANTIR A
RECICLAGEM DE NUTRIENTES NA BIOSFERA, NA LITOSFERA,
NA ATMOSFERA E NA HIDROSFERA.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. (FUVEST) UMA DAS CONSEQUÊNCIAS DO EFEITO ESTUFA É O AQUECIMENTO
DOS OCEANOS. ESSE AUMENTO DE TEMPERATURA PROVOCA:
A) Menor dissolução de CO2 nas águas oceânicas, o que leva ao consumo de menor quantidade desse gás
pelo fitoplâncton, contribuindo, assim, para o aumento do efeito estufa global.
B) Menor dissolução de O2 nas águas oceânicas, o que leva ao consumo de maior quantidade de CO2 pelo
fitoplâncton, contribuindo, assim, para a redução do efeito estufa global.
C) Menor dissolução de CO2 e O2 nas águas oceânicas, o que leva ao consumo de maior quantidade de
O2 pelo fitoplâncton, contribuindo, assim, para a redução do efeito estufa global.
D) Maior dissolução de CO2 nas águas oceânicas, o que leva ao consumo de maior quantidade desse gás pelo
fitoplâncton, contribuindo, assim, para a redução do efeito estufa global.
2. (UDESC) COM RELAÇÃO AOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS, ANALISE AS SEGUINTES
AFIRMATIVAS: 
 
I. NO CICLO DO CARBONO: AS CADEIAS DE CARBONO FORMAM AS MOLÉCULAS
ORGÂNICAS ATRAVÉS DOS SERES AUTOTRÓFICOS QUE FAZEM FOTOSSÍNTESE. A
SEGUIR, O GÁS CARBÔNICO É ABSORVIDO, FIXADO E TRANSFORMADO EM
MATÉRIA ORGÂNICA PELOS PRODUTORES. DEPOIS, O CARBONO VOLTA AO
AMBIENTE ATRAVÉS DO GÁS CARBÔNICO POR MEIO DA RESPIRAÇÃO. 
 
II. NO CICLO DO OXIGÊNIO: O GÁS OXIGÊNIO É PRODUZIDO DURANTE A
CONSTRUÇÃO DE MOLÉCULAS ORGÂNICAS PELA RESPIRAÇÃO E CONSUMIDO
QUANDO ESSAS MOLÉCULAS SÃO OXIDADAS NA FOTOSSÍNTESE. 
 
III. NO CICLO DA ÁGUA: A ENERGIA SOLAR POSSUI UM PAPEL IMPORTANTE, POIS
PERMITE QUE A ÁGUA EM ESTADO LÍQUIDO SOFRA EVAPORAÇÃO. O VAPOR DE
ÁGUA, NAS CAMADAS MAIS ALTAS E FRIAS, CONDENSA-SE E FORMA NUVENS QUE,
POSTERIORMENTE, PRECIPITAM-SE NA FORMA DE CHUVA, RETORNANDO AO SOLO
PARA FORMAR RIOS, LAGOS, OCEANOS OU, AINDA, INFILTRANDO-SE NO SOLO
PARA FORMAR OS LENÇÓIS FREÁTICOS. 
 
IV. NO CICLO DO NITROGÊNIO: UMA DAS ETAPAS É A DE FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO,
QUANDO ALGUMAS BACTÉRIAS UTILIZAM O NITROGÊNIO ATMOSFÉRICO E FAZEM-
NO REAGIR COM OXIGÊNIO PARA PRODUZIR NITRITO, QUE SERÁ TRANSFORMADO
EM AMÔNIA NO PROCESSO DE NITRIFICAÇÃO. 
 
ASSINALE A ALTERNATIVA CORRETA.
A) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
B) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
C) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras.
D) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
GABARITO
1. (FUVEST) Uma das consequências do efeito estufa é o aquecimento dos oceanos. Esse aumento de
temperatura provoca:
A alternativa "A " está correta.
 
O aumento da absorção de carbono pelas águas afeta diretamente a fauna e a flora dos biomas aquáticos, pois
altera não apenas sua temperatura, mas também a acidificação da água e os níveis de oxigênio e nutrientes
essenciais para a manutenção de um ecossistema equilibrado.
2. (UDESC) Com relação aos ciclos biogeoquímicos, analise as seguintes afirmativas: 
 
I. No ciclo do carbono: as cadeias de carbono formam as moléculas orgânicas através dos seres
autotróficos que fazem fotossíntese. A seguir, o gás carbônico é absorvido, fixado e transformado em
matéria orgânica pelos produtores. Depois, o carbono volta ao ambiente através do gás carbônico por
meio da respiração. 
 
II. No ciclo do oxigênio: o gás oxigênio é produzido durante a construção de moléculas orgânicas pela
respiração e consumido quando essas moléculas são oxidadas na fotossíntese. 
 
III. No ciclo da água: a energia solar possui um papel importante, pois permite que a água em estado
líquido sofra evaporação. O vapor de água, nas camadas mais altas e frias, condensa-se e forma nuvens
que, posteriormente, precipitam-se na forma de chuva, retornando ao solo para formar rios, lagos,
oceanos ou, ainda, infiltrando-se no solo para formar os lençóis freáticos. 
 
IV. No ciclo do nitrogênio: uma das etapas é a de fixação do nitrogênio, quando algumas bactérias
utilizam o nitrogênio atmosférico e fazem-no reagir com oxigênio para produzir nitrito, que será
transformado em amônia no processo de nitrificação. 
 
Assinale a alternativa correta.
A alternativa "D " está correta.
 
No ciclo do oxigênio, os processos de fotossíntese liberam oxigênio para a atmosfera, enquanto os processos
de respiração e de combustão o consomem.
MÓDULO 2
 Reconhecer o ciclo biogeoquímico da água
O CICLO DA ÁGUA
A Terra possui aproximadamente 1,386 bilhão de km3 de recursos hídricos, dos quais 97,5% são compostos por
água salgada. Dos 2,5% restantes de água doce, 69% estão dispostos nas geleiras e 30% em aquíferos,
demandando energia para sua retirada. Apenas 1% é encontrado em lagos e rios, bem como cerca de 13.000
km3 estão na atmosfera.
POR QUE É IMPORTANTE SABER DISSO?
Porque a utilização desse bem precisa ser planejada e pensada para não prejudicar a vida no planeta.
 
