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Ciclos biogeoquímicos
• Elementos químicos tendem a circular na
biosfera.
• Ciclagem de nutrientes - movimento desses
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essenciais à vida no ambiente.
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• Acumulo de agrotóxicos e metais na cadeia
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Ciclos biogeoquímicos
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Biogeoquuímicos
Os ciclos biogeoquímicos se classificam em
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Ciclos biogeoquímicos
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em todo o mundo hoje são:
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Rio Tietê
Rio Tietê – espuma invade a rua em
Pirapora do Bom Jesus
• Ciclos podem tornar-se desequilibrados e
elementos acumularem-se ou serem
removidos do sistema.
• Matéria orgânica pode acumular nos
sedimentos dos lagos e pântanos.
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decomposição.
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as camadas do solo com nutrientes.
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vivas se romperiam com a contração da água
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1. O gás carbônico é
fixado nas plantas –
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vez respiram
eliminando-o
novamente à
atmosfera.2. O gás carbônico é
fixado nas plantas –
glicose – que serve de
alimento para ao
animais (cadeia
alimentar) - que por
sua vez respiram
eliminando-o
novamente à
atmosfera.3. A queima de
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gás carbônico na
natureza.
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Porque o carbono é importante?
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são necessários para as trocas básicas.
Ciclos Biogeoquímicos - Nitrogênio
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Ciclo do fósforo
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• Mais simples que o do nitrogênio,
poucas formas químicas e não passa
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Aula 05  ciclos biogeoquimicos
Ciclos biogeoquímicos – Fósforo
Ciclos biogeoquímicos
Acidez do solo afeta a disponibilidade de fósforo:
• pH baixo liga-se as partículas de argila do solo e
forma compostos insolúveis com ferro e
alumínio.
• pH alto formam-se compostos insolúveis com
cálcio.
Sob condições anaeróbias:
• fósforo entra na coluna d´água quando o ferro é
reduzido do estado férrico para o ferroso,
porque o ferro forma sulfetos em vez de
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Ciclos biogeoquímicos - Fósforo
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O Cálcio
É um elemento químico muito importante para
os seres vivos.
No vegetais, ele participa principalmente
como ativador de enzimas, além de participar
como componente estrutural de sais de
compostos pécticos da lamela média.
A maior participação do cálcio nos animais
está relacionada com a formação de
esqueletos, pois ele é parte constituinte dos
exoesqueletos de invertebrados e conchas.
Além disso, atua em processos metabólicos:
sua participação é fundamental no processo
de coagulação do sangue, além de ser muito
útil no processo de contração muscular.
Ciclo do oxigênio
Reservatórios de Oxigênio
A maior parte do oxigênio existente
(99.5%) está concentrada na crosta e
manto da Litosfera. Apenas uma
pequena fração do oxigênio existente
está contida na atmosfera (0.49%), esta
porcentagem representa cerca de 20%
da atmosfera. Uma parte muito menor
do oxigênio está contida na biosfera
(0.01%).
Ciclo do oxigênio
Uma teoria interessante é que o fósforo no
oceano ajuda a regular a quantidade de
oxigênio atmosférico.
O fósforo é essencial para a fotossíntese das
algas e fator limitativo.
A fotossíntese nos oceanos contribui com ~45%
do oxigênio total livre do ciclo.
O crescimento da população de organismos que
fazem fotossíntese é limitada principalmente
pela disponibilidade de fósforo dissolvido.
Um dos efeitos secundários da atividade
antrópica é o aumento de fósforo nos oceanos.
No entanto, este aumento não se reflete num
aumento da fotossíntese pois os elevados níveis
de oxigênio promovem o crescimento de
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Aula 05 ciclos biogeoquimicos

  • 1. Ciclos biogeoquímicos • Elementos químicos tendem a circular na biosfera. • Ciclagem de nutrientes - movimento desses elementos e compostos inorgânicos essenciais à vida no ambiente.
