Saneamento e Análise Ambiental

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Autoras: Profa. Enny Fernandes Silva
 Profa. Iris Regina Fernandes Poffo
Colaboradores: Prof. Flávio Buratti Gonçalves
 Profa. Laura Cristina da Cruz Dominciano
Saneamento e 
Análise Ambiental
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Professoras conteudistas: Enny Fernandes Silva / Iris Regina Fernandes Poffo
© Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou 
quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem 
permissão escrita da Universidade Paulista.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
S586s Silva, Enny Fernandes.
Saneamento e Análise Ambiental / Enny Fernandes Silva, Iris 
Regina Fernandes Poffo. – São Paulo: Editora Sol, 2019.
172 p., il.
Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e 
Pesquisas da UNIP, Série Didática, ano XXV, n. 2-091/19, ISSN 1517-9230.
1. Saneamento. 2. Ecossistemas. 3. Recursos energéticos. I. 
Poffo, Iris Regina Fernandes. II. Título.
CDU 628 
U501.89 – 19
Enny Fernandes Silva
Possui graduação em Ciências Biológicas na modalidade 
médica pela Universidade de Santo Amaro (1981), mestrado 
em Bioquímica na área de Biologia Celular e Molecular pela 
Universidade de São Paulo – USP (1989), curso de especialização 
em Clonagem em Bacillus Subtillis no Public Heath Department 
of The City Of New York (1982), doutorado em Bioquímica na 
área de Biologia Celular e Molecular pela Universidade de São 
Paulo (2003), e iniciou pós-doutorado na Faculdade de Medicina 
da USP com o Dr. Roger Chammas, na área de Adesão Celular. 
Foi chefe de Departamento da Engenharia Química na 
Fundação Armando Alvares Penteado – Faap (1994-2000), 
onde ministrou aulas de Bioquímica das Fermentações para 
Engenharia Química e Meio Ambiente para Engenharia Civil, 
Mecânica, Mecatrônica, Metalúrgica, Elétrica, Eletrotécnica 
e Química (1994-2000). Foi professora de Bioquímica Básica e 
Clínica no Instituto de Pesquisa e Educação em Saúde de São 
Paulo (Ipesp). Desde 1990 é professora de Bioquímica Básica, 
Metabólica e Clínica, Físico-química, Enzimologia, Patologia, 
Biotecnologia e Ciências do Ambiente/Saneamento na 
Universidade Paulista – UNIP. Responsável pela disciplina 
de Bioquímica do Curso de Especialização em Análises 
Clínicas da Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto 
– Famerp. Tem experiência na área de Bioquímica, com 
ênfase em vias de sinalização, atuando principalmente nos 
seguintes temas: óxido nítrico, câncer, vias de sinalização, 
apoptose e adesão focal celular. 
Iris Regina Fernandes Poffo
Bióloga pela Universidade Mackenzie (1987), com 
especialização, durante a graduação, em Oceanografia Biológica, 
mestrado em Ciência Ambiental pela USP (2000) e doutorado 
pela mesma instituição (2007), na área de acidentes ambientais 
em portos e terminais marítimos do litoral paulista e percepção 
de risco. Possui pós-doutorado em Psicologia na Pontifícia 
Universidade Católica de São Paulo – PUC-SP no tema: 
percepção de risco e reação da comunidade diante de acidentes 
em áreas portuárias. 
Atuou como bióloga da Agência Ambiental do Estado de 
São Paulo – Cetesb de 1988 a 2018. Tem entre suas linhas 
de trabalho: educação ambiental, preparação, prevenção e 
resposta a vazamentos de óleo no mar, análise de planos de 
emergência, percepção e comunicação de riscos de desastres 
naturais e tecnológicos, gestão ambiental portuária, fauna 
oleada, recuperação de manguezal e gestão socioambiental 
de riscos. 
Participou de grupos de trabalho interinstitucionais com o 
Ministério do Meio Ambiente/Ibama sobre planos de emergência 
e Agenda Ambiental Portuária. Foi docente dos cursos oferecidos 
pela Cetesb (1988-2018): Emergências Químicas, Derrames de 
Óleo no Mar: Aspectos Preventivos e Corretivos, Percepção e 
Comunicação de Risco, Análise de Risco e Gestão da Qualidade 
das Águas Costeiras. 
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Prof. Dr. João Carlos Di Genio
Reitor
Prof. Fábio Romeu de Carvalho
Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças
Profa. Melânia Dalla Torre
Vice-Reitora de Unidades Universitárias
Prof. Dr. Yugo Okida
Vice-Reitor de Pós-Graduação e Pesquisa
Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez
Vice-Reitora de Graduação
Unip Interativa – EaD
Profa. Elisabete Brihy 
Prof. Marcelo Souza
Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar
Prof. Ivan Daliberto Frugoli
 Material Didático – EaD
 Comissão editorial: 
 Dra. Angélica L. Carlini (UNIP)
 Dra. Divane Alves da Silva (UNIP)
 Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR)
 Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT)
 Dra. Valéria de Carvalho (UNIP)
 Apoio:
 Profa. Cláudia Regina Baptista – EaD
 Profa. Betisa Malaman – Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos
 Projeto gráfico:
 Prof. Alexandre Ponzetto
 Revisão:
 Giovanna Oliveira
 Lucas Ricardi
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Sumário
Saneamento e Análise Ambiental
APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................7
INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................7
Unidade I
1 CONCEITOS BÁSICOS SOBRE O MEIO AMBIENTE ............................................................................... 11
1.1 Introdução a ecossistemas, biocenose, biótopo, nicho ecológico, hábitat 
e biosfera e Ecologia ................................................................................................................................. 11
1.2 Fluxo de energia e cadeias alimentares ....................................................................................... 14
1.2.1 Reprodução ............................................................................................................................................... 14
1.2.2 Nutrição ...................................................................................................................................................... 15
1.2.3 Respiração .................................................................................................................................................. 15
1.2.4 Cadeia alimentar ..................................................................................................................................... 16
1.3 Relações entre os seres vivos ou associações biológicas ..................................................... 17
1.3.1 Pirâmides ecológicas ............................................................................................................................. 19
2 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS ......................................................................................................................... 21
2.1 Ciclo da energia .................................................................................................................................... 22
2.2 Ciclo da água ......................................................................................................................................... 23
2.3 Ciclo do carbono ................................................................................................................................... 25
2.4 Ciclo do nitrogênio ............................................................................................................................. 26
2.5 Ciclo do oxigênio .................................................................................................................................. 27
3 ECOSSISTEMAS TERRESTRES E AQUÁTICOS .........................................................................................28
3.1 Principais ecossistemas do mundo .............................................................................................. 28
3.1.1 Ambiente aquático ................................................................................................................................. 30
3.1.2 Ecossistemas e comunidades marinhas ......................................................................................... 31
3.1.3 Manguezal ................................................................................................................................................. 36
3.1.4 Principais ecossistemas do Brasil ..................................................................................................... 38
3.2 Desastres naturais influenciando o meio ambiente ............................................................... 44
3.2.1 Terremotos ................................................................................................................................................. 45
3.2.2 Vulcões ........................................................................................................................................................ 46
3.2.3 Furacões (tufões e ciclones) ............................................................................................................... 48
3.2.4 Inundações e enchentes ...................................................................................................................... 50
3.2.5 Deslizamentos de terra ........................................................................................................................ 52
3.2.6 Rompimentos de barragens ............................................................................................................... 53
3.2.7 Ações de prevenção aos desastres naturais ................................................................................ 54
3.2.8 Desastres tecnológicos ......................................................................................................................... 55
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4 RECURSOS ENERGÉTICOS ............................................................................................................................ 57
4.1 Fontes renováveis e não renováveis ............................................................................................. 58
4.1.1 Energia hidráulica, hídrica ou hidrelétrica ................................................................................... 59
4.1.2 Energia fóssil ............................................................................................................................................. 60
4.1.3 Usinas termelétricas .............................................................................................................................. 62
4.1.4 Biocombustível ....................................................................................................................................... 62
4.1.5 Energia solar ............................................................................................................................................. 63
4.1.6 Energia de biomassa ............................................................................................................................. 64
4.1.7 Energia eólica ........................................................................................................................................... 64
4.1.8 Energia nuclear ........................................................................................................................................ 65
4.1.9 Energia geotérmica ................................................................................................................................ 67
4.1.10 Energia das marés ................................................................................................................................ 68
4.2 Impactos da urbanização que influenciaram o meio ambiente ....................................... 69
4.2.1 Pragas e infestações .............................................................................................................................. 74
Unidade II
5 QUALIDADE DO AR E DA ÁGUA ................................................................................................................. 78
5.1 Qualidade do ar ..................................................................................................................................... 78
5.1.1 Poluentes primários e secundários do ar ...................................................................................... 78
5.1.2 Impactos da poluição do ar: efeito estufa e buraco na camada de ozônio, 
inversão térmica, smog fotoquímico e chuva ácida .......................................................................... 81
5.1.3 Resíduos gasosos e particulados: métodos de controle de poluição do ar .................... 86
5.1.4 Mudanças climáticas ............................................................................................................................. 89
5.2 Qualidade da água .............................................................................................................................. 89
5.2.1 Poluição das águas, tipos de poluição das águas e indicadores de qualidade 
das águas (índice de qualidade das águas): características físicas e químicas ........................ 89
5.2.2 Indicadores de qualidade das águas: características físicas e químicas .......................... 95
5.2.3 Características microbiológicas .......................................................................................................100
5.2.4 Floração de algas...................................................................................................................................101
5.2.5 Estudo das etapas de uma ETA e de uma ETE ...........................................................................102
5.2.6 Estudo das etapas de uma ETE e métodos físicos, químicos e biológicos 
de tratamento ..................................................................................................................................................106
6 QUALIDADE DO SOLO ..................................................................................................................................113
6.1 Resíduos sólidos: classificação e gerenciamento de resíduos ..........................................115
6.2 Tratamento: mecânico, bioquímico e térmico ........................................................................118
6.2.1 Tratamento mecânico .........................................................................................................................119
6.2.2 Tratamento bioquímico ..................................................................................................................... 120
6.2.3 Tratamento térmico ........................................................................................................................... 125
6.3 Resíduos sólidos em ambientes hospitalares e laboratoriais ...........................................126
Unidade III
7 EIA-RIMA ..........................................................................................................................................................136
8 ISO 14000 .........................................................................................................................................................138
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APRESENTAÇÃO
Prezado aluno,
As aglomerações humanas em grandes cidades, sem o devido sistema de saneamento básico, aliadas 
às atividades de exploração de recursos naturais, da agropecuária,da expansão dos polos petroquímicos 
e das áreas portuárias, entre outras atividades antrópicas (causadas pelos seres humanos), têm 
contribuindo para a propagação de doenças fatais como cólera, hepatite, febre amarela entre outras. 