Imagem: Shutterstock.com
NOS ÚLTIMOS ANOS, MUITO OUVIMOS FALAR SOBRE A
NECESSIDADE DE ECONOMIZAR ENERGIA E DE REDUZIR AS
EMISSÕES DE CARBONO. E ISSO TEM FEITO COM QUE A
QUESTÃO ÁGUA VERSUS ENERGIA ESTEJA SE TORNANDO
UMA DAS MAIORES PREOCUPAÇÕES MUNDIAIS.
(ROCHA, 2013).
Água e energia estão inteiramente conectadas, já que, para produzirmos eletricidade, uma quantidade
expressiva de água é consumida. Por outro lado, é indispensável a utilização de energia para o tratamento e
abastecimento de água. Além disso, a água é necessária para a geração, exploração, processamento e
transporte dos combustíveis fósseis.
Outros usos estão relacionados à exploração de petróleo e gás, sistemas de refrigeração em usinas
termelétricas, produção de eletricidade em usinas hidrelétricas e no cultivo das matérias-primas utilizadas na
produção de biocombustíveis. Tudo isso necessita de quantidades assombrosamente altas de água para sua
obtenção.
 
Elaborado por: Luciana Barreiros de LimaSegundo o site da Agência Nacional de Águas - ANA, o Brasil possui, em comparação a outros países do
mundo, uma boa quantidade de água. Avalia-se que o nosso país possui aproximadamente 12% da água doce
existente, porém, a sua distribuição natural não é equilibrada:
 
imagem: shutterstock.com
A região Norte concentra aproximadamente 80% da quantidade de água disponível, mas apenas 5% da
população brasileira.
 
imagem: shutterstock.com
As regiões próximas do Oceano Atlântico, onde estão mais de 45% dos habitantes, possuem menos de 3% dos
recursos hídricos do país.
O CICLO BIOGEOQUÍMICO DA ÁGUA ESTÁ INTRINSECAMENTE
LIGADO AO CLIMA. POR CONTA DISSO, MUDANÇAS
CLIMÁTICAS QUE ALTEREM A FREQUÊNCIA E O VOLUME DE
CHUVAS PODEM GERAR UM AUMENTO DO NÚMERO DE
EVENTOS HIDROLÓGICOS EXTREMOS, COMO INUNDAÇÕES E
TEMPORADAS DE SECA. ESSAS OCORRÊNCIAS
COMPROMETEM, CONSEQUENTEMENTE, A OFERTA DE
RECURSOS HÍDRICOS PARA A POPULAÇÃO.
OS COMPONENTES DO CICLO HIDROLÓGICO
O ciclo hidrológico é definido como o processo integral dos fluxos de água, energia e algumas substâncias
químicas. A seguir, você pode observar os principais componentes desse ciclo:
CICLO BIOGEOQUÍMICO DA ÁGUA
Vamos conhecer o ciclo da água!
Nesse vídeo, o professor nos conduz pelo ciclo da água. Vamos assistir!
Como vimos, é possível dizer que temos um ciclo hidrológico externo e um interno.
CICLO HIDROLÓGICO EXTERNO
É caracterizado pelo vapor de água que evapora da superfície do mar, condensa-se e, sob a forma de
precipitação, cai nos continentes.
CICLO HIDROLÓGICO INTERNO
É limitado a uma determinada superfície continental, pois o vapor de água evaporado dessa área se condensa
e, sob a forma de precipitação, cai dentro dos limites da mesma região.
 
Elaborado por: Luciana Barreiros de Lima
A fração de água que se infiltra na crosta terrestre pode seguir três rotas bem definidas:
1
Ser absorvida pelas raízes das plantas e tornar-se parte ativa de seus tecidos ou ser transpirada de volta para a
atmosfera.
2
Mover-se paralelamente à superfície terrestre através da área não saturada, como um fluxo subterrâneo, até
surgir nas nascentes.
3
Infiltrar-se até a área saturada, onde recarregará o armazenamento hídrico subterrâneo.
As águas subterrâneas, limitadas em sua parte inferior por depósitos impermeáveis de argilas, formações
rochosas etc., não permanecem estáticas, mas se movem entre dois locais com diferença de potencial.
NÃO PODEMOS ESQUECER QUE A EVAPORAÇÃO É UM
PROCESSO CONTÍNUO QUASE ESTACIONÁRIO, PRESENTE EM
TODOS OS PONTOS DA BACIA, QUE VARIA DESDE A
EVAPOTRANSPIRAÇÃO NOS VEGETAIS ATÉ A PROVENIENTE
DA SUPERFÍCIE DA TERRA, DOS CORPOS ABERTOS DE ÁGUA,
DOS PRINCIPAIS FLUXOS E ÁREAS SECUNDÁRIAS,
INSATURADAS E SATURADAS.
Vimos que o ciclo hidrológico compreende uma série de interações contínuas bastante complexas e não
lineares. Então, podemos defini-lo como a sucessão de estados pelos quais a água passa no caminho da
atmosfera para a Terra e no retorno à atmosfera. São eles:


EVAPORAÇÃO DO SOLO, MAR OU SUPERFÍCIE DA ÁGUA
CONTINENTAL


CONDENSAÇÃO


PRECIPITAÇÃO


ACUMULAÇÃO NO SOLO E NAS SUPERFÍCIES AQUÁTICAS


EVAPORAÇÃO
A GESTÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS
A água é um fator determinante para o desenvolvimento econômico e social e, ao mesmo tempo, cumpre a
função básica de manter a integridade do ambiente natural. Apesar disso, ela é apenas um dos recursos
naturais vitais e, portanto, é imperativo que essas questões não sejam tratadas isoladamente.
Setores do governo e do setor privado precisam tomar decisões sobre a disponibilidade e a alocação de água.
Frequentemente, eles enfrentam uma oferta que diminui diante da demanda crescente. Fatores como mudanças
demográficas e climáticas também aumentam a pressão sobre os recursos hídricos.
 
