Aula 5 da disciplina Oc. Química de Estuários - UFPA (2012)

1. AULA 5
OCEANOGRAFIA QUÍMICA DE ESTUÁRIOS
Estag. Doc.: Camila C. Santos - santos.camilac@gmail.com
Profa.: Susy E. M. Gouveia

2. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
 O nitrogênio é um elemento biolimitante, ou seja, apresenta
um papel fundamental no controle da produtividade
biológica;
 A química do nitrogênio em ambientes aquáticos e nos
sedimentos é controlada por reações redox intermediadas
por pequenos organismos;

3. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
 As espécies de N mais abundantes que ocorrem
naturalmente no ambiente aquático estão listadas na tabela
abaixo:

4. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS

5. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
 A atividade humana duplicou a quantidade de nitrogênio no
ciclo do N através principalmente de fertilizantes;
 Significativa quantidade do excesso de nitrogênio é
transportado para os rios na forma de nitrato conduzindo a
eutrofização;
 A habilidade dos estuários para sequestrar o nitrogênio tem
sido investigada como solução para o problema da poluição por
nitrogênio;
 Os processos anaeróbicos de desnitrificação é particularmente
importante nesse sentido.

6. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS

7. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
Mineralização do N
 Esse processo se refere a uma série de transformações
biológicas que converte nitrogênio originalmente orgânico em
amônio como resultado da decomposição e degradação da
matéria orgânica. Esse processo ocorre em condições aeróbicas
e anaeróbicas e é frequentemente chamado de amonificação.
NH2CONH2 + H2O → 2NH3 +CO2
NH3 + H2O → NH4 + + OH-

8. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
Transformações do NH4+ :
1. Absorção por organismos anaeróbicos e conversão de volta à
matéria orgânica;
2. Conversão em NH3 - diante de condições de alto pH (>8) – e
possível liberação para a atmosfera através de sua volatilização;
3. Imobilização através de trocas iônicas com as partículas de solos
carregados negativamente;

9. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
4. Nitrificação, caso exista condições aeróbicas
NH4+ + 3O2 → 2NO2 + 4 H+ + energia
2NO2 + O2 → 2NO3 + energia
*A nitrificação também pode ocorrer na rizosfera oxidada
das plantas.

10. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
Desnitrificação
 O NO3- , como um íon negativo não esta sujeito a imobilização
por partículas de solo carregadas negativamente, assim ele se
torna muito mais móvel em solução;
 Se ele não for assimilado imediatamente por plantas ou
micróbios ou perdido pelo fluxo de águas subterrâneas, ele
pode sofrer redução;
 Nesse processo o N não é assimilado pela célula biológica.

11. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
 A denitrificação é desenvolvida por bactérias em
condições anaeróbicas onde o nitrato atua como receptor
de elétrons;
 O resultado é a perda do nitrogênio na forma de óxido
nitroso gasoso e nitrogênio molecular.
C6H12O6 + 4NO3 → 6CO2 + 6H2O + 2N2

12. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
Fixação do Nitrogênio
 A fixação do nitrogênio resulta na conversão de N2 para
nitrogênio orgânico através da atividade de certos organismos
(bactérias aeróbicas e cianobactérias) na presença da enzima
nitrogenase;
 Pode ser a fonte de significante quantidade de nitrogênio para
os estuários não poluídos;
 Esse processo é favorecido por baixos níveis de oxigênio devido
a atividade da nitrogenase ser inibida por altos níveis de
oxigênio.

13. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
Redução Dissimilatória do Nitrato à Amônio (DNRA)
 A conversão de nitrato para nitrogênio gasoso e óxido nitroso é
considerada a transformação primária do nitrato em solos
anaeróbicos;
 Um processo adicional onde o nitrato é transformado em
condições anaeróbicas é frequentemente negligenciado.
4NO3- + 4H2 + 2H+ → 3H2O + NH4+

14. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
Oxidação Anaeróbica do Amônio (ANAMMOX)
 Ocorre em condições anaeróbicas;
NO2- + NH4+ → 2H2O + N2
 Processo como alternativa para tratamento de águas
residuais contendo alta concentração de nitrogênio;
 Este processo remove dois poluentes simultaneamente,
amônio e nitrito, convertendo-os a nitrogênio gasoso.

15. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS

16. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS

17. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
Exercício para o dia da 2ª Avaliação
Resumo de uma página do paper “O processo ANAMMOX
como alternativa para tratamento de águas residuais,
contendo alta concentração de nitrogênio”.

18. REFERÊNCIAS