Além disso, têm causado diversos tipos de impactos ambientais tais como o desmatamento, mudanças 
climáticas, mortalidade de animais, poluição das águas, do solo e do ar. 
Desde o século XVIII, quando teve início a expansão industrial na Europa, os investimentos em 
ciência e tecnologia vêm crescendo em busca de conhecimentos e soluções que possam minimizar e/ou 
corrigir os efeitos nocivos ao meio ambiente, à saúde pública e à qualidade de vida bem como promover 
o desenvolvimento sustentável. Entre as áreas de pesquisa, destacam-se a saúde (Medicina, Farmácia, 
Biomedicina, Bioquímica, Epidemiologia, Saúde Pública), as ciências naturais (Biologia, Ecologia, 
Botânica, Geologia), as engenharias (Química, Civil, Mecânica), entre outras de igual importância.
O biomédico, em especial tendo formação básica no setor de saúde e nas ciências naturais, conhecendo 
melhor o meio ambiente, os fatores que contribuem para o desequilíbrio ecológico e para o agravamento 
da poluição ambiental com a geração de diversos tipos de doenças (em plantas, animais e humanos) tem 
muitas possibilidades de atuar em variados campos de trabalho a favor de um mundo melhor. Algumas dessas 
possibilidades, por exemplo, são: identificação de microrganismos causadores de enfermidades, pesquisa de 
vacinas e medicamentos que podem ser usados para prevenir e tratar doenças, realização de pesquisas em 
biotecnologia para controle da qualidade ambiental e do saneamento básico etc.
Na competição por alimento e espaço, poderão ocorrer desequilíbrios capazes de afetar profundamente 
o futuro de comunidades, bem como sua economia, saúde etc., modificando o planejamento de toda 
a estrutura econômica e social, só para citar um grande exemplo de impacto. Tendo isso em vista e 
para que este livro-texto seja mais proveitoso, vamos nos debruçar sobre alguns conceitos básicos de 
Ecologia, Ciências do Ambiente, Saneamento Ambiental e Saúde Pública. 
Quando o estudo desta disciplina terminar, o futuro biomédico terá embasamento técnico e científico 
para discutir prós e contras de práticas adotadas por estabelecimentos diversos, desde a simples gestão 
de resíduos em sua própria casa até o tratamento e destinação final de resíduos líquidos ou sólidos de 
um hospital ou laboratório clínico.
INTRODUÇÃO
As civilizações mais antigas do mundo, surgidas mais de 6.000 anos antes da Era Cristã, cresceram 
em função de importantes rios, como o Rio Amarelo, na China, que nasce nas montanhas do Tibet, o 
Rio Ganges, na Índia, cuja origem fica nas montanhas do Himalaia, e o Rio Nilo, no Egito, cuja nascente 
se localiza nas montanhas de Uganda, na África. Com o avançar dos séculos, conforme as áreas rurais e 
urbanas próximas a esses rios tornaram-se cada vez maiores e mais populosas, as águas deles passaram 
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a receber grande quantidade e diversidade de poluentes, assim como o meio ao seu redor. Situação 
semelhante ocorreu na Europa, nas Américas e no Brasil. E, como na natureza tudo está interligado, o 
desequilíbrio ecológico que começou em âmbito regional acarreta desequilíbrios numa esfera global, 
afetando a saúde do planeta e das pessoas em toda a sua extensão.
A água é um dos elementos da natureza de maior importância para a vida na Terra, assim como para 
saúde, agricultura, pecuária, alimentação, indústria, lazer, prática de esportes, geração de energia elétrica 
e uso como meio de transporte da população. Porém, tornou-se importante meio de veiculação de 
doenças, quando contaminada pelo lançamento de esgotos e resíduos sólidos, domésticos e industriais 
sem o devido tratamento ou saneamento básico.
Os agentes transmissores de doenças (agentes patogênicos) estão presentes no ar, na água e no solo 
e afetam principalmente as pessoas de baixa renda que não têm acesso à agua potável nem a locais 
apropriados para evacuar. Em lugares nos quais o esgoto e o lixo ficam expostos, “a céu aberto”, há 
proliferação de mosquitos e ratos, transmissores de cólera, lepra e tifo, para mencionar apenas alguns 
exemplos. No século XIV, na Idade Média, houve uma epidemia chamada “peste negra”, transmitida pela 
pulga de ratos, que matou mais de 1/3 da população europeia.
A dengue, uma doença bastante conhecida, é transmitida pelas fêmeas do mosquito Aedes egypti. 
Elas colocam seus ovos onde há acúmulo de água parada e limpa (não é agua suja como esgoto), como 
em pneus, garrafas plásticas e vasos. Para evitar que brasileiros, de norte a sul, sejam picados e possam 
morrer, tornam-se necessários a realização de campanhas de prevenção, de educação ambiental, e o 
trabalho conjunto de profissionais de diversas áreas, inclusive os biomédicos.
Desejando que grandes epidemias não voltem a rondar nossas cidades, todos os cuidados preventivos 
precisam ser tomados por pessoas de todas as classes sociais. Por outro lado, deve-se investir em 
medidas de saneamento básico municipal, na gestão ambiental e no controle da poluição, em fontes 
alternativas de energia, na retirada racional das matérias-primas e dos recursos naturais, na redução do 
desperdício de materiais de construção, de energia etc., bem como no uso racional da água, ou seja, no 
gerenciamento das atividades das empresas e indústrias potencialmente poluidoras, de modo a evitar 
contaminações do meio ambiente. Todas essas medidas teriam entre suas consequências diretas mais 
importantes tanto a redução de custos quanto a abertura de portas para que as cidades se tornassem 
mais sustentáveis.
No Brasil, a Lei Federal nº 11.445/2007 (BRASIL, 2007) cita que o saneamento básico é um direito da 
população e tem como alvo os serviços e infraestrutura destinada à melhoria da qualidade socioambiental.
O termo “saneamento” abrange o conjunto de medidas que visam preservar ou modificar as condições 
do meio ambiente com a finalidade de prevenir doenças e promover a saúde. Desde 1946, a Organização 
Mundial de Saúde – OMS definiu que saúde se refere ao estado de completo bem-estar físico, mental e 
social das pessoas, e não apenas à ausência de doença ou de enfermidade.
Estudar saneamento é importante para entender como cuidar da saúde do planeta; preservando as 
águas dos rios e mares; coletando e tratando as águas usadas pela população, pelos animais e para a 
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agricultura; coletando e tratando o lixo; e aprendendo a prevenir e tratar várias doenças, de modo que 
as pessoas tenham qualidade de vida mais digna.
Este livro-texto sobre saneamento e gestão ambiental apresentará uma série de informações e 
condições especiais de aprendizado para que você possa aprimorar seus conhecimentos sobre o tema 
desta disciplina. Nosso percurso consistirá essencialmente, falando de uma maneira mais sintética, no 
estudo de três grandes conteúdos: conhecimentos básicos sobre Ecologia e meio ambiente, qualidade 
ambiental (do ar, do solo e das águas) e gestão ambiental. 
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SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL
Unidade I
1 CONCEITOS BÁSICOS SOBRE O MEIO AMBIENTE
1.1 Introdução a ecossistemas, biocenose, biótopo, nicho ecológico, hábitat e 
biosfera e Ecologia 
Para melhor compreender a relação entre os seres vivos e o meio ambiente que nos cerca, é 
importante aprender alguns conceitos básicos de Ecologia,ciências ambientais e de saneamento.