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A abordagem fragmentada tradicional não é mais válida e uma abordagem holística do gerenciamento da água
se torna essencial. Essa é a base da Gestão Integrada de Recursos Hídricos (GIRH), aceita internacionalmente
como o caminho para o desenvolvimento e gerenciamento eficiente, equitativo e sustentável de recursos
hídricos cada vez mais limitados a fim de atender às demandas concorrentes.
GESTÃO INTEGRADA DE RECURSOS HÍDRICOS (GIRH)
A GIRH é um conceito que decorre da própria experiência de campo de seus profissionais. Embora muitos dos
elementos desse conceito já estivessem presentes há décadas — desde a primeira conferência global em Mar
del Plata, em 1977 — somente durante a Agenda 21 e a Cúpula Mundial sobre Desenvolvimento Sustentável,
em 1992 no Rio de Janeiro, o GIRH foi objeto de debates profundos que incluíram suas implicações na prática.
A definição dada pela Associação Mundial para a Água (GWP) da GIRH é hoje a mais aceita: “A GIRH é um
processo que promove o gerenciamento e desenvolvimento coordenados da água, do solo e de outros recursos
relacionados a fim de maximizar os resultados econômicos e o bem-estar social de maneira equitativa, sem
comprometer a sustentabilidade dos ecossistemas vitais.”
Existem grandes diferenças entre regiões em termos de disponibilidade de água, desde a extrema escassez nos
desertos até a abundância nas florestas tropicais. Além disso, há também oscilação em termos de fornecimento
ao longo do tempo, como resultado de variações sazonais.
COM MUITA FREQUÊNCIA, O GRAU DE VARIABILIDADE, O
TEMPO E A DURAÇÃO DOS PERÍODOS DE FORNECIMENTO,
ALTOS OU BAIXOS, SÃO IMPREVISÍVEIS DEMAIS. ISSO IMPLICA
A FALTA DE CONFIABILIDADE DO RECURSO, O QUE
REPRESENTA UM DESAFIO IMPORTANTE PARA A GESTÃO
DESSE BEM, SEJA DE MODO PARTICULAR, SEJA PARA A
SOCIEDADE COMO UM TODO.
Os países mais desenvolvidos superaram amplamente a variabilidade natural com infraestrutura para gerenciar
o fornecimento, o que garante um suprimento confiável e reduz riscos, embora a um preço alto e,
frequentemente, com um impacto negativo no meio ambiente.
Muitos dos países menos desenvolvidos, e alguns dos desenvolvidos, perceberam que considerar apenas a
gestão da oferta não é adequado para atender a uma demanda cada vez maior — causada por pressões
demográficas, econômicas e climáticas. Em vista disso, foram implementadas medidas de tratamento de
águas residuais, reciclagem dos recursos hídricos e gerenciamento de demanda.
Existem, ainda, problemas relacionados à quantidade e qualidade de água disponível, visto que a contaminação
das fontes é um dos principais problemas enfrentados e representa uma ameaça à manutenção dos
ecossistemas naturais.
A demanda por esse bem também é aumentada em virtude do crescimento populacional e de outras mudanças
demográficas, como a urbanização, e expansão agrícola e industrial resultante da modificação dos padrões de
consumo e produção. Como consequência, algumas regiões estão em estado permanente de níveis de
demanda excedidos e muitas outras sofrem com isso em épocas críticas ou em anos de escassez de água.
Em muitas regiões, a disponibilidade de água, tanto em quantidade quanto em qualidade, está sendo
severamente afetada pela variabilidade e mudança climática, com mais ou menos chuvas, de acordo com as
diferentes regiões e maior frequência de eventos climáticos extremos.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. NO CICLO DA ÁGUA, USADO PARA PRODUZIR ELETRICIDADE, A ÁGUA DE LAGOS
E OCEANOS, IRRADIADA PELO SOL, EVAPORA-SE DANDO ORIGEM A NUVENS E SE
PRECIPITA COMO CHUVA. É ENTÃO REPRESADA, CORRE DE ALTO A BAIXO E MOVE
TURBINAS DE UMA USINA, ACIONANDO GERADORES. A ELETRICIDADE PRODUZIDA
É TRANSMITIDA ATRAVÉS DE CABOS E FIOS E É UTILIZADA EM MOTORES E
OUTROS APARELHOS ELÉTRICOS. ASSIM, PARA QUE O CICLO SEJA APROVEITADO
NA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA, CONSTRÓI-SE UMA BARRAGEM PARA
REPRESAR A ÁGUA. ENTRE OS POSSÍVEIS IMPACTOS AMBIENTAIS CAUSADOS POR
ESSA CONSTRUÇÃO, DEVEM SER DESTACADOS:
A) Aumento do nível dos oceanos e chuva ácida.
B) Chuva ácida e efeito estufa.
C) Alagamentos e intensificação do efeito estufa.
D) Alagamentos e desequilíbrio da fauna e da flora.2. AS PLANTAS TÊM UMA ESPÉCIE DE POROS EM SUAS FOLHAS, CHAMADOS
ESTÔMATOS, QUE PERMITEM A TRANSFERÊNCIA DE GASES, COMO VAPOR DE
ÁGUA, DE DENTRO PARA FORA DA PLANTA. QUE FUNÇÃO AS PLANTAS
DESEMPENHAM NO CICLO DA ÁGUA?
A) Ajudam a circulação da água à medida que muda de um estado líquido para um estado gasoso.
B) Transporte de água do solo para a atmosfera.
C) Transporte de água da atmosfera para o solo.
D) Produção de gotas sob a forma de chuva.
GABARITO
1. No ciclo da água, usado para produzir eletricidade, a água de lagos e oceanos, irradiada pelo Sol,
evapora-se dando origem a nuvens e se precipita como chuva. É então represada, corre de alto a baixo e
move turbinas de uma usina, acionando geradores. A eletricidade produzida é transmitida através de
cabos e fios e é utilizada em motores e outros aparelhos elétricos. Assim, para que o ciclo seja
aproveitado na geração de energia elétrica, constrói-se uma barragem para represar a água. Entre os
possíveis impactos ambientais causados por essa construção, devem ser destacados:
A alternativa "D " está correta.
 