  • 7. Processos naturais dos ciclos biogeoquímicos
  • 8. SER HUMANO Ciclos biogeoquímicos Acelera o movimento de muitos materiais Carência/excesso Ciclos tendem a se tornar imperfeitos (acíclico)
  • 9. Impactos Ambientais de ações Antrópicas • Acumulo de agrotóxicos e metais na cadeia alimentar; • Eutrofização de corpos receptores; • Contaminação de lençóis freáticos; • Ecossistemas costeiros: metais em sedimentos; • Amazônia: desmatamento e garimpos; • Pantanal: projetos agropecuários sem sustentabilidade; • Aterros e esgotos sanitários e industriais; • Poluiçao da água, solo e ar; • Extração de recursos minerais – aumento de elementos disponíveis; Ciclos biogeoquímicos
  • 10. Uso aplicado do estudo quantitativo dos ciclos Biogeoquímicos • Monitoramento da poluição; • Estabelecimento de técnicas de manejo; • Determinação e controle da perda de fertilizantes; • Uso racional de recursos hídricos, minerais; • Controle do aumento de CO2 na atmosfera. Ciclos biogeoquímicos
  • 12. Os ciclos biogeoquímicos se classificam em três grupos básicos:   1)    Tipos gasosos – Reservatório situado na atmosfera ou hidrosfera. Ex. Nitrogênio, Oxigênio 2)  Tipos sedimentares – Reservatório localizado na crosta terrestre. Ex. fósforo, cálcio e enxofre 3)    Tipos mistos – Possuem ambos os compartimentos. Ex. água, carbono e enxofre. Ciclos biogeoquímicos
  • 13. Nutrientes: elementos essenciais à vida disponíveis para os produtores, em forma molecular ou iônica. Macronutrientes: – carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O), nitrogênio (N), fósforo (P), enxofre (S), cloro (Cl), potássio (K), sódio (Na), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e ferro(Fe). Micronutrientes: – alumínio (Al), boro (B), cromo (Cr), zinco (Zn), molibdênio (Mo), vanádio (V) e cobalto (Co). Ciclos biogeoquímicos
  • 14. Elementos essenciais ao seres vivos Ciclos biogeoquímicos
  • 15. Os elementos de maior preocupação em todo o mundo hoje são: Elementos Químicos • Arsênio, mercúrio, chumbo, cromo, níquel, zinco, elementos radioativos Orgânicos: • Pesticidas, dioxinas, furanos, PCBs, hidrocarbonetos, hormônios, etc.
  • 17. Rio Tietê – espuma invade a rua em Pirapora do Bom Jesus
  • 18. • Ciclos podem tornar-se desequilibrados e elementos acumularem-se ou serem removidos do sistema. • Matéria orgânica pode acumular nos sedimentos dos lagos e pântanos. Condições anaeróbias desaceleram a decomposição. • Retirada da vegetação = erosão pode lavar as camadas do solo com nutrientes.
  • 20. PORQUE A ÁGUA É TÃO IMPORTANTE?  Alta capacidade de absorver e reter calor  É fundamental no metabolismo dos seres vivos (dissolve compostos e reage para formar moléculas complexas)  Alta tensão superficial:movimentação e retenção da água em pequenos poros  Solidificação: molécula que se expande ao congelar Caso contrário: gelo afundaria e congelaria reservatórios de água líquida de baixo para cima, modificaria drasticamente os ecossistemas (células vivas se romperiam com a contração da água congelada).
  • 21. Onde se localiza, qual a quantidade, e o tempo de residência nos reservatórios da Biosfera? Fonte: Botkin & Keller (2005) RESERVATÓRIOS GLOBAIS
  • 22. Como o ser humano afeta o Ciclo da Água?  Usar a Análise Emergética: Diagramas Sistêmicos  Impacto Humano: diferença entre estas 2 etapas  Avaliação das atividades agrícolas 1 –antes das interferências humanas 2 –após sistemas humanos MPACTO HUMANO
  • 23. Poluição da água de rios e aquíferos por efluentes agrícolas, industriais e domésticos IMPACTO HUMANO  Resíduos (fezes, urina) de humanos e de animais  Uso de fertilizantes e agrotóxicos no campo  Efluentes da agroindústria
  • 24. Ciclo da Água Pequeno ciclo: chuva – evaporação. Grande ciclo: - água absorvida pelos seres vivos (para o metabolismo) – transpiração OU - Calotas polares – derretimento – evaporação.
  • 26. Ciclo do Carbono 1. O gás carbônico é fixado nas plantas – glicose – que por sua vez respiram eliminando-o novamente à atmosfera.2. O gás carbônico é fixado nas plantas – glicose – que serve de alimento para ao animais (cadeia alimentar) - que por sua vez respiram eliminando-o novamente à atmosfera.3. A queima de combustíveis elimina gás carbônico na natureza.