Fala-se muito de preservação da natureza e da Ecologia. Quando vemos, por exemplo, uma marca 
no mercado dizendo na embalagem que seu produto é “ecológico”, está querendo dizer que ele não 
faz mal para a natureza. Seria a mesma coisa? Não. Ecologia (do grego oikos: “casa” + logos: “estudo”) 
é a ciência que estuda as relações entre os seres vivos e o meio ambiente. Esse termo foi empregado 
pela primeira vez pelo biólogo alemão Ernest Haeckel, em 1869, porém com o passar dos anos ganhou 
significado mais abrangente. 
A vida no planeta está presente em toda a biosfera (bio: “vida”), que é a camada da Terra na qual 
é possível a sobrevivência dos seres vivos do reino vegetal e animal: compreende dos rios e mares às 
florestas da Mata Atlântica e às regiões mais secas da caatinga nordestina. 
Abrange seres de todos os tamanhos e formas, das microscópicas bactérias que vivem enterradas no 
solo até as enormes baleias que vivem nos oceanos, das minúsculas sementes de alpiste até as árvores 
mais altas como o Jequitibá, tipicamente brasileiro, que pode chegar a 40 metros de altura. 
A biosfera pode ser subdividida em três regiões: 
• litosfera (lito: rocha), que abrange as camadas do solo e subsolo; 
• hidrosfera (hidro: água), que compreende o meio aquático (lagoas, rios, mares e oceanos), bem 
como as águas subterrâneas;
• atmosfera (atmos: ar), que engloba o espaço aéreo.
 Observação
Mar e oceano não são a mesma coisa. Os mares estão mais próximos da 
costa e recebem as águas dos rios com seus nutrientes – e também os poluentes 
que nelas houver. Os oceanos estão mais distantes e têm maior salinidade.
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Unidade I
Atmosfera
HidrosferaLitosfera
Biosfera
Figura 1 – Subdivisões da biosfera
Litosfera, biosfera e hidrosfera estão interligadas e podem ser afetadas em caso de poluição, de 
desastres naturais e tecnológicos. A aplicação de agrotóxicos por aviões, por exemplo, é realizada 
na atmosfera. Parte do produto aplicado cai sobre a lavoura e sobre o solo que foi sobrevoado, mas 
cai também sobre áreas vizinhas. Além disso, outra parte é levada pelo vento, contaminando áreas 
muito distantes (outros estados e países). Quando ocorrem as chuvas, o solo contaminado escorre 
em direção aos rios ou lagos e pode se acumular no fundo, contaminando as águas. A biota ou 
comunidade biótica, como plantas, peixes, anfíbios e aves, ou seja, os diferentes organismos que 
habitam estes locais (ou biótopos – bio: “vida” + topo: “local”), poderá ser afetada. 
Para sobreviver, os seres vivos precisam de nutrientes, água e luz solar, que constituem os fatores 
abióticos. Existem organismos que se adaptaram a viver em locais com baixas condições de luminosidade 
e temperatura, como bactérias, aranhas e morcegos que habitam as cavernas. O conjunto de fatores 
bióticos e abióticos que se relacionam entre si formam os ecossistemas.
Há ecossistemas grandes e complexos, como o Pantanal, na região Centro-Oeste do Brasil, e outros, 
simples e pequenos, como um aquário ou um terrário, que se pode ter em casa. A planta chamada 
bromélia (retratada na figura a seguir), comum nos ecossistemas da Mata Atlântica, da Amazônia e do 
Cerrado, forma um microecossistema, pois acumula água no interior de suas folhas, atraindo pequenas 
aves, insetos e sapinhos. Assim, quando ocorre incêndio na mata ou desmatamento, inúmeros seres 
vivos são afetados de uma só vez.
Figura 2 – Foto de uma bromélia (família Bomeliacea): exemplo de 
microecossistema que abriga insetos e microrganismos
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SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL
Nos microecossistemas encontra-se a microbiota (micro: “pequeno” + biota), isto é, o conjunto 
de microrganismos que habitam um ecossistema, principalmente as bactérias. Eles estão presentes 
no solo, na água, nos vegetais e nos animais, juntando-se em colônias permanentes ou de forma 
transitória, dentro do corpo ou sobre ele, podendo ou não produzir doenças. A flora intestinal é 
chamada de microbiota intestinal, e é importante para a digestão de vários tipos de alimentos nos 
seres humanos (como os derivados de leite e verduras) e para a produção de gases. 
Há um grupo de bactérias chamadas de coliformes, que vivem no intestino de animais de 
sangue quente (porco, vaca, cachorro, gato, seres humanos etc.) e são liberadas pelas fezes. Entre 
os coliformes, destaca-se a bactéria da espécie Escherichia coli. Esse tipo de microrganismo pode 
gerar doenças como a gastroenterite (inflamação dos órgãos do sistema digestivo), causando 
diarreia, cólicas, náuseas, vômitos e febre.
Figura 3 – Imagem ampliada de Escherichia coli – bactéria em forma de bastonete, que participa da flora 
intestinal de animais de sangue quente, e pode ser patogênica, causando infecção alimentar
 Observação
Por que as praias são consideradas impróprias para banho?
As bactérias coliformes presentes nas fezes de animais de sangue quente, 
dentre elas a E. coli (Escherichia coli), são usadas para determinar o grau de 
poluição por esgotos em praias, sendo assim, os órgãos ambientais podem 
monitorar as praias mais frequentadas pelos banhistas nas cidades litorâneas 
brasileiras. Amostras devem ser coletadas e análises microbiológicas 
realizadas para determinar a densidade de bactérias fecais presentes na 
água a fim de divulgar ao público quais as condições de balneabilidade 
das praias mais frequentadas (qualidade das águas destinadas à recreação 
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de contato primário). Esse programa de balneabilidade das praias está 
estruturado para atender às especificações do Conselho Nacional do Meio 
Ambiente – Conama (Resolução nº 274/2000), que define os critérios para 
a classificação de águas destinadas à recreação (CETESB, 2019i).
O que é uma espécie? Espécie é um conjunto de organismos semelhantes entre si, capazes de se 
cruzar e gerar descendentes férteis. Cavalos de corrida podem cruzar com éguas usadas nas fazendas, 
por exemplo, e ter filhotes que darão origem a outros cavalos e éguas. Porém, do cruzamento do jumento 
com a égua, que são de espécies diferentes, nascem as mulas ou os burros, que são animais estéreis.
O conjunto de diversas espécies que vivem numa mesma região (rio, lago, brejo, montanha, oceanos 
etc.) em um determinado período de tempo são as populações. Quando existem várias populações em 
um mesmo espaço, formam-se as comunidades ou biocenose. Na floresta tropical da Mata Atlântica, 
por exemplo, convivem populações de macacos, como os bugios, felinos, como a onça, aves, como os 
papagaios, insetos, como as formigas, plantas, como as samambaias e orquídeas, entre outras centenas 
de animais e vegetais. 
As florestas são assim o hábitat dessas espécies, ou seja, o local habitado por elas, assim como o 
Polo Sul é o hábitat do pinguim e o Polo Norte, do urso polar. Em outras palavras, seria o seu “endereço”. 
Cada ser vivo desempenha um papel ou uma função na comunidade ou no ecossistema em que 
vive. Esse papel é chamado de nicho ecológico, ou seja, como e onde o ser vive, do que se alimenta, 
como se relaciona com outros de sua espécie e de espécies diferentes. Voltando para a floresta: vivem no 
mesmo hábitat vários tipos de plantas de tamanhos e formas diferentes, mas os gafanhotos e lagartas 
se alimentam das folhas mais “suculentas”. Os gafanhotos, por sua vez, são comidos pelo louva-deus, os 
insetos, pelo bem-te-vi; quando morrem, todos servem de alimento para as bactérias decompositoras. 
Assim, sempre que possível, é importante estudar o ecossistema como um todo, e não isoladamente.
1.2 Fluxo de energiae cadeias alimentares
Para a sobrevivência das espécies na natureza, há duas condições básicas: reprodução e nutrição.
1.2.1 Reprodução
A reprodução é o processo que permite a continuidade das espécies através da transmissão de 
energia na forma de genes ou genética. Para que haja reprodução e para que os descendentes possam 
se tornar adultos, são necessárias condições ambientais favoráveis. 
Algumas plantas, por exemplo, precisam da ajuda de abelhas e aves para disseminar seu pólen 
e suas sementes, o que ocorre quando esses animais sugam néctar de suas flores ou comem seus 
frutos. Exemplo de condições desfavoráveis ocorre com as fêmeas de tartarugas marinhas adultas, que 
voltam às mesmas praias onde nasceram para pôr seus ovos durante a noite. Se nelas houver muitos 
postes de iluminação e barulho (carros ou música alta), as tartarugas poderão ir embora sem desovar. 
Soma-se a essa dificudade a de que muitas vezes esses animais nem conseguem voltar aos locais de 
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seu nascimento, pois, antes de chegarem à fase adulta, quando estão aptas a se acasalar, morrem por 
ficarem presas em redes de pesca ou engolirem sacos plásticos jogados no mar.
1.2.2 Nutrição
A nutrição, por sua vez, é o processo de obter energia e nutrientes. Há seres autótrofos (que se alimentam 
por si) ou fotossintetizantes, que absorvem energia diretamente da luz do Sol, e os heterótrofos (que se 
alimentam de outros), que absorvem energia na forma condensada, via compostos orgânicos.