Apesar das usinas hidrelétricas utilizarem um recurso natural renovável e de custo zero, como a água, e não
poluírem o ambiente, elas alteram a paisagem, pois ocorrem grandes desmatamentos, que provocam prejuízos
à fauna e à flora. Além disso, para a construção dessa fonte energética, muitas áreas verdes são inundadas e
famílias são deslocadas de suas residências.
2. As plantas têm uma espécie de poros em suas folhas, chamados estômatos, que permitem a
transferência de gases, como vapor de água, de dentro para fora da planta. Que função as plantas
desempenham no ciclo da água?
A alternativa "B " está correta.
 
Um dos principais processos envolvidos no ciclo da água é a evaporação, dada pelos efeitos do sol na
superfície oceânica e terrestre, produzindo transpiração nas plantas e nos animais. Durante esse processo, a
água é transportada das raízes para as partes aéreas das plantas através de tecidos especializados,
representando, aproximadamente, 10% de toda a água evaporada que sobe para a atmosfera até se condensar,
ser absorvida e iniciar o ciclo novamente.
MÓDULO 3
 Reconhecer o ciclo biogeoquímico do carbono
O CICLO DO CARBONO
O carbono é um elemento integrante de todos os componentes orgânicos, o que o torna essencial para todas as
formas de vida conhecidas. Ele também é o elemento básico na formação de moléculas de carboidratos,
lipídios, proteínas e ácidos nucleicos, uma vez que todas as moléculas orgânicas são formadas por cadeias de
carbono ligadas entre si.
Os elementos carbono (C), nitrogênio (N), fósforo (P), entre outros, são biologicamente acoplados através das
reações bioquímicas que controlam a produção primária e a decomposição da matéria orgânica. Todos os
organismos necessitam da presença desses elementos em proporções específicas para um bom
funcionamento.
DESEQUILÍBRIOS NOS CICLOS DE C, N E P CAUSADOS POR
EVENTOS NATURAIS CATASTRÓFICOS (IMPACTOS
METEOROLÓGICOS, VULCANISMO) OU POR ATIVIDADES DOS
SERES HUMANOS PODEM TER CONSEQUÊNCIAS
IMPORTANTES SOBRE A DINÂMICA E O FUNCIONAMENTO DOS
ECOSSISTEMAS.
Desde a Revolução Industrial (1760-1840), houve um crescimento exponencial do uso de combustíveis fósseis e
da agricultura intensiva, causando um desequilíbrio nos ciclos biogeoquímicos de quase todos os elementos. O
resultado disso se manifesta por meio de fenômenos, como a deposição de N e o aumento da concentração do
CO2 atmosférico — o principal responsável pelo aquecimento global —, além das contribuições de P em vários
ecossistemas mundiais, afetando sua produtividade e biodiversidade.
ESTUDOS SOBRE OS EFEITOS DAS MUDANÇAS GLOBAIS NA
BIOGEOQUÍMICA DO PLANETA TÊM SE TORNADO CRUCIAIS
PARA QUALQUER PLANEJAMENTO DE USO DE RECURSOS DO
ECOSSISTEMA.
ETAPAS DO CICLO DO CARBONO
Na biosfera, o carbono pode ser encontrado como parte de matéria inorgânica, na forma de carbonatos ou
bicarbonatos, ou como componente de compostos produzidos pelo metabolismo de organismos (matéria
orgânica).
Para que você compreenda o ciclo do carbono, é preciso entender o conceito essencial de biomassa.
A biomassa é um tipo de energia renovável proveniente do uso de matéria orgânica e inorgânica formada em
algum processo biológico ou mecânico das substâncias que constituem seres vivos ou de seus restos. Podemos
classificar a biomassa a partir do material usado como fonte de energia:
 
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BIOMASSA NATURAL
Abrange florestas, árvores, arbustos, plantas cultivadas etc. Por exemplo, uma série de resíduos ou subprodutos
de fazendas florestais não são utilizados na fabricação de móveis ou papel, como pequenas folhas e galhos,
podendo servir como fonte de energia.
 
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BIOMASSA RESIDUAL
É o subproduto ou desperdício gerado em atividades agrícolas, como poda ou desbaste (lenha), silvicultura e
pecuária, bem como resíduos da indústria agroalimentar (como casca de amêndoa e caroço de azeitona) e de
processamento de madeira (serragem).
SEJA NA FORMA DE COMPOSTOS ESTRUTURAIS OU DE
SUBSTRATOS DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA, O
CARBONO É O CONSTITUINTE ESSENCIAL DA BIOMASSA DE
TODOS OS ORGANISMOS VIVOS CONHECIDOS, UMA VEZ QUE
ELES OBTÊM SUA ENERGIA QUEBRANDO AS LIGAÇÕES
QUÍMICAS DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS. A CIRCULAÇÃO
DESSAS DIFERENTES FORMAS DE C ENTRE OS VARIADOS
COMPARTIMENTOS DA TERRA É CONHECIDO COMO CICLO DO
CARBONO.
Do ponto de vista metabólico, existem dois tipos de organismos: aqueles que produzem sua própria biomassa
para formar sua estrutura corporal e fabricar reservas de energia (produtores primários ou seres autotróficos) e
aqueles que obtêm biomassa de outros organismos (seres heterotróficos).
As vias metabólicas mais importantes do planeta são a produção e a decomposição de matéria orgânica por
fotossíntese e por respiração, respectivamente.
FOTOSSÍNTESE
É a via que captura o dióxido de carbono (CO2) e libera oxigênio livre (O2), produzindo a biomassa de
organismos verdes, ou seja, daqueles que possuem clorofila (algas, musgos e plantas) a partir do consumo de
energia solar.
RESPIRAÇÃO
É o caminho da degradação da biomassa e produz CO2 a partir do consumo de O2. Além da fotossíntese,
possível graças à energia solar, existem outras rotas de produção primária mais comuns em áreas sem luz,
como o fundo dos oceanos, chamadas vias quimiossintéticas, realizadas por organismos que produzem
biomassa a partir de energia gerada por reações químicas e não pela radiação solar.
 
