Lista4_2021

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1. As ilustrações abaixo mostram perfis de CO2 e pH em um lago oligotrófico e outro eutrófico. A partir das informações fornecidas, responda as questões abaixo
a) Explique por que os perfis do CO2 e pH tenderam a apresentar uma distribuição linear a partir do epilímnio nos lagos oligotróficos e uma distribuição variável ao longo da coluna de água nos lagos eutróficos.
No lago oligotrófico, pobre em nutrientes, desfavorece o crescimento da biomassa de forma que a decomposição da matéria orgânica morta advinda do sistema é baixa fazendo variar o carbono no início na parte superior do epilímnio e deixando o restante constante. Já no lago eutrófica existe maior riqueza de nutrientes o que torna a biomassa rica em quantidade e assim o pH aumenta na parte superior do epilímnio e diminui na inferior e volta crescer no hipolímnio, o pH acompanha a disponibilidade de CO2. 
Sabe-se que lagos oligotróficos acontecem quando o volume do epilímnio/volume do hipolímnio é igual ou menor que 1, neste caso o hipolímnio apresenta volume suficientemente grande em relação ao epilímnio. A origem do CO2 em ambientes aquáticos se dá pela: atmosfera, chuva, águas subterrâneas, decomposição e respiração de organismos. Em lagos oligotróficos devido ao menor volume do epilímnio tem-se baixa produtividade fitoplanctônica o que acarreta em menor decomposição e menor respiração de organismos, uma vez que possui menos alimento no corpo hídrico vai acarretar em menos organismos, como a presença do CO2 indica mais decomposição e respiração de organismos está se dará de forma uniforme em lagos oligotróficos e variável em lagos eutróficos, já neste último a relação volume do epilímnio/volume do hipolímnio é maior que 1, indicando volume do epilímnio suficientemente grande em relação ao hipolímnio e com isso maior atividade fitoplanctônica, mais organismos no meio, elevando a atividade decompositora e respiração de organismos que aumenta o CO2. O pH possui relação direta com a presença de CO2 já que o mesmo se junta com a água formando o ácido carbônico que por ser um ácido fraco se dissocia com facilidade tornando o meio mais ácido, por isso nos lagos eutróficos pela maior presença de CO2 haverá acidificação variável, já em lagos oligotróficos devido à baixa presença da molécula o pH terá perfil linear a partir da camada do epilímnio. 
b) O que o pH estima no ambiente aquático e o qual a importância desse parâmetro para a compreensão da dinâmica limnológica e do metabolismo desses ambientes.
O pH descreve a quantidade de íons contidos em uma solução. E em muitos rios este parâmetro pode variar entre 6 e 8, faixa esta satisfatória para a sobrevivência dos organismos aquáticos. Caso o pH seja modificado por atuação natural ou humana, poucos organismos aquáticos irão sobreviver, modificando totalmente a diversidade do corpo d´água. É importante salientar que o pH está fortemente relacionado também com o balanço de carbonatos na água, sendo uma das forças motrizes que desencadeiam o fluxo de carbono na água e sua interação com o sedimento e a atmosfera.
c) Explique como as concentrações de CO2 na água podem influenciar diretamente os valores de pH?
O CO2 reage com a água assim que se difunde no meio aquoso formando o ácido carbônico. O ácido carbônico é um ácido fraco, em razão disso se dissocia com facilidade em íons hidrogênio e bicarbonato tornando o pH mais ácido, podendo ocorrer ainda a segunda dissociação que ocorre com os íons bicarbonato , formando novamente íons hidrogênio e carbonato que deixa o pH ainda mais ácido do que mencionado anteriormente. 
d) Qual o perfil vertical que você esperaria para a condutividade elétrica ao longo da coluna de água em ambos os lagos? Você esperaria alteração nos perfis de cada lago entre o período mais seco e mais chuvoso do ano? Justifique suas respostas.