No processo bioquímico chamado fotossíntese, plantas e bactérias absorvem a energia do sol e 
convertem o gás carbônico e a água em substâncias orgânicas e oxigênio. Traduzindo em fórmula, 
fica assim:
6CO2 (g) + 6H2O(l) + luz solar/clorofila → C6H12O6 + 6O2(g).
 Saiba mais
O músico Caetano Veloso compôs, em 1986, a música “Luz do Sol”, que 
traduz em poesia o processo da fotossíntese. Ouça:
VELOSO, C. Luz do Sol. Intérprete: Caetano Veloso. In: CAETANO VELOSO. 
Muito mais. São Paulo: Universal, 2005. 1 CD. Faixa 13.
1.2.3 Respiração
Quando você respira, inspira oxigênio (produzido pelos seres do reino vegetal) e exala gás carbônico. 
Podemos ficar horas sem nos alimentar e sem beber água, mas não sem respirar. Esse processo vital só é 
possível graças à ação dos vegetais, que produzem o oxigênio que respiramos.
Nas plantas, a respiração é o processo inverso da fotossíntese, ou seja, o ar é absorvido (matéria 
orgânica) e transformado em gás carbônico (CO2), energia e água. Traduzindo em fórmula, a respiração 
aeróbica fica assim:
C6H12O6 + 6O2(g) → 6CO2 (g) + 6H2O(l)+ energia (ATP)
A maioria dos seres vivos realiza a chamada respiração aeróbica, usando o oxigênio disponível 
no ar. Contudo, há bactérias chamadas quimiossintetizantes que, por viverem em locais com baixa 
concentração de oxigênio e sem luz solar, desenvolveram a chamada respiração anaeróbica.
 Observação
O oxigênio da atmosfera terrestre, usado na respiração aeróbica, 
provém, em menor parte, das florestas, diferentemente do pensamento 
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da maioria das pessoas, que acreditam que as florestas são “o pulmão do 
mundo”. A maior parte desse gás vem da reação de fotossíntese realizada 
por milhares de algas microscópicas (fitoplâncton), que vivem nos rios e 
oceanos Índico, Atlântico, Pacífico, Ártico e Antártico (aproximadamente 
70% da Terra são cobertos por água).
Respirar é preciso para obter energia e se alimentar também. Assim, existem os animais heterótrofos, 
que se alimentam dos vegetais (herbívoros), os que comem outros animais (carnívoros), aqueles que 
podem tanto ser herbívoros como carnívoros (onívoros) e os decompositores (microrganismos, como 
bactérias e fungos, que degradam produtores e consumidores para obter energia após reação de 
respiração). Juntos, eles formam as cadeias alimentares. 
1.2.4 Cadeia alimentar
À transferência de matéria ou energia entre os seres vivos dá-se o nome de cadeia alimentar. 
Também chamada de cadeia trófica (throfos: “alimentação”) ou teia alimentar, ela abrange as relações 
alimentares entre os organismos, através das quais um organismo serve de alimento para outro. Cada 
nível deste processo é chamado de nível trófico e é iniciado sempre por um organismo produtor e 
encerrado por um decompositor.
Os produtores envolvem a maioria dos organismos que realizam fotossíntese, lembrando que 
também existem as bactérias quimiossintetizantes.
Os consumidores são os organismos que não produzem seu próprio alimento; assim, precisam se 
alimentar de outro ser vivo para obter energia. Podem ser primários, secundários e terciários, conforme 
se afastam dos produtores:
• Primários: são as espécies herbívoras, se alimentam dos produtores.
• Secundários e terciários: são os animais que se alimentam dos herbívoros, podem ser 
considerados carnívoros.
• Decompositores: organismos (fungos, bactérias e alguns protozoários) que se alimentam de seres 
vivos mortos para obter energia.
 
Planta Sapo
Gafanhoto
Decompositores
Consumidores
Produtor
Figura 4 – Ilustração da cadeia alimentar mostrando a interação entre os diversos organismos
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O equilíbrio entre as atividades humanas e da natureza para preservar a qualidade do meio ambiente 
é fundamental, mas nem todos pensam assim. A caça de animais herbívoros (como o cervo do pantanal) 
ou dos carnívoros (como a onça pintada), a destruição dos hábitats como manguezais e florestas, 
o incêndio criminoso nas matas, a poluição do solo e das águas por produtos químicos ou mesmo 
a introdução de espécies de interesse comercial em ecossistemas que não seus naturais são alguns 
exemplos de fatores que desequilibram a cadeia alimentar.
Vamos contar um caso real: sapos podem comer até 300 besouros por dia. Em Pernambuco, nos 
anos 1970, centenas de sapos foram caçados para que sua pele fosse exportada, provavelmente para 
acessórios de roupas, sapatos e bolsas (apesar de isso ser proibido). Houve, então, proliferação de insetos 
nas cidades, causando muito transtorno aos moradores, que não conseguiam dormir. Somente na cidade 
de Iati, 20 caminhões de besouros mortos foram recolhidos em três dias (BRANCO; ROCHA, 1980).
A figura a seguir resume as principais características de um ecossistema. Observe que tudo está 
interligado, o que é fundamental para o equilíbrio ecológico.
Fatores abióticos Fatores biólógicos
Substâncias inorgânicas: nitrogênio, água, gás 
carbônico, oxigênio e minerais. Substâncias orgânicas: proteínas, carboidratos, lipídios.
Fatores climáticos: temperatura, vento, luminosidade, 
pressão atmosférica, chuva e humidade.
 Produtores: organismos autótrofos, como vegetais e 
algas, que fazem fotossíntese.
 Consumidores: herbívoros e carnívoros.
Decompositores: bactérias e fungos, principalmente.
Figura 5 – Relações entre fatores abióticos e biológicos em um ecossistema
1.3 Relações entre os seres vivos ou associações biológicas
De maneira geral, todos os seres se relacionam entre si e com o meio onde vivem, e isso é fundamental 
para sua sobrevivência. Essas relações podem ser intraespecíficas, ou seja, ocorrer entre indivíduos da 
mesma espécie. É o que acontece, por exemplo, com macacos de um mesmo bando que procuram 
comida juntos e que se defendem de predadores. Contudo, também podem ser intraespecíficas, ou seja, 
se dar entre espécies diferentes. Bons exemplos desse segundo tipo seriam os peixes que vivem entre 
os tentáculos de uma anêmona (como no filme Procurando Nemo), certas aves que se alimentam de 
carrapatos no pelo do boi ou agricultores que interagemcom a plantação e com animais da fazenda.
Quando a relação é benéfica, é considerada harmônica: como as formigas que vivem em sociedade 
ou pessoas que cuidam de animais e de jardins. No caso de espécies diferentes convivendo juntas, em 
que ambas se beneficiam, há simbiose: é o que ocorre com líquens (associação de algas com fungos) 
encontrados sobre troncos de árvores e rochas e ilustrados na figura a seguir. Se há benefício somente 
para uma parte, trata-se de comensalismo (do latim comensal: “compartilha a mesa”). São exemplos 
disso o peixe chamado rêmora, que se fixa em tubarões e raias para aproveitar os restos de alimento, e 
os microrganismos (protozoários) que vivem no aparelho digestório de cupins e mamíferos herbívoros, 
como cabras, coelhos e vacas, auxiliando-os na digestão de celulose. 
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Figura 6 – Tronco de árvore coberto de liquens, 
 musgos e plantas trepadeiras
Pense em uma grande árvore frondosa cheia de frutos em um bosque e na variedade de organismos 
de diversas espécies que dela se beneficiam. Na copa, por exemplo, pode haver macacos que se alimentam 
dos frutos; nos troncos, insetos e aves que os comem; nas flores, insetos e aves que disseminam sementes. 
Pode haver ainda outras plantas, como orquídeas e cipós, denominadas epífitas, que dependem do 
tronco e/ou dos galhos para se fixar e obter luz.
As relações também podem ser o contrário das descritas até este ponto, quando acarretam 
prejuízo para a outra parte. Esse tipo de relação é chamada de desarmônica. Pode se dar através 
de canibalismo (um animal se alimenta de outro da mesma espécie) ou competição (disputa por 
alimento, território, tornar-se o líder do bando ou disputar a fêmea). Essas relações ocorrem entre 
indivíduos da mesma espécie ou de espécies diferentes. Vale citar também o parasitismo, no qual um 
organismo tira proveito do outro, prejudicando-o, tal como ocorre com vermes intestinais, fungos e 
bactérias patogênicas (que causam doenças). Na floresta, há plantas trepadeiras parasitas que chegam 
a matar a árvore hospedeira.
Observe que muito mais do que uma reação em cadeia, há uma complexa interação de vários 
organismos nos diferentes níveis tróficos, por isso o nome teia alimentar.
O quadro a seguir sintetiza o que explicamos até agora. O sinal de mais (+) indica que há ganho de 
energia, o sinal de menos (-), que há perda, e zero (0), que não há nem ganho nem perda. 
