Ciclos Biogeoquímicos e Perturbações no Equilíbrio

Ciclos Biogeoquímicos e as
perturbações no equilíbrio
Professora Jorgea Débora
Professor Fabio de Paiva
@quimicandonocmsp
QUÍMICA – 1ª SÉRIE (EM)
© Pixabay

Você já estudou sobre:
Energia;
Ciência segura;
Ciência dos materiais.
Nas aulas anteriores...
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Elaborado especialmente para o CMSP.

Quais elementos químicos vocês acham que são
essenciais para a vida?
Como esses elementos se tornam disponíveis no
planeta?
Agora é sua vez!
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Podemos citar o oxigênio (O), nitrogênio (N), carbono
(C), fósforo (P) e o enxofre (S). No entanto, podemos
citar também outros elementos e substâncias ligadas
aos fenômenos naturais que proporcionam o ciclo
dos elementos químicos, fundamentais tanto no
meio ambiente para os organismos e destes para o
meio ambiente.
Agora é sua vez!
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Ciclo da água
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O ciclo da água na Amazônia poderia influenciar nos
ecossistemas do planeta Terra?
Ciclo da água
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As chuvas e os escoamentos superficiais são fenômenos
que favorecem a ciclagem de vários elementos químicos.
A evapotranspiração acontece na floresta amazônica,
sendo um fenômeno que forma um fluxo aéreo de vapor
de água que se incorpora aos “rios voadores” e podem
influenciar no clima e nos ecossistemas locais e global.
O ciclo da água se repete há milhões e milhões de anos e
assim precisa continuar se desejamos preservar a vida em
nosso planeta.
Ciclo da água

Ciclo do carbono
Diagrama do ciclo biogeoquímico do carbono, 2018. Autor: Kevin Saff/ Gtyogui . CC-BY-SA-4.0. Wikimedia Commons.
Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ciclo_biogeoqu%C3%ADmico_do_carbono.svg. Acesso em: 26 jul. 2021.

Qual é o impacto do excesso de CO2 no ciclo do
carbono?
Ciclo do carbono
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O excesso de gás carbônico causa impacto nos oceanos,
rios e lagos, pois reage com a água formando uma solução
ácida, sendo responsável por alterações nos ecossistemas
aquáticos e terrestres.
Reação química de formação da solução ácida:
H2O + CO2 → H2CO3
O principal problema das alterações no ciclo do carbono
tem sido provocado pelo ser humano por meio da queima
de combustíveis fósseis e da prática de desmatamentos,
que libera bilhões de toneladas de CO2 para a atmosfera.
Ciclo do carbono

Ciclo do nitrogênio
Diagrama do ciclo do nitrogênio, 2008. Autor: Cycle azote fr/Pedro Spoladore. CC-BY-SA-3.0. Wikimedia Commons.
Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nitrogen_Cycle_pt.png. Acesso em: 26 jul. 2021.

A queima de combustíveis fósseis e o uso de
fertilizantes sintéticos alteram o ciclo do nitrogênio?
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O nitrogênio (N) está presente na atmosfera e nos organismos vivos.
Porém, a queima de combustíveis fósseis e o uso de fertilizantes
sintéticos são responsáveis pelo aumento de nitrogênio na
atmosfera.

Os níveis de nitrogênio, quando em desequilíbrio,
podem favorecer transformações químicas que
alteram seu ciclo natural, pois formam o óxido
nitroso (N2O), que é um gás do efeito estufa; e
dióxido de nitrogênio (NO2), produzindo chuva ácida,
com a formação do ácido nítrico (HNO3).
Equação química da formação do ácido nítrico:
N2 (g) + 2 O2 (g) → 2 NO2 (g)
NO2 (g) + H2O (l)→ HNO2 (aq) + HNO3 (aq)

Ciclo do fósforo
Diagrama do ciclo do fósforo, 2017. Autor: Elmer Robinson/ Robert C. Robbins/Bantle. CC0-1.0. Wikimedia Commons.
Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ciclo_do_F%C3%B3sforo.jpg. Acesso em: 26 jul. 2021.

Por que o fósforo é essencial aos organismos vivos?
Comente sobre atividades ou práticas que causam
perturbações no ciclo do fósforo.
Ciclo do fósforo
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O fósforo é um nutriente essencial encontrado nas
macromoléculas humanas e de outros organismos
vivos, pois ele é uma parte chave dos ácidos
nucleicos, como o DNA, e os fosfolipídios, que
formam nossas membranas celulares. Assim como
o fosfato de cálcio, ele também forma os
componentes de sustentação dos nossos ossos.
O ciclo do fósforo é lento, pois a maior parte do
fósforo na natureza existe na forma de íon fosfato
(PO4
-3).
Ciclo do fósforo

O fósforo é frequentemente o nutriente limitante, o
nutriente que é mais escasso e, assim, limita o
crescimento em ecossistemas aquáticos.
O uso de fertilizantes sintéticos na agricultura,
gramados e jardins (que contêm fósforo) causam
perturbações no ciclo natural, visto que o fósforo é
carregado para ambientes aquáticos pelo
escoamento superficial ou por enxurradas, causando
desequilíbrio nos ambientes aquáticos, com a morte
de crustáceos e peixes.
Ciclo do fósforo

Ciclo do enxofre
Diagrama do ciclo do Enxofre, 2012. Autor: Eduarda Servidio Claudino. CC-BY-SA-4.0. Wikimedia Commons.
Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ciclo_do_Enxofre_(Sulfur_Cycle).png. Acesso em: 26 jul. 2021