A condutividade elétrica é a capacidade de uma solução conduzir corrente elétrica, em função da concentração de íons presentes na água, no caso de lagos eutróficos a quantidade de CO2 presente é maior e ao se juntar com a água formará o ácido carbônico que vai acabar se dissociando por ser um ácido fraco e formando íons hidrogênio e bicarbonato que permite maior condutividade elétrica, dessa forma o perfil esperado será o mesmo do CO2 à medida que houver variação de CO2 haverá da condutividade, como em lagos oligotróficos o perfil de CO2 é linear indica que a quantidade de íons é menor e então o perfil da condutividade elétrica também será linear. Sim em períodos chuvosos reduz a condutividade elétrica, ao passo que períodos mais secos a condutividade elétrica é elevada.
2. As figuras abaixo apresentam os padrões de variação de alguns parâmetros ambientais na lagoa Carioca, em Minas Gerais (Dados de Barbosa, 1981). A lagoa apresenta margens íngremes, com extensa floresta ciliar e solo argiloso coberto por ampla camada de serapilheira. A figura A mostra o perfil vertical da temperatura (oC) e de distribuição de uma alga cianofícea (azul) do gênero Lyngbya (mm3 .l-1 ). As figuras B e C revelam a concentração de clorofila relacionada à Lyngbya (mg.m-3 ) e a variação na concentração de oxigênio (mg.m-3 .h-1 ) ao longo da coluna de água, respectivamente. A partir dos padrões apresentados nas figuras, responda as questões abaixo.
a) Em razão dos resultados apresentados, qual o perfil vertical da condutividade elétrica esperado para esse lago? Explique a relação entre a distribuição vertical da Lyngbya e o perfil da condutividade explicado na questão anterior.
Sabe-se que a temperatura influencia no aumento da condutividade elétrica, a cada 1oC de aumento da temperatura, ocorre 2% de aumento da condutividade elétrica que fornece um indicativo de concentração salina. Pelo gráfico percebe-se que em temperaturas muito altas a alga do gênero Lyngbya não está presente, logo quando a temperatura chega a 30oC começa a distribuição das algas que é inversamente proporcional com a temperatura, chegando ao seu máximo volume com a queda da temperatura, sendo assim o perfil esperado da condutividade elétrica será semelhante ao perfil da temperatura, porém mais acentuado. A condutividade elétrica será maior nos trechos em que a temperatura está superior que é justamente onde tem pouca distribuição de algas Lyngbya, logo se conclui que a alta temperatura associada com alta condutividade elétrica é um limitante para a distribuição das algas em questão. 
b) Explique quais as possíveis fontes de íons para a condutividade elétrica desse lago e discuta dois fatores que podem influenciar diretamente os valores desse parâmetro no ambiente analisado.
As possíveis fontes de íons vêm da extensa floresta ciliar ao entorno, do solo e da serapilheira, bem como de chuvas. Dois fatores que podem influenciar de forma direta é a temperatura, pois a cada 1oC de aumento da temperatura, ocorre 2% de aumento da condutividade elétrica, e também pH com valores abaixo de 5 e acima de 9 devido a elevada concentração de íons H+ (para pH abaixo de 5) e íons OH- (para pH acima de 9). 
c) De que maneira a extensa cobertura vegetal na margem do lago pode influenciar os padrões de condutividade elétrica dentro do sistema lêntico?
A condutividade elétrica está diretamente relacionada com os elementos dissolvidos no corpo hídrico, representa em outras palavras uma medida indireta da concentração de poluentes, pois quanto mais sólidos dissolvidos são adicionados, a condutividade específica aumenta. Dessa forma a extensa cobertura vegetal na margem do lago vai favorecer a entrada de material alóctone advindas do entorno, aumentando a acumulação e sedimentação de matéria orgânica, com isso vai haver maior decomposição dessa matéria o que vai aumentar a condutividade elétrica do sistema lêntico.  
d) Como tenderia a se comportar o perfil de CO2 nesse lago?
No epilímnio é onde ocorre entrada de CO2 pela atmosfera, porém é também onde ocorre o processo fotossintético que consome esse gás carbônico que é matéria prima da fotossíntese, já no metalímnio começa a aumentar gradativamente devidoà redução considerável de fotossíntese, já que a penetração da radiação solar vai diminuindo a medida que aumenta a profundidade do lago, já no hipolímnio não ocorre entrada de radiação, portanto não há processo fotossintético, sendo assim o CO2 não será usado ficando disponível, além de ocorrer a decomposição da matéria orgânica que vai elevar ainda mais esse composto e aumentar a respiração dos organismos. Em resumo o perfil do CO2 é crescente do epilímnio ao hipolímnio. 
