Nitrogênio

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

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Nitrogênio

  1. 1. AULA 5OCEANOGRAFIA QUÍMICA DE ESTUÁRIOSEstag. Doc.: Camila C. Santos - santos.camilac@gmail.com Profa.: Susy E. M. Gouveia
  2. 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. 3. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS As espécies de N mais abundantes que ocorrem naturalmente no ambiente aquático estão listadas na tabela abaixo:
  4. 4. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
  5. 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. 6. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
  7. 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. 8. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS Transformações do NH4+ :1. Absorção por organismos anaeróbicos e conversão de volta àmatéria orgânica;2. Conversão em NH3 - diante de condições de alto pH (>8) – epossível liberação para a atmosfera através de sua volatilização;3. Imobilização através de trocas iônicas com as partículas de soloscarregados negativamente;
  9. 9. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS4. Nitrificação, caso exista condições aeróbicas NH4+ + 3O2 → 2NO2 + 4 H+ + energia 2NO2 + O2 → 2NO3 + energia*A nitrificação também pode ocorrer na rizosfera oxidadadas plantas.
  10. 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. 11. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS A denitrificação é desenvolvida por bactérias emcondições anaeróbicas onde o nitrato atua como receptorde elétrons; O resultado é a perda do nitrogênio na forma de óxidonitroso gasoso e nitrogênio molecular. C6H12O6 + 4NO3 → 6CO2 + 6H2O + 2N2
  12. 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. 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. 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. 15. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
  16. 16. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS
  17. 17. NITROGÊNIO EM ESTUÁRIOS Exercício para o dia da 2ª AvaliaçãoResumo de uma página do paper “O processo ANAMMOXcomo alternativa para tratamento de águas residuais,contendo alta concentração de nitrogênio”.
  18. 18. REFERÊNCIAS

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