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 Esquema da fotossíntese
A reação geral do processo de fotossíntese pode ser expressa da seguinte forma:
NCO2 + NH2O → (CH2O)N + NO2
Existem vias metabólicas de degradação orgânica que não precisam de O2 (anaeróbicas) e podem produzir não
apenas CO2, mas também metano (CH4). Elas adquirem grande relevância em áreas sem O2, como no fundo
dos ecossistemas aquáticos, a exemplo de oceanos e lagos.
A produção de CO2 por degradação orgânica pode ocorrer tanto por vias aeróbicas (mais eficientes), na
presença de O2 (respiração), quanto por vias anaeróbicas, que não precisam de O2; enquanto a produção de
CH4 é estritamente anaeróbica.
 
Elaborado por: Luciana Barreiros de Lima
A matéria orgânica se acumula nos organismos vivos e nos ecossistemas, formando grandes reservas de C no
solo e sedimentos nas bacias dos lagos e oceanos.
Outra importante reserva de C da biosfera não é encontrada na biomassa, mas em compostos carbonatados
nas águas alcalinas dos mares e oceanos. O CO2 é uma molécula altamente reativa que tende a reagir com a
água e produzir ácido carbônico (H2CO3), que pode ser convertido fisicamente e quimicamente (sem mediação
biológica) em bicarbonato (HCO3-) e carbonato (CO3-2).
Esses compostos inorgânicos de carbono dissolvidos nas águas podem formar minerais carbonatados sem a
mediação da atividade biológica como, por exemplo, precipitação de calcita e acumulação no fundo do mar ou
lagos, além de grandes estruturascalcárias, como os recifes de coral formados pela atividade de diferentes
macro e micro-organismos. Quanto mais alcalina a água, mais reservas inorgânicas de carbono em bases
carbonatadas nos oceanos.
A contribuição dos ácidos orgânicos terrestres transportados pelas águas interiores, como lençol freático e rios,
e o aumento da atmosfera de CO2, resultante da atividade metabólica e dos vulcões, podem se tornar ácidos ao
reagir com a água, contribuindo para o processo natural de acidificação dos oceanos.
A acidificação reduz o pH e aumenta as concentrações de H2CO3 (a forma ácida do carbono inorgânico) na
água, que pode ser convertida em CO2 na interface água-ar e atingir a atmosfera. Esse processo não ocorre
com reservas inorgânicas de carbono na forma de bases dissolvidas no ambiente aquático (HCO3- e CO3-2).
O CO2 É A PRINCIPAL MOEDA DA BIOGEOQUÍMICA GLOBAL DE
CARBONO, MOVENDO-SE ENTRE SUA FORMA LIVRE E A QUE
CONSTITUI AS RESERVAS DE CARBONO ORGÂNICO E
INORGÂNICO. DEVIDO À SUA CAPACIDADE DE ABSORVER O
CALOR, ALGUNS GASES DE CARBONO PRESENTES NA
ATMOSFERA, ESPECIALMENTE CO2 E CH4, PRODUZIDOS EM
ECOSSISTEMAS TERRESTRES E AQUÁTICOS DE DIFERENTES
VIAS METABÓLICAS, CONTRIBUEM PARA O EFEITO ESTUFA,
PROCESSO FUNDAMENTAL PARA A MANUTENÇÃO DA
TEMPERATURA.
 
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CICLO BIOGEOQUÍMICO DO CARBONO
Vamos conhecer o ciclo do carbono!
Neste vídeo, o professor nos ajudará a entender o ciclo do carbono e a sua importância para o planeta. Vamos
assistir!
Em resumo, as etapas mais importantes do ciclo do carbono são:
 
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O carbono também é trocado entre os oceanos e a atmosfera. Isso acontece nos dois sentidos da interação
entre ar e água. Além disso, o ciclo do carbono possui processos que variam de muito rápidos até muito lentos.
O CO2 vem de várias fontes. Por exemplo, as plantas absorvem dióxido de carbono para madeira, galhos e
folhas e o liberam para a atmosfera quando as folhas caem ou a árvore morre.
Atualmente, há uma preocupação relacionada aos combustíveis fósseis, que têm sido responsáveis pelas
grandes concentrações de CO2 liberadas na atmosfera a uma taxa maior do que a capacidade do sistema
climático de tolerar ou se adaptar.
 
Fonte: CIIFEN
 Fontes de dióxido de carbono
Segundo um estudo realizado pelo Observatório Mauna Loa, o planeta alcançou seu patamar mais crítico de
concentração de fontes poluidoras em 2019. A concentração de dióxido de carbono (CO2) encontrada, então, na
atmosfera foi de 415 miligramas por litro (mg/L). Veja a evolução no gráfico:
 