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Quadro 1 – Relações entre os seres vivos
Duas espécies reunidas Duas espécies diferentes
Competição – – 0 0
Mutualismo + + – –
Comensalismo + 0 – 0
Parasitismo + – – 0
Predatismo + – – 0
É importante entender como os animais e vegetais se relacionam entre si e com o meio onde vivem, 
incluindo a espécie humana, para compreender as consequências dos desequilíbrios ecológicos e como 
sanear o planeta.
 Observação
Biodegradação e biossíntese são processos inversos, em que os 
microrganismos são utilizados. Todo composto sintetizado por atividade 
biológica deve ser também decomposto biologicamente.
1.3.1 Pirâmides ecológicas
Segundo Odum (1977), pirâmides ecológicas são um tipo de esquema para analisar a maneira como os 
organismos se relacionam entre si na cadeia alimentar. Elas são desenhadas na forma geométrica de uma 
pirâmide na qual cada um dos níveis tróficos tem o tamanho proporcional à quantidade de organismos, 
matéria ou energia que o constitui. Podem ser divididas em pirâmides de número, massa e energia.
A pirâmide de número representa a quantidade de indivíduos em cada nível trófico. Por exemplo, 
uma floresta da Mata Atlântica tem 500 pés de palmito juçara (produtor), 300 capivaras que comem 
os frutos que caem no chão (consumidor primário) e 10 onças (consumidor secundário). Se houver um 
desequilíbrio ecológico causado pela ação dos “palmiteiros” (pessoas que derrubam árvores para extrair 
palmito), a pirâmide será invertida (conforme as figuras a seguir).
10 onças
300 capivaras
500 pés de palmito juçara
Figura 7 – Pirâmide de número mostrando que o número de indivíduos 
diminui a cada nível trófico, do produtor para o consumidor
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Consumidor secundário
Consumidor primário
Produtor
Figura 8 – Pirâmide invertida em função de algum desequilíbrio ecológico
A pirâmide de massa ou de biomassa representa a quantidade de matéria orgânica presente no 
corpo dos organismos em cada nível trófico. Por exemplo, em um riacho, supomos que existam 10.000 kg de 
fitoplâncton, 5.000 kg de larvas de insetos, 3.000 kg de peixes pequenos, como o lambari, e 1.000 kg de peixes 
maiores, como a traíra (UIEDA, 2000). Se esse riacho em questão for poluído, seja pelo lançamento de esgoto 
sem tratamento, seja pelo despejo de lixo doméstico, haverá severas alterações na base da cadeia alimentar e a 
pirâmide ficará invertida, conforme mostram as figuras a seguir.
1.000 kg de peixes maiores, como a traíra
3.000 kg de peixes pequenos, como o lambari
5.000 kg de larvas de insetos
10.000 kg de fitoplâncton
Figura 9 – Pirâmide de massa ou de biomassa: representa a quantidade de 
matéria orgânica presente no corpo dos organismos em cada nível trófico
Consumidor secundário e terciário
Consumidor primário
Produtor
Figura 10 – Pirâmide de massa ou de biomassa invertida
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A pirâmide de energia é mais complexa do que as anteriores, pois indica a quantidade de energia 
que perpassa os diferentes níveis da cadeia alimentar (a qual vai diminuindo à medida que sobe para o 
topo da pirâmide). Na base, em que estão os vegetais, a energia é absorvida pela luz solar; nos demais 
patamares, é obtida pelo alimento orgânico. 
É a única das três pirâmides que não pode ser invertida, porque parte da energia foi consumida pelos 
animais (incorporada) e outra parte foi liberada na forma de calor – e, portanto, não pode ser reutilizada.
Tecidos humanos
8,3 . 103 cal
Bezerro 1,19 . 106 cal
Alfafa 1,49 . 107 cal
Figura 11 – Pirâmide de energia
 Observação
Os decompositores não são representados nas pirâmides porque participam 
de todos os níveis tróficos (ou degraus da pirâmide), uma vez que, para 
decompor a matéria orgânica, se alimentam de produtores e consumidores.
2 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 
De acordo com Branco e Rocha (1980), a fonte primária de energia está disponível em grande 
quantidade na natureza, porém são limitados os elementos necessários à síntese orgânica e às 
transformações energéticas ao longo da teia alimentar. 
Os ciclos biogeoquímicos existem para que ocorra a troca recíproca e contínua de elementos químicos 
(BRANCO; ROCHA, 1980) entre o meio biológico e o meio físico. No processo de fotossíntese, a planta 
absorve luz do sol, minerais (como carbono, fósforo, nitrogênio) e água do solo para produzir oxigênio, 
glicose e energia para ela própria. Alimentando-se das plantas, os animais obtêm, além dos minerais 
citados, vitaminas, carboidratos, lipídeos e proteínas. Ao morrerem, seus corpos são transformados em 
nutrientes e gases que retornam à fonte. 
Exemplo de aplicação
Você faz parte dos ciclos mencionados. Crie um exemplo de ciclo do qual você faça parte.
É importante estudar os ciclos biogeoquímicos, pois tanto fenômenos naturais, como fortes chuvas, 
quanto aqueles provocados pela ação humana, como o rompimento de barragem de mineração ou 
o vazamento de produto químico de uma indústria, interferem nestes ciclos, geram desequilíbriosecológicos e causam danos à sociedade. 
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Exemplo de aplicação
Deve-se compreender como é possível contribuir para a manutenção dos recursos naturais. Já parou 
para pensar como a água tem importância nas nossas vidas? Ela é usada para fins domésticos (cozinhar, 
beber, fazer a higiene), agropecuários e industriais. Tanto a preservação das nascentes e da vegetação 
nativa como o sistema de coleta e tratamento de esgoto adequado são essenciais para a manutenção do 
seu ciclo. Você se lembra de outro exemplo em que a água é usada ou não é preservada?
2.1 Ciclo da energia
Você já deve ter ouvido a frase: “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. Ela 
foi dita por Lavoisier, um cientista francês do século XVIII. Na natureza, há vários ciclos, tais como o 
da água, o do carbono, o do nitrogênio e o do fósforo. Estão todos relacionados entre si e ocorrem 
simultaneamente, há milhares de anos, em acordo com as pirâmides alimentares, também chamadas de 
tróficas, das quais já falamos. Em todos esses ciclos há fluxo de energia. 
A maior fonte de energia para a Terra é a luz solar, que é aproveitada pelas plantas e algas pelo 
processo de fotossíntese, é absorvida pelo solo, pelo asfalto, e pelas camadas superficiais das águas 
continentais, marinhas e oceânicas. Como se fosse pouco, ainda pode ser aproveitada para a geração de 
energia solar, uma fonte alternativa para uso de energia elétrica e dos combustíveis fósseis. 
Anteriormente explicamos a pirâmide energética e como a quantidade de energia diminui à medida 
que sobe para o topo. Podemos, então, nos perguntar: a energia se perde ou é transformada? 
A energia absorvida pelos vegetais e depois pelos demais seres vivos, por via de alimento, água ou pela 
própria exposição ao sol, também chamada de biomassa, é utilizada pelos organismos para respiração, 
alimentação, reprodução etc. (conforme figura a seguir). E, como nada se perde, ela retorna à natureza pelo 
processo da respiração, da transpiração, da decomposição etc. 
Energia do sol
A matéria flui 
obedecendo a 
um ciclo
O fluxo unidirecional 
da energia e o fluxo 
cíclico da matéria
A energia flui 
dos produtores 
para os 
consumidores
Ecossistema
Figura 12 – Desenho ilustrando que a energia absorvida pelos vegetais passa para os demais seres 
vivos e, depois que morrem, volta para a terra por ação dos decompositores, formando um ciclo
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2.2 Ciclo da água
O corpo humano é formado por aproximadamente 70% de água. O planeta também. Oceanos, 
rios, lagos, lagoas, açudes e represas formam os reservatórios de água que os olhos veem, porém, há 
grande quantidade de água na forma de gelo, nos polos Norte e Sul, e na litosfera, a qual armazena, 
segundo Branco e Rocha (1980), cerca de 20 vezes mais água do que a dos reservatórios da superfície. 
A litosfera (parte sólida da Terra) pode apresentar, em algumas regiões, coleções de aguas subterrâneas, 
provenientes principalmente da chuva que percola (se infiltra) no solo e alcança grande profundidade. 
Esse reservatório subterrâneo é denominado aquífero.
 Saiba mais
A música “Planeta água”, de Guilherme Arantes, aborda o ciclo da 
água. Ouça:
ARANTES, G. Planeta água. Intérprete: Guilherme Arantes. In: 
GUILHERME ARANTES. O Amanhã. São Paulo: Elektra, 1981. 1 CD. Faixa 6.
As camadas líquidas evaporam por ação da temperatura, por efeito da radiação do sol, formando 
umidade que se condensa ao entrar em contato com as camadas mais altas e mais frias da atmosfera, 
formando as nuvens e as chuvas (precipitação). Ao cair no solo, se a água for absorvida, ocorrerá 
infiltração e espalhamento para camadas interiores do lençol freático (camada subterrânea superficial) 
e para os aquíferos, de grande importância para a manutenção dos ecossistemas terrestres, para a 
agricultura. A água retirada de poços artesianos tem essa origem.