3. A figura abaixo apresenta a variação anual da condutividade elétrica no rio Paraná e em um dos seus afluentes (rio Baía), além de duas lagoas diretamente conectadas a ambos (Garças – rio Paraná e Carão – rio Baía). A partir dos dados apresentados, responda as questões abaixo:
a) Quais fatores podem explicar os maiores valores de condutividade no rio Paraná em relação ao rio Baía?
É esperado que o perfil de condutividade elétrica do Rio Paraná seja mais alto que o do rio Baía uma vez que sendo este efluente do rio Paraná, despeje nele toda a sua carga de nutrientes que ao longo do caminho poderá ainda ser acumulada com a de outros afluentes. 
Um dos fatores que pode explicar maiores valores de condutividade no rio Paraná é o tamanho, o rio Paraná é bem mais extenso que o seu afluente (rio Baía), sabe-se que quanto maior a bacia de drenagem, maior a condutividade, quando há afluentes este acompanha a condutividade do Rio. 
b) Explique o que pode ter promovido significativa variação na condutividade entre o rio Baía e a lagoa Carão no intervalo entre março e maio de 2000.
Possivelmente ocorreu intensa chuva na região do rio Baía enquanto a lagoa Carão passou uma fase de período mais seco, nos períodos menos chuvoso, os teores da condutividade são maiores ao passo que em períodos chuvosos ocorre queda da condutividade, isso ocorre porque a chuva promove a diluição dos sais contidos na água, reduzindo, portanto, a condutividade, esses resultados demonstram que os valores de condutividade em ecossistemas localizados em regiões tropicais estão mais relacionados às características geoquímicas locais e às condições climáticas (período chuvoso e seco) do que ao estado trófico do ambiente. 
4. Considere a seguinte situação hipotética: Um Analista Ambiental avaliou as características de um determinado lago costeiro e verificou que o mesmo apresentava elevados valores de condutividade elétrica, porém baixos valores de pH. No seu parecer final, o Engenheiro concluiu que o lago é produtivo e provavelmente rico em nutrientes, com potencial para a produção de algas e eutrofização. Você concorda com a conclusão do Analista? Justifique sua resposta.
Não concordo com a conclusão do analista, pois a condutividade elétrica fornece um indicativo da concentração salina, sendo uma medida quantitativa e não qualitativa. Altos valores podem ser indicativo de fontes poluidoras, porém é necessário associar os resultados com outros parâmetros, tais como: oxigênio dissolvido, turbidez, pH. Quanto maior a condutividade elétrica de um sistema, significa que pode haver excesso de nutrientes, mas é importante fazer análises de nitrogênio e fósforo para saber se de fato a condutividade indica um processo de eutrofização, pois o parâmetro da condutividade isolado não consegue saber quais são os nutrientes presentes no local, já tendo em vista análise de condutividade elétrica+fósforo+nitrogênio consegue-se saber do ponto de vista nutricional o que há nesse sistema.
5. Thomaz e Bini (dados inéditos) analisaram os perfis de pH ao longo do epilímnio da coluna de água do reservatório de Itaipu. Os autores tomaram medidas de pH a cada 5 cm até 0,5 m e observaram dois padrões completamente distintos entre os perfis de pH das zonas litorânea e pelágica. Considerando os resultados encontrados pelos autores, responda as questões abaixo:
a) Quais as possíveis explicações para os seguintes padrões detectados: 
- Perfil praticamente uniforme dos valores do pH na zona pelágica? 
- Maiores valores de pH na sub-superfície em relação à camada mais profunda do epilímnio da zona litorânea. 
- Os valores de pH caem na subsuperfície e voltam a aumentar após 40 cm.
· Devido a provável ausência de MO na zona pelágica, não haveria decomposição de MO o suficiente para que o pH seja afetado, através da acidificação do meio.
· Os valores de pH se encontram no trecho superior do epilímnio da zona litorânea devido a decomposição da MO ser mais intensa ali onde as macrófitas estão em maior abundância. 
· Ele cai na sub-superfície porque as macrófitas estão retirando carbono do meio devido a fotossíntese e caem, pois a maior parte da MO já foi degradada liberando carbono.