Fonte: NOAA
 Concentração de dióxido de carbono atmosférico.
SEGUNDO A NATIONAL OCEANIC ATMOSPHERIC
ADMINISTRATION - NOAA, ESSE VALOR REPRESENTA A MAIOR
CONCENTRAÇÃO DESSA SUBSTÂNCIA QUÍMICA NO PLANETA
DESDE OS PRIMEIROS APONTAMENTOS DE VIVÊNCIA
HUMANA. A EMISSÃO DE CO2 ESTÁ RELACIONADA À QUEIMA
DE COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS E AO DESMATAMENTO.
O QUE FAZER?
As evidências científicas indicam que, para reduzir significativamente as emissões de carbono na atmosfera, é
essencial substituir o uso de combustíveis fósseis por fontes alternativas de energia, como a solar, a eólica, o
biogás ou o hidrogênio.
A perda de cobertura vegetal, mesmo que seja motivada pela geração de hidrelétrica ou por criação de
plantações para biocombustíveis, deve ser analisada com muito cuidado devido às consequências
potencialmente negativas dos processos de desmatamento. Além de todos os valores materiais e intangíveis de
biodiversidade, as taxas de produção primárias da vegetação são essenciais para regular o ciclo do carbono e o
clima do nosso planeta.
A regulação climática mediada pelo ciclo do carbono está diretamente ligada à manutenção da biodiversidade,
questão que deveria estar presente em qualquer planejamento sobre o uso de recursos naturais a médio e longo
prazo.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. ENTRE OS PROCESSOS LISTADOS ABAIXO, MARQUE AQUELE EM QUE NÃO
OCORRE DEVOLUÇÃO DO DIÓXIDO DE CARBONO À ATMOSFERA.
A) Fotossíntese
B) Combustão
C) Respiração
D) Decomposição
2. (ENEM 2015) NA NATUREZA, A MATÉRIA É CONSTANTEMENTE TRANSFORMADA
POR MEIO DOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS. ALÉM DO CICLO DA ÁGUA, EXISTEM OS
CICLOS DO CARBONO, DO ENXOFRE, DO FÓSFORO, DO NITROGÊNIO E DO
OXIGÊNIO. O ELEMENTO QUE ESTÁ PRESENTE EM TODOS OS CICLOS NOMEADOS É
O:
A) Fósforo
B) Enxofre
C) Carbono
D) Oxigênio
GABARITO
1. Entre os processos listados abaixo, marque aquele em que não ocorre devolução do dióxido de
carbono à atmosfera.
A alternativa "A " está correta.
 
A reação de fotossíntese produz açúcar, oxigênio e água. 6 CO2 + 12 H2O + energia luminosa → C6H12O6 + 6
O2 + 6 H2O
2. (ENEM 2015) Na natureza, a matéria é constantemente transformada por meio dos ciclos
biogeoquímicos. Além do ciclo da água, existem os ciclos do carbono, do enxofre, do fósforo, do
nitrogênio e do oxigênio. O elemento que está presente em todos os ciclos nomeados é o:
A alternativa "D " está correta.
 
O elemento que está presente em todos os ciclos citados é o oxigênio. No ciclo da água, por exemplo, o
oxigênio aparece constituindo essa molécula. No ciclo do carbono, por sua vez, o oxigênio está formando,
juntamente ao carbono, o gás carbônico. Também podemos citar o ciclo do nitrogênio, em que o oxigênio
aparece na composição dos nitritos e nitratos.
MÓDULO 4
 Reconhecer o ciclo biogeoquímico do nitrogênio
O CICLO DO NITROGÊNIO
A atmosfera é o principal reservatório de nitrogênio (N), concentrando até 78% dos gases, mas a maioria dos
seres vivos não conseguem utilizá-lo. A produção de aminoácidos e outros compostos nitrogenados dependem
do nitrogênio presente nos minerais do solo. Portanto, apesar da grande quantidade desse elemento na
atmosfera, a escassez dele no solo é um fator limitante para o crescimento das plantas.
O processo pelo qual o nitrogênio circula pelo mundo orgânico e pelo mundo físico é chamado de ciclo do
nitrogênio.
 
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O N é um elemento essencial para a vida em nosso planeta, uma vez que faz parte das moléculas que
constituem as proteínas (aminoácidos) e o código genético (ácidos nucleicos) e é um componente basilar das
enzimas, proteínas que permitem a maioria das reações metabólicas de síntese e degradação da matéria
orgânica.
A FORMA MOLECULAR DE N (N2) CONSTITUI 78,1% DA
ATMOSFERA DA TERRA E É O TIPO DE NITROGÊNIO MAIS
ABUNDANTE NA TERRA. PORÉM, É UMA MOLÉCULA
PRATICAMENTE INERTE E NÃO DISPONÍVEL PARA A MAIORIA
DOS ORGANISMOS VIVOS.
Como N está ausente na maioria dos substratos primários (rochas da crosta terrestre), o nitrogênio disponível
para a biota deriva do processo conhecido como fixação de N, que é basicamente a transformação de
N2 atmosférico em nitrogênio reativo (Nr), o qual é utilizável pelos seres vivos.
Esse processo é realizado de forma natural, principalmente, por algumas espécies de micro-organismos, tanto
os de vida livre (em lagos, solos e sedimentos) como os associados às raízes das plantas simbioticamente e,
em menor medida, por relâmpagos.
 
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O N2 da atmosfera acabaria gradualmente, mas alguns micro-organismos são capazes de executar a
desnitrificação. Nesse processo, utilizam-se formas reativas de N nas vias metabólicas que, em última análise,
produzem como subproduto o N2 que retorna à atmosfera, fechando o ciclo biogeoquímico nitrogênio global.
DESNITRIFICAÇÃO
Existem certas bactérias chamadas desnitrificantes (incluindo Pseudomonas denitrificans), que devolvem
parte do nitrogênio inorgânico do solo à atmosfera gasosa, produzindo uma perda desse elemento para os
ecossistemas e a biosfera. Elas habitam os pântanos e pertencem ao gênero Thiobacillus; usam nitratos
em seu processo metabólico, que eventualmente se reintegram à atmosfera como nitrogênio na forma
gasosa.
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Imagem: shutterstock.com
Os incêndios florestais também podem produzir uma saída importante de N para a atmosfera, uma vez que
cerca de 30% de todo o conteúdo de N contidona biomassa afetada se volatiliza na forma de N2 através de um
processo chamado pirodesnitrificação.
AS FASES DO CICLO DO NITROGÊNIO
O ciclo do nitrogênio, como os outros ciclos biogeoquímicos, tem um histórico definido, mas talvez ainda mais
complicado do que os demais, visto que deve seguir uma série de processos físicos, químicos e biológicos.
O nitrogênio é considerado o elemento mais abundante na atmosfera. Porém, dada sua estabilidade, é muito
difícil que reaja com outros elementos e, portanto, há um baixo aproveitamento, motivo pelo qual a abundância
passa para o segundo plano. É necessária muita energia para desdobrar ou combinar o nitrogênio com outros
elementos como carbono ou oxigênio, por exemplo. Dois mecanismos podem desenvolver esses processos e
fornecer energia suficiente para formar nitratos (NO3):
Descargas elétricas
 