Na natureza, a porção de água da chuva que não foi absorvida escoa pela superfície do solo em 
direção aos rios, lagos, lagoas, represas de abastecimento de água, açudes, represas hidrelétricas etc., 
sendo de fundamental importância para a preservação dos mananciais, pantanais e manguezais. No 
entanto, em áreas onde a superfície do solo estiver sem cobertura vegetal, que é a responsável por 
formar uma barreira natural “ao rolamento livre da água”, como citam os professores Branco e Rocha 
(1980), ocorrerão fenômenos como erosão e enchentes. Essa ausência de cobertura vegetal pode se dar 
através do desmatamento ou da impermeabilização do solo. O primeiro pode ser causado por ação das 
madeireiras, mineradoras, grandes fazendas agropecuárias etc.; o segundo é fruto do uso de asfalto e 
cimento empregados na construção de rodovias e pavimentação das áreas urbanas.
Outro importante papel da cobertura vegetal do solo é a evapotranspiração. Parte da água 
que se infiltrou no solo é absorvida pelas raízes das árvores e liberada à atmosfera pelo processo de 
transpiração das folhas – a chamada evapotranspiração. Sendo assim, a cobertura vegetal possui grande 
relevância inclusive para a manutenção da umidade atmosférica, a formação das chuvas e a regulação 
da temperatura (conforme as duas figuras a seguir).
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Transpiração
Precipitação
Evaporação
Evaporação
Precipitação
Lençol freático
Aquífero
Mar
Figura 13 – Ciclo da água com demonstração do percurso dos átomos da água: saindo da 
hidrosfera, passando para a atmosfera e depois para a litosfera, fechando o ciclo 
 Saiba mais
Você já ouviu falar do aquífero Guarani? É tão importante que até outros 
países já se interessaram por ele. Leia mais sobre o assunto consultando: 
BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Aquífero Guarani. [s.d.]. Disponível em: 
<http://www.mma.gov.br/informma/item/8617-aqu%C3%ADfero-guarani>. 
Acesso em: 5 fev. 2019.
Aquífero
Alter do Chão
Aquífero
Guarani
Figura 14 – Mapa do Brasil mostrando onde estão localizados os dois principais aquíferos do País
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SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL
Você já deve ter percebido que, nos dias mais quentes, a temperatura de certos bairros no centro da 
cidade, onde há poucas árvores, fica muito mais elevada do que nos bairros mais próximo dos parques. 
Já deve ter notado também que quando caem fortes chuvas nas grandes cidades, ocorrem sérios 
problemas de alagamento. 
Se coletarmos e tratarmos adequadamente a água que captamos dos mananciais e do lençol freático, 
contribuiremos para manter ativo o ciclo da água. Porém, o que tem ocorrido é que coletamos água 
limpa e devolvemos água suja, ou seja, esgotos domésticos e industriais.
2.3 Ciclo do carbono
Disponível em grande quantidade na atmosfera, na forma de gás carbônico (CO2), o gás carbono é 
absorvido pelos vegetais pelo processo da fotossíntese e é devolvido na forma de oxigênio (O2) para a 
atmosfera e a hidrosfera. A maioria dos seres vivos, então, o absorve durante a inspiração e o devolve 
no momento da expiração. 
Exemplo de aplicação
Na inspiração, o ar “entra” (principalmente oxigênio) no nosso corpo pelo nariz ou boca, na expiração, 
o ar “sai” (principalmente gás carbônico) dos pulmões e caminha para a boca ou nariz. 
Que tal pensar um pouco nisso enquanto você respira? Sinta o ar entrar e sair. Coloque a mão perto 
da boca e verifique a temperatura do ar exalado. Sai frio ou quente? 
Sai quente, pois fica um certo tempo em seus pulmões (que estão na temperatura de 36,5 ºC),mas, 
caso você assopre esse “ar” (faça um “biquinho” e assopre), o sopro sairá mais frio porque perde calor 
com a velocidade de saída.
As erupções vulcânicas e as queimadas das florestas contribuem com a emissão de grandes 
quantidades de carbono para a atmosfera. O carbono existente nos corpos dos vegetais, animais 
e humanos, é claro, volta à natureza depois de mortos pelo processo de decomposição, e isso vem 
acontecendo há mais de 15 mil anos. Assim é que foram formados os combustíveis fósseis existentes 
nas camadas do subsolo terrestre e marinho, explorados principalmente pelas companhias de carvão 
mineral e de petróleo, 
 Observação
Os combustíveis fósseis são considerados um recurso energético não 
renovável pois demoram muitos anos para serem biossintetizados. 
O carbono também está presente no gás metano (CH4), formado a partir da queima de combustíveis 
pelos veículos, da decomposição do lixo orgânico e do esterco, do esgoto doméstico e da atividade 
pecuária e industrial (conforme ilustra a figura a seguir). 
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Unidade I
CO2
Respiração
Fotossíntese
Fotossíntese
Respiração
Respiração
Fermentação
Decompositores
Queimadas
Vulcões Combustiveis
fósseis
Combustiveis fósseis
(petróleo e carvão)
Figura 15 – Ciclo do carbono mostrando o percurso do átomo do carbono 
 circulando pela litosfera, atmosfera e hidrosfera constantemente
A redução da cobertura vegetal, somada à maior liberação do gás carbônico e do metano, tem 
contribuído para o aumento da temperatura das cidades e para a formação do efeito estufa.
2.4 Ciclo do nitrogênio 
O maior reservatório de nitrogênio do planeta é constituído pelo ar atmosférico, mas está presente 
nas células dos vegetais e animais. Quando morrem, as bactérias saprófitas e várias espécies de fungos 
desnitrificantes decompõem os nitratos e liberam nitrogênio para o ar. O nitrato – ou nitrogênio 
inorgânico – é o mais usado como nutriente pelas plantas, dando continuidade ao ciclo. 
Grupos de bactérias e fungos que vivem no solo utilizam as proteínas e os aminoácidos como fonte 
para suas próprias proteínas e liberam o excesso de nitrogênio sob a forma de amônio (NH4+). Esse 
processo é denominado amonificação. Na sequência, bactérias nitrificantes quimiossintéticas, como as 
do grupo Nitrosomonas, comumente encontradas nos solos, são capazes de oxidar a amônia ou amônio, 
com formação de nitritos e nitratos, processo este denominado nitrificação. Você já deve ter percebido 
aquele cheiro típico de terra molhada depois da chuva? Está relacionado com a ação dessas bactérias 
(conforme mostra a figura a seguir).
N2 da atmosfera
Descargas 
elétricas
Fix
aç
ão
 b
io
ló
gi
ca Fixação biológica
Excreção animal e 
morte de animais e 
vegetais
Bactérias 
desnitrificantes
Fixação por bactérias
do solo e dos nódulos 
de leguminosas
Fertilizantes 
agrícolas
Cianobactéria
Decomposição
Nutriç
ão
NO-3 NO-3
NO-3
NH3
NO-2
De
sni
tri
fic
aç
ão
Fixação 
industrial
(fábrica de 
adubos)
Figura 16 – Ciclo do nitrogênio: o átomo de nitrogênio circula pela litosfera, hidrosfera e atmosfera
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O nitrogênio, o fósforo e o potássio são de fundamental importância para o crescimento vegetal. 
Fenômenos naturais e os provocados pela ação humana, como erosão, queimadas, lixiviação e 
monocultura, contribuem para a perda desses nutrientes, interrompendo este ciclo e afetando o meio 
ambiente. Por isso, são comumente adicionados como fertilizantes ao solo das plantações, sob a forma 
orgânica ou inorgânica. 
2.5 Ciclo do oxigênio
O oxigênio (O2) produzido pelo reino vegetal é absorvido pela maioria dos seres vivos e devolvido à 
atmosfera e à hidrosfera na forma de gás carbônico (CO2), que as plantas e as algas absorvem; assim, 
o ciclo continua. No entanto, vale lembrar que a queima de combustíveis fósseis, como a gasolina e o 
diesel, tanto quanto os incêndios florestais, adicionam quantidades excessivas de gás carbônico ao meio 
ambiente, prejudicando o ciclo (conforme figura a seguir). 
O2
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se Respiração
Com
bustão
Animais Vegetais Combustão
Figura 17 – Ciclo do oxigênio originado pelos vegetais pelo processo de fotossíntese, 
sendo absorvido pelos próprios vegetais e animais pela respiração
 Lembrete
Os incêndios podem gerar alterações graves em vários ecossistemas, 
além de afetar vários ciclos biogeoquímicos estudados neste livro. Causados 
na sua maioria pela ação humana, podem ocasionar inúmeros problemas 
ambientais, destruindo a vida animal e vegetal, inclusive gerando prejuízos 
socioeconômicos e à saúde de muitas pessoas. Lembre-se do que já 
estudamos sobre a estreita relação entre os ciclos biogeoquímicos e a 
preservação das florestas para o equilíbrio ecológico do planeta!