· A MO levada pelo efeito Fetch torna a zona litorânea onde também estão concentradas as macrófitas submersas, o perfil com maior valor de pH.
A ação do Fetch é mais intensa na zona litorânea, provocando degradação e erosão. O pH começa alto e diminui com a profundidade, isso ocorre devido à presença de uma planta aquática que fica mais abundante na superfície em que consome muito CO2 isso explica os altos valores de pH, já abaixo da superfície tem a parte da planta que morre e gera fragmentos que começam a decompor aumentando a quantidade de CO2 do meio o que contribui com a redução do pH ir caindo com a profundidade, quando chega no hipolímnio a redução é maior ainda devido aumento da decomposição, respiração de organismos. Na região pelágica há menor quantidade de matéria orgânica, sendo essa quantidade não o suficiente para alterar o pH através da acidificação do meio. 
b) Como em grande parte dos sistemas aquáticos continentais brasileiros, um dos ânions mais presentes no rio Paraná (formador do reservatório de Itaipu) é o HCO3-1. Quais as possíveis origens desse ânion nesse rio/reservatório e como afeta os padrões de pH apresentados na figura acima?
A origem do ânion HCO3-1 é o CO2 que vem da atmosfera , pluviosidade, decomposição microbiana da matéria orgânica, respiração de organismos, águas subterrâneas. Essa molécula de CO2 vai se difundir no meio aquoso onde a molécula da água vai reagir com o CO2 formando o ácido carbônico que por ser muito fraco se dissocia com facilidade formando íon hidrogênio e o íon HCO3-1 que é o bicarbonato (monohidrogenocarbonato), esse íon torna o meio mais ácido, diminuindo o pH. 
c) Explique como a temperatura pode afetar os padrões de pH encontrados nesse estudo.
Radiação aumenta biomassa que aumenta a fotossíntese retirando carbono do meio e deixando mais básico o pH.
Quanto maior a temperatura mais elevado será a condutividade elétrica, já que a cada 1oC de aumento da temperatura ocorre 2% de aumento da condutividade, a condutividade por sua vez indica maior concentração iônica, quanto maior a concentração de íons H+ do meio menor será o pH, por isso o aumento da temperatura vai reduzir os padrões de pH. 
d) Os padrões apresentados acima mudam entre os períodos diurno e noturno? Justifique sua resposta.
De dia a fotossíntese contribui para a retirada de carbono aumentando o pH, a noite a falta de radiação impede a fotossíntese, aumentando o saldo de carbono total que torna mais ácido o epilímnio.
e) Discuta possíveis efeitos que a redução significativa do pH pode provocar nos organismos aquáticos.
A acidificação dos corpos d'água causa sérias mudanças na estrutura das comunidades aquáticas, todos os níveis tróficos sofrem reestruturação, tanto no número de espécies, quanto na biomassa, dentre as comunidades mais alteradas estão as macrófitas aquáticas e peixes. Os efeitos fisiológicos de baixos valores de pH sobre organismos aquáticos foram mais bem estudados entre os peixes. Nestes organismos foram observadas alterações em vários processos fisiológicos, sendo a absorção e transporte de oxigênio, regulação iônica e equilíbrio ácido-base os mais importantes. Redução da taxa de crescimento, má formação do esqueleto e alterações na reprodução. Considerando a faixa etária, os ovos e os alevinos são mais afetados do que os adultos pela redução do pH do meio.Por esses motivos ocorrem mudanças na estrutura etária das populações de peixes nestes ecossistemas: os indivíduos adultos, menos sensíveis à acidez do meio, predominam na população, em relação aos jovens que se tornam escassos. As trocas gasosas em peixes ocorrem no epitélio branquial, que é revestido por uma fina mucosa. Em casos de baixos valores de pH do meio, pode ocorrer espessamento desta mucosa, dificultando as trocas gasosas, especialmente de oxigênio. Em trutas, uma pequena redução dos valores de pH do sangue é suficiente para reduzir a capacidade de saturação da hemoglobina, o que significa menor absorção de oxigênio nas brânquias. Ocorre também acidose do sangue e das células devido a troca de K+ por H+ Como derradeira consequência, observa-se aumento da pressão arterial, com redução do volume plasmático e finalmente a morte do animal.