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Fixação fotoquímica (reproduzido nas plantas produtoras fertilizantes).
Existe uma terceira forma de fixação de nitrogênio que é realizada por bactérias que usam enzimas em vez de
luz solar ou descargas elétricas. Essas bactérias podem ser as que vivem livres no solo ou aquelas que, em
simbiose, formam nódulos com as raízes de certas plantas (leguminosas) para fixar nitrogênio, destacando os
gêneros Rhizobium ou Azotbacter, os quais também atuam livremente.
 
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Outro grupo importante são os cianobactérias aquáticas (algas verde-azuladas) e bactérias
quimiossintéticas, como o gênero Nitrosomas e Nitrosococus, que desempenham um papel significativo no
ciclo de nitrogênio ao transformar amônio em nitrito.
Já o gênero Nitrobacter continua com a oxidação de nitrito (NO2-) em nitrato (NO3-), que pode ser absorvido ou
dissolvido em água, passando assim para outros ecossistemas. Todas as bactérias pertencentes a esses
gêneros fixam nitrogênio, nitratos (NO3-) ou amônio (NH3).
Os animais herbívoros também sintetizam suas proteínas a partir dos vegetais, ao passo que os carnívoros a
obtêm a partir dos herbívoros.
 
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TODOS OS SERES VIVOS ARMAZENAM GRANDES
QUANTIDADES DE NITROGÊNIO ORGÂNICO NA FORMA DE
PROTEÍNAS, QUE RETORNAM AO SOLO NOS EXCREMENTOS
OU NA DECOMPOSIÇÃO DOS CADÁVERES.
No metabolismo de compostos nitrogenados, os animais acabam formando íons amônio, que são muito tóxicos
e devem ser removidos para serem, posteriormente, transformados por bactérias nitrificantes. Sua eliminação é
feita na forma de:
AMÔNIA
(alguns peixes e organismos aquáticos)
UREIA
(humanos e outros mamíferos)
ÁCIDO ÚRICO
(aves e outros animais de áreas secas)
A fixação de nitrogênio tem um papel muito importante na agronomia, já que os agricultores dão um descanso a
suas terras depois de um certo número de cultivos. Essa prática antiga dá oportunidade às bactérias nitrificantes
de transformar nitrogênio atmosférico em compostos de nitrogênio utilizáveis para as plantas.
 Ciclo do nitrogênio
 
Fonte: Khan Academy
CICLO BIOGEOQUÍMICO DO NITROGÊNIO
Vamos conhecer o ciclo do nitrogênio!
Neste vídeo, o professor nos explica o processo e a importância do ciclo do nitrogênio. Vamos assistir!
Nesse ciclo existem seis fases importantes, dentre as quais a assimilação não é realizada por bactérias.
FIXAÇÃO
A fase do ciclo em que o nitrogênio presente na atmosfera da Terra é integrado à vegetação por meio de micro-
organismos presentes no solo e em ambientes aquáticos é chamada de fixação. Esse processo, no qual o N2 é
convertido em amônio, é representado da seguinte forma: N2 → NH4+ 
 
Essa fase é essencial porque é a única maneira de os organismos obterem nitrogênio diretamente da atmosfera.
Algumas bactérias, como as do gênero Rhizobium, são os únicos organismos que fixam nitrogênio através de
processos metabólicos. Essa simbiose ocorre de uma maneira bem conhecida na família das leguminosas,
como feijão, ervilha e trevo.
NITRIFICAÇÃO
A nitrificação é a oxidação biológica de amônio com oxigênio, resultando em nitrito, seguida pela oxidação
desses nitritos em nitratos. Essa é uma etapa importante no ciclo do nitrogênio nos solos. 
 
A oxidação do amônio a nitrito e a subsequente oxidação a nitrato são feitas por duas espécies de bactérias
nitrificantes. A primeira etapa é realizada por bactérias dos gêneros microbiológicos Nitrosomonas e
Nitrosococcus, entre outras. O segundo estágio (oxidação do nitrito em nitrato) é formado principalmente por
bactérias do gênero Nitrobacter e, em ambos os estágios, é produzida energia destinada à síntese de ATP. 
 
Esses micro-organismos nitrificantes são autotróficos e usam o dióxido de carbono como fonte de carbono para
crescer. Outro fator importante é a temperatura do solo e seu PH. Ainda nessa fase, há a oxidação de bactérias
nitrogenadas por outras que as oxidam, transformando-as em amônio e outras em nitratos, sendo o segundo
passo representado da seguinte forma: 
 
2 NH3 + O2 → 2 HNO2 + 2 H2O + Energia 
2 HNO2 + 2 O2 → 2 HNO3 + Energia
ASSIMILAÇÃO
Na fase de assimilação, as plantas, através das raízes, absorvem nitrato ou amônia, processam-nos e geram
proteínas importantes para o consumo animal, visto que aceitam o nitrogênio em seus corpos sem prejudicá-las.
AMONIFICAÇÃO
A decomposição dos materiais orgânicos ocorre durante a amonificação. O desperdício de alguns ajuda outros a
absorverem indiretamente o nitrogênio na forma de amônia processada em combinação com o ácido úrico e os
organismos mortos que estão no solo.
IMOBILIZAÇÃO
Nesta fase, o que não é inorgânico é incorporado ao nitrogênio para formar nitrogênio orgânico, ocorrendo o
oposto da nitrificação. As plantas não o absorvem porque não há decomposição anterior e, portanto, não podem
usá-lo.
DESNITRIFICAÇÃO
Por último, temos a desnitrificação, que é a transformação biológica do nitrato em gás nitrogênio, óxido nítrico e
óxido nitroso. Esses são compostos gasosos e não são facilmente acessíveis ao crescimento microbiano, logo,
são normalmente liberados na atmosfera. A desnitrificação biológica é uma reação respiratória anaeróbica, em
que o nitrato é removido pela conversão nos compostos citados.
Observe a seguir uma representação do ciclo do nitrogênio:
 
Elaborado por: Luciana Barreiros de Lima
 Outra representação do ciclo do nitrogênio.
A CHUVA CONTÉM QUANTIDADES VARIÁVEIS DE
NITROGÊNIO NA FORMA DE AMÔNIO, NITRATO E
ÓXIDOS DE NITROGÊNIO E CONSTITUI UMA FONTE DE
NITROGÊNIO IMPORTANTE NOS SISTEMAS NATURAIS.
ESSA CONTRIBUIÇÃO VARIA ENTRE 5 E 15KG DE
N/HA/ANO. NO ENTANTO, PARA OS SISTEMAS
AGRÍCOLAS, ESSE VALOR É PEQUENO EM
COMPARAÇÃO COM O EFEITO DOS FERTILIZANTES
QUÍMICOS.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. (ENEM 2015) O NITROGÊNIO É ESSENCIAL PARA A VIDA, E O MAIOR
RESERVATÓRIO GLOBAL DESSE ELEMENTO, NA FORMA DE N2, É A ATMOSFERA. OS
PRINCIPAIS RESPONSÁVEIS POR SUA INCORPORAÇÃO NA MATÉRIA ORGÂNICA
SÃO MICRO-ORGANISMOS FIXADORES DE N2, QUE OCORREM DE FORMA LIVRE OU
SIMBIONTES COM PLANTAS. 
ADAPTADO DE: OS GRANDES CICLOS BIOGEOQUÍMICOS DO PLANETA, DE R. E.
ADUAN ET AL. 
 
ANIMAIS GARANTEM SUAS NECESSIDADES METABÓLICAS DESSE ELEMENTO
PELA:
A) Absorção do gás nitrogênio pela respiração.
B) Ingestão de moléculas de carboidratos vegetais.
C) Incorporação de nitritos dissolvidos na água consumida.
D) Transferência da matéria orgânica pelas cadeias.
2. (FUVEST-SP) NO CICLO DO NITROGÊNIO, OS SERES QUE DEVOLVEM N2 À
ATMOSFERA SÃO AS BACTÉRIAS:
A) Que transformam nitritos em nitratos.
B) Desnitrificantes.
C) Que transformam resíduos orgânicos em amônia.
D) Decompositoras.
GABARITO
1. (ENEM 2015) O nitrogênio é essencial para a vida, e o maior reservatório global desse elemento, na
forma de N2, é a atmosfera. Os principais responsáveis por sua incorporação na matéria orgânica são
micro-organismos fixadores de N2, que ocorrem de forma livre ou simbiontes com plantas. 
Adaptado de: Os grandes ciclos biogeoquímicos do planeta, de R. E. ADUAN et al. 
 
Animais garantem suasnecessidades metabólicas desse elemento pela:
A alternativa "D " está correta.
 
Como o nitrogênio gasoso não pode ser absorvido pelos animais diretamente da atmosfera, eles conseguem
esse importante nutriente por meio da alimentação.
2. (Fuvest-SP) No ciclo do nitrogênio, os seres que devolvem N2 à atmosfera são as bactérias:
A alternativa "B " está correta.
 
Nessa questão, observamos que foi abordada a desnitrificação, uma das etapas do ciclo do nitrogênio. Nessa
etapa, as bactérias conhecidas como desnitrificantes utilizam nitratos para formar gás nitrogênio.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Através de ciclos biogeoquímicos, a matéria circula pelos ecossistemas, ou seja, do meio ambiente para os
seres vivos e de volta ao meio ambiente. Os organismos vivos selecionam elementos químicos com base em
suas necessidades fisiológicas e a captação desses elementos leva a transformações químicas lideradas por
esses organismos.
Por outro lado, os ciclos biogeoquímicos mantêm dinâmica a composição da matéria viva e os demais
componentes da biosfera. Assim, quando os organismos morrem, seus componentes são renovados por
processos químicos e geológicos para serem usados por outros organismos vivos.
A Terra é um sistema fechado, onde não entra nem sai matéria. As substâncias usadas não são perdidas,
embora possam chegar a lugares onde são inacessíveis aos organismos por um longo período. No entanto, a
matéria quase sempre é reutilizada e circula muitas vezes, dentro e fora dos ecossistemas.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
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EXPLORE+
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para la Promoción y la Comunicación en el marco del Decenio y Consejo de Colaboración para el Abastecimiento de
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para la Promoción y la Comunicación en el marco del Decenio (UNW-DPAC).
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Crédito de carbono pode ser ‘pior do que não fazer nada' contra desmatamento, aponta
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Créditos de carbono: como neutralizar quando emitido em eventos, do SEBRAE, 2019.
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Química da baixa atmosfera, de INPE/ELAT - Grupo de Eletricidade Atmosférica.
Ciclos globais de carbono, nitrogênio e enxofre, de Química Nova Interativa, 2011.
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Como a planta consegue produzir seu próprio alimento?, de João Domingos Rodrigues, Museu Escola
do IB - UNESP.
Fotossíntese, de Félix H. D. González, UFRGS – Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Níveis de CO2 na atmosfera aumentaram de forma nunca vista antes, de Maria E. Cury, Revista
Exame, 2019.
A liberação do metano ártico pode criar um cenário apocalíptico, de José Eustáquio Diniz Alves,
Portal EcoDebate, 2017.
CONTEUDISTA
Luciana Barreiros de Lima
 CURRÍCULO LATTES
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