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3 ECOSSISTEMAS TERRESTRES E AQUÁTICOS
3.1 Principais ecossistemas do mundo 
Já falamos do conceito de ecossistemas: conjunto de fatores abióticos (luz, temperatura, umidade, 
nutrientes, salinidade etc.) e bióticos (característicos dos seres vivos) que se relacionam entre si. Graças a 
estes fatores é grande a biodiversidade nas diferentes regiões do planeta Terra nas quais são encontradas 
diferentes espécies da fauna e da flora, algumas tão especialmente adaptadas que dificilmente 
sobreviveriam em outro local. 
Quadro 2 – Principais ecossistemas do mundo 
 Ecossistemas 
terrestres
Onde
se localiza Fatores abióticos Fator biótico: flora Fator biótico: fauna
Florestas tropicais
Entre os Trópicos 
de Câncer e de 
Capricórnio
Clima muito quente 
e úmido, grande 
incidência de luz solar
Árvores muito grandes, 
copas unidas entre si, 
grande diversidade de 
vegetais
Grande diversidade de 
animais de diferentes 
tamanhos
Florestas temperadas
América do Norte, 
Ásia Oriental, Europa 
Ocidental, África do 
Sul, Austrália e Nova 
Zelândia
Clima mais frio e 
menor incidência de 
luz solar do que nas 
florestas tropicais
Árvores decíduas com 
folhas caducas 
(caem no inverno)
Menor diversidade 
de animais que nas 
florestas tropicais 
Taiga ou floresta de 
pinheiros 
Sibéria, norte da 
Rússia e sul do 
Canadá
Clima frio, moderada 
incidência de luz solar, 
pouca disponibilidade 
de água (congelada)
Predominância de 
pinheiros com copas 
em forma de cone 
(coníferas), resistentes 
ao frio e à neve
Menor diversidade de 
animais do que nas 
florestas tropicais
Savanas África
Clima quente e seco, 
muita incidência 
de luz, pouca 
disponibilidade de 
água no período seco
Predominância de 
plantas herbáceas, 
arbustos e árvores 
de pequeno porte 
espalhadas.
Grande diversidade de 
animais de diferentes 
tamanhos, destacando 
os grandes mamíferos 
terrestres
Tundra Polo Norte e Sul do Ártico
Clima frio, pouca 
incidência de luz, 
pouca disponibilidade 
de água
Musgos, líquens e 
pequenas plantas
Pouca diversidade 
de animais. Maior 
necessidade de 
adaptação
Deserto África e América (México e Chile)
Clima seco, grandes 
amplitudes de 
temperatura entre 
o dia e a noite, 
pouca disponibilidade 
de água
Vegetação pouco 
desenvolvida e pouco 
variada, bem-adaptada, 
como os cactos
Menor diversidade 
de espécies. Maior 
necessidade de 
adaptação
Ecossistemas 
aquáticos: águas 
continentais, 
estuarinas, marinhas e 
oceânicas
Todas as regiões do 
planeta
Exposto a diferentes 
condições de 
temperatura, 
salinidade e incidência 
solar
Predominância de 
algas microscópicas 
(fitoplâncton). Possui 
grande diversidade de 
algas e plantas aquáticas
Abriga inúmera 
quantidade e 
variedadede animais, 
do minúsculo 
zooplâncton às 
enormes baleias
Adaptado de: Cain, Bowman e Hacker (2010).
As figuras a seguir ilustram paisagens típicas dos ecossistemas mencionados no quadro anterior:
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Figura 18 – Floresta tropical da Mata Atlântica
Figura 19 – Floresta temperada
Figura 20 – Taiga ou floresta de coníferas
Figura 21 – Savanas
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Figura 22 – Tundra
Figura 23 – Deserto
3.1.1 Ambiente aquático
Em nosso percurso de estudos, é fundamental abordar mais informações sobre as características dos 
ambientes aquáticos, afinal, as primeiras formas de vida tiveram origem nos oceanos primitivos, a água 
é essencial aos seres vivos e muitas doenças estão associadas à poluição das águas. 
As camadas de água estão distribuídas no planeta Terra de acordo com o que mostra o quadro a seguir:
Quadro 3 – Distribuição das camadas de água no planeta
Camadas de água Disponibilidade
97,5% da água existente no 
mundo é salgada e salobra.
Devido ao alto teor de sal, necessita de recursos tecnológicos para 
dessalinização para ser empregada na agricultura ou usada pelas pessoas. 
2,5% da água do planeta é doce.
Cerca de 1% está disponível nos rios, lagos, lagoas e represas.
– 30% são águas subterrâneas (armazenadas em aquíferos); 
– 69% se encontram congelados nos polos.
Fonte: ANA ([s.d.]a).
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Águas de lagoas naturais, como a Rodrigo de Freitas e de Araruama, no Rio de Janeiro, de lagos 
artificiais, como o de Itaipu, no Paraná, ou de Paranoá, em Brasília, de represas, como a Billings e 
a Guarapiranga, ambas em São Paulo, tendem a ser mais lentas ou lênticas, como denominam os 
cientistas, quando comparadas com as velozes águas de rios e riachos chamadas lóticas, como a do 
Rio do Peixe, em Socorro, e do rio Jacaré, em Brotas, ambas cidades do interior de São Paulo. 
Pântanos e brejos são áreas pobres em oxigênio e nas quais o solo fica alagado constantemente 
por água doce, diferentemente dos manguezais, que recebem a água doce dos rios e a salgada do mar, 
compondo-se, assim, de água salobra.
Algumas propriedades da água devem ser conhecidas:
• peso específico: a água pesa cerca de 775 vezes mais que o ar;
• viscosidade: resistência que o meio oferece ao deslocamento ou atrito dos corpos em suspensão;
• tensão superficial: as ligações entre as moléculas de água formam uma película na superfície. 
Deve-se a isso a possibilidade que pequenos insetos têm, por serem bem leves, de se locomoverem 
sobre a água sem afundar;
• calor e temperatura: de acordo com condições da temperatura, a água pode ser encontrada na 
forma líquida (rios e mares), sólida (geleiras e icebergs) e de vapor (quando aquecida). Possui alto 
ponto de ebulição (ferve a 100 °C).
 Saiba mais
Limnologia é a ciência que estuda as comunidades dos lagos, rios, 
reservatórios e também da região costeira em relação aos parâmetros 
abióticos e bióticos. Oferece várias oportunidades de trabalho e de pesquisa 
sobre usos de lagos e reservatórios, estrutura e função dos ecossistemas 
aquáticos, monitoramento e controle da qualidade, recuperação ambiental, 
principalmente em ambientes onde ocorre a eutrofização (entrada excessiva 
de nutrientes no meio aquático). Para mais informações sobre esse assunto, 
acesse o portal do Instituto Biológico da Universidade de São Paulo: 
POMPÊO, M. Limnologia. Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo, 
[s.d.]. Disponível em: <http://ecologia.ib.usp.br/portal/index.php?option=com_co
ntent&view=article&id=114&Itemid=383>. Acesso em: 5 fev. 2019.
3.1.2 Ecossistemas e comunidades marinhas
Diversos fatores são importantes para a distribuição e a sobrevivência dos organismos de diferentes 
formas e tamanhos nos ambientes aquáticos. A seguir mencionamos os principais fatores abióticos:
• Correntes marinhas: a circulação de água do mar influenciada pelo movimento de rotação da 
Terra. Próximo às zonas costeiras, sua velocidade e direção é influenciada pelo movimento das 
marés, pela desembocadura de rios, pelas diferenças de profundidade e pela presença de baías e 
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canais. Nas áreas tropicais, as águas se movimentam nas camadas superficiais, nas áreas polares, 
no fundo do mar.
• Termoclina: normalmente a água é mais quente na superfície, onde há influência do sol, e vai 
esfriando conforme vai ficando mais fundo. A interface que as separa é denominada termoclina, 
e é invisível aos nossos olhos. Isso ocorre devido à movimentação das marés, dos ventos e da 
circulação oceânica, motivada pelo movimento de rotação da Terra. Tem grande importância 
para a reciclagem de nutrientes. Você talvez já tenha percebido esse fenômeno se alguma vez 
aconteceu de estar tomando banho de mar e perceber que de repente a temperatura da água, até 
então agradável, ficou mais fria.
• Ressurgência: quando as correntes do fundo vêm das áreas oceânicas mais distantes e se 
aproximam da costa, ou da plataforma continental, há um choque com essa barreira geográfica. 
Então elas sobem para a superfície, trazendo consigo nutrientes como nitrogênio e potássio, 
essenciais para as algas, além de larvas e ovos que alimentam peixes e aves, bem como mamíferos 
marinhos. De forma geral, traz um grande benefício para toda a teia alimentar. Não é um fenômeno 
muito comum, mas pode ser verificado em alguns locais; no Brasil, ocorre em Cabo Frio (RJ) e na 
América do Sul, no litoral do Peru – uma das regiões mais piscosas do mundo, como os incas já 
bem sabiam, muitos séculos atrás. Em função disso, há grande concentração de aves marinhas 
que fazem seus ninhos em ilhas rochosas, e lá deixam seus excrementos, chamados de “guano” e 
tão explorados pela indústria de fertilizantes que acabaram se tornando proibidos.
 Observação
Já aconteceu de você ir para a praia, colocar as cadeiras e o guarda-sol 
cerca de 50 metros do mar, e momentos depois as ondas lhe alcançarem? 
Se você já viu isso, já presenciou a subida das marés.
• Marés: são o resultado da força de atração gravitacional exercida pelo Sol e pela Lua sobre as 
águas da Terra, provocando a elevação (maré alta) quando a força da gravidade atrai as massas 
de água, e o inverso (ou recuo – maré baixa), em média seis vezes ao dia, sendo maior na lua 
cheia e nova e menor nas minguante e crescente. Quanto mais perto da linha do Equador, como 
no Maranhão, por exemplo, maior a amplitude, que pode ser de até 10 m. Essa movimentação é 
muito importante para a vida marinha. Há animais, como ostras e mexilhões, que vivem fixados 
nas pedras e obtêm seu alimento filtrando a água do mar. Eles desenvolveram a capacidade de 
fechar suas conchas quando a maré é baixa, retendo umidade até voltar a subir. Outros filtradores 
vivem enterrados na areia, na beira da água, como o berbigão e o corrupto. Quando o mar recua, 
eles se enterram.
• Gases: a maioria dos gases atmosféricos, tais como oxigênio, nitrogênio, amônia e dióxido de 
carbono, estão dissolvidos nos oceanos. Você já sabe que o oxigênio é resultado da atividade de 
fotossíntese das algas, liberando o CO2, que é absorvido por elas. Contudo, talvez não saiba que 
esse gás reage com o cálcio, também dissolvido, formando o carbonato de cálcio, que é essencial 
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para os moluscos formaremsuas conchas, para os crustáceos (como lagostas e caranguejos) 
fazerem suas carapaças e para a formação dos recifes de corais. 
• Salinidade: os animais marinhos possuem adaptações especiais para sobreviver em ambientes 
de grande, baixa ou média salinidade. Peixes e outros animais existentes nos estuários possuem 
adaptações especiais para viver em águas salobras, nas quais há mistura das águas dos rios e das 
marés, entretanto, se peixes típicos de água doce forem colocados em tanques de água marinha, 
poderão morrer. Essa reação é devida ao fenômeno chamado osmose.
• Osmose: a osmose é a passagem da água de um meio menos concentrado (com menos soluto ou 
sais) para um mais concentrado. A solução mais concentrada tende a “puxar” a água da solução 
menos concentrada para chegar a um equilíbrio. Se comparada com o sangue, a água do mar 
possui quantidade de sal muito maior (solução hipertônica) que a quantidade existente no sangue 
(hipotônica). Assim é gerada a pressão osmótica.
Meio hipertônico
(mais soluto)
Meio hiportônico
(menos soluto)
Água
Figura 24 
 Observação
Para retirar o sal da água do mar e torná-la potável, deve-se submetê-la 
à pressão maior do que a osmótica e, dessa forma, a água passará por uma 
membrana semipermeável para o local de menor ou nenhum sal, podendo 
ser consumida.
Pressão mecânica (P)
Água
potável
Água
salgada
H2O
H2O
Figura 25 – Osmose
 Observação
Se banhistas ou náufragos beberem água salgada passarão mal? Sim, 
se ingerida em grande quantidade. O excesso de sal não tem como ser 
eliminado pelo organismo humano, e causa prejuízo primeiramente aos 
rins e depois aos intestinos, ocasionando desidratação e diarreia, e podendo 
levar a óbito.
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• Luminosidade, temperatura e profundidade: quanto maior a incidência da luz solar, maior 
a temperatura e maior a biodiversidade. Na camada que se estende até aproximadamente 
40 metros de profundidade, está o plâncton. Até cerca de 200 metros, está a maior diversidade 
de animais. Mais fundo, onde é mais escuro e frio, há menos alimento disponível e a pressão 
hidrostática é maior (peso da atmosfera sobre a superfície marinha), o que contribui para limitar 
o número de espécies.
Em função destes, entre outros fatores, os organismos aquáticos são assim distribuídos, conforme as 
adaptações que desenvolveram, seja no ambiente marinho, seja no de água doce: plâncton, néctar, bentos.
plâncton
nécton
bentos
Figura 26
O plâncton engloba os organismos microscópicos que flutuam ou nadam lentamente pela ação das 
correntes de superfície. É formado por fitoplâncton (ou microalgas, como diatomáceas e dinoflagelados) 
e zooplâncton (constituído, em sua maioria, por larvas de peixes e de outros animais).
Figura 27 – Organismos planctônicos que flutuam ou nadam pela ação das correntes de superfície
O nécton abrange animais de diferentes tamanhos e formatos, que desenvolveram capacidade de 
nadar, mergulhar e subir à superfície, como lulas, golfinhos, baleias, tubarões, raias, atuns e tartarugas.
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SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL
Figura 28 – Organismos nectônicos, que podem mergulhar e subir à superfície
São chamados de bentos os animais que permanecem submersos e diretamente em contato com o 
fundo ou substrato. Entre eles há esponjas e crustáceos que vivem fixados em rochas, estrelas e ouriços 
que se locomovem na areia, sobre as rochas, e os peixes que deles se alimentam, assim como polvos, 
lagostas, garoupas e algumas espécies de tubarão, que vivem em tocas, raias e outros peixes, como o 
linguado, que preferem viver enterrados na areia. 
Figura 29 – Organismos bentônicos que vivem submersos 
em contato com o fundo ou substrato: raia e corais 
Em ambientes de água doce, como lagos, lagoas e reservatórios, essa classificação também é empregada.
De acordo com o meio de locomoção e a profundidade, os seres marítimos estão distribuídos em 
quatro zonas:
• Litorânea: perto da costa, abrange a região entre os limites das marés, podendo ficar coberta 
na maré cheia e exposta na maré vazante. Apresenta grande biodiversidade, incluindo os 
organismos bentônicos.
• Nerítica: mais distante da costa, se estende até 200 m de profundidade, sobre a plataforma 
continental, ainda sob influência da luz solar, possui grande biodiversidade, com predominância 
de animais de maior porte, incluindo os organismos bentônicos.
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Unidade I
• Oceânica: mais afastada e mais profunda, é compreendida entre 200 m a 2.000 m e 3.000 m de 
profundidade. Não recebe incidência de luz solar e apresenta menor diversidade de seres e peixes 
de menor porte.
• Abissal: zona mais profunda, se dá entre 3.000 m e 11.000 m de profundidade. Como há 
ausência de luz, os peixes, caranguejos e camarões que nela vivem são praticamente cegos. As 
temperaturas são muito baixas, e é grande a pressão hidrosférica (ao contrário da pressão de 
grandes altitudes), assim os peixes que nela vivem não possuem bexiga natatória (em peixes das 
três camadas anteriores, essa bexiga é preenchida com ar e isso ajuda sua flutuação). Há também 
peixes bioluminescentes, que desenvolveram a capacidade de gerar sua própria luz (similar aos 
vagalumes) para atrair presas e parceiros para se reproduzir. Lulas gigantes e baleias cachalotes 
também habitam esta região.
0 m
200 m
2.000 m
6.000 m
Zona pelágica
Zona batial
Zona
abissal
Plataforma
continental
Talude
continental
Zona nerítica
Figura 30 – Distribuição dos organismos marinhos na zona costeira
3.1.3 Manguezal
Os manguezais são considerados o berçário da vida marinha. Basicamente, isso se deve a três motivos:
• Estão localizados em áreas calmas, abrigadas de ventos e fortes ondas, nas quais ocorre o encontro 
das águas dos rios com o mar, como baías, enseadas, desembocaduras de rios e lagunas.
• Estão situados em regiões tropicais e subtropicais, nas quais a temperatura da água é favorável ao 
acasalamento, à reprodução, ao crescimento e à alimentação de diversos animais.
• Recebem aporte de nutrientes dos rios e das marés, além daqueles formados no próprio ambiente, 
o que atrai representantes de vários elos da cadeia alimentar.
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SANEAMENTO E ANÁLISE AMBIENTAL
Os manguezais estão presentes na Ásia, na África, na América Central e Latina até o litoral do 
Peru. No Brasil, podem ser encontrados desde Laguna, em Santa Catarina, até o Oiapoque, no Amapá, 
incluindo o arquipélago de Fernando de Noronha. 
O nome “manguezal” se refere ao ambiente onde crescem as árvores chamadas de “mangue”, 
tipicamente adaptadas à salinidade, ao solo instável (lodoso, na maioria das vezes), à baixa 
concentração de oxigênio e à ação das ondas (geradas principalmente pelos barcos). As três 
principais são:
• Mangue vermelho ou sapateiro (Rhizophora mangle): possui raízes de escora, que saem do seu 
tronco e chegam a até mais de um metro de altura. Libera sementes chamadas de propágulos, 
parecidas com um lápis verde.
• Mangue preto ou siriúba (Avicennia sp): possui raízes radiais e pneumatóforos, isto é, raízes que 
crescem ao redor da árvore no sentido vertical, saindo do solo em direção ascendente, para melhor 
absorver oxigênio. Suas sementes lembram castanhas amarronzadas.
• Mangue branco ou tinteira (Laguncularia racemosa): tem raízes do tipo radial, semelhante à da 
siriúba, mas em menor número. Suas sementes são pequenas, verdes, pontudas nas extremidades. 
Figura 31 – Manguezal da Baixada Santista (SP), no qual