  • 27. IMPORTÂNCIA DO CARBONO Porque o carbono é importante?  Base de construção de moléculas orgânicas  Vida: membranas, DNA, tecidos, etc.  Estoque de energia: açúcares, lipídeos, proteínas, petróleo, carvão, gás, etc. etc.  Regulação do clima: CO2 e CH4 Efeito estufa: importante para manutenção da temperatura, aquecimento da Biosfera
  • 28.  Impacto Humano: Mudanças no Ciclo Global do carbono 1 – Mudança de uso da terra e decomposição da matéria orgânica do solo (emissão de CO2 e CH4) 2 – Consumo de combustíveis fósseis e decomposição de resíduos da economia humana (emissão de CO2 e CH4) IMPACTO HUMANO Principal implicação: elevação da temperatura média global
  • 29. Efeito estufaAumento da poluição (CO2) = aumento da temperatura
  • 31. • Circularidade dos fluxos e os tipos de organismos que são necessários para as trocas básicas. Ciclos Biogeoquímicos - Nitrogênio
  • 33. • Maior reservatório: atmosfera (80%). • Entrada na atmosfera = bactérias desnitrificantes. • Retorno = ação das bactérias (ou algas) fixadoras de nitrogênio), por meio da radiação e por outras formas de fixação física. Ciclos biogeoquímicos - Nitrogênio
  • 34. Medições no solo e na água: nitritos, nitrato, nitrogênio total e amônia.
  • 35. IMPORTÂNCIA DO NITROGÊNIO  Aquecimento global: ênfase ao ciclo do carbono (CO2 e CH4)  N: Macro-nutriente essencial para os seres vivos  N2: 76% da composição da atmosfera  Compostos de nitrogênio: fundamentais para a vida (aminoácidos, proteínas em geral: tecidos musculares, hormônios, DNA, etc.)  Contaminação da água, eutrofização, chuva ácida, formação de ozônio na troposfera (fertilizantes humanos).  N2O: óxido nitroso : gás de efeito estufa (molécula com 296 vezes P.A.G do CO2)
  • 36. Rodízio de culturas Rhizobium nas raízes de leguminosas (fixação de nitrogênio atmosférico) Cereais Leguminosas Alternância
  • 38. Ciclo do fósforo • Constituinte dos ácidos nucléicos, das membranas celulares, dos sistemas de transferência de energia, dos ossos e dos dentes. • Mais simples que o do nitrogênio, poucas formas químicas e não passa por reações de oxido-redução.
  • 42. Acidez do solo afeta a disponibilidade de fósforo: • pH baixo liga-se as partículas de argila do solo e forma compostos insolúveis com ferro e alumínio. • pH alto formam-se compostos insolúveis com cálcio. Sob condições anaeróbias: • fósforo entra na coluna d´água quando o ferro é reduzido do estado férrico para o ferroso, porque o ferro forma sulfetos em vez de compostos de fosfato.
  • 48. O Cálcio É um elemento químico muito importante para os seres vivos. No vegetais, ele participa principalmente como ativador de enzimas, além de participar como componente estrutural de sais de compostos pécticos da lamela média. A maior participação do cálcio nos animais está relacionada com a formação de esqueletos, pois ele é parte constituinte dos exoesqueletos de invertebrados e conchas. Além disso, atua em processos metabólicos: sua participação é fundamental no processo de coagulação do sangue, além de ser muito útil no processo de contração muscular.
  • 50. Reservatórios de Oxigênio A maior parte do oxigênio existente (99.5%) está concentrada na crosta e manto da Litosfera. Apenas uma pequena fração do oxigênio existente está contida na atmosfera (0.49%), esta porcentagem representa cerca de 20% da atmosfera. Uma parte muito menor do oxigênio está contida na biosfera (0.01%). Ciclo do oxigênio
  • 51. Uma teoria interessante é que o fósforo no oceano ajuda a regular a quantidade de oxigênio atmosférico. O fósforo é essencial para a fotossíntese das algas e fator limitativo. A fotossíntese nos oceanos contribui com ~45% do oxigênio total livre do ciclo. O crescimento da população de organismos que fazem fotossíntese é limitada principalmente pela disponibilidade de fósforo dissolvido. Um dos efeitos secundários da atividade antrópica é o aumento de fósforo nos oceanos. No entanto, este aumento não se reflete num aumento da fotossíntese pois os elevados níveis de oxigênio promovem o crescimento de bactérias que competem pelo fósforo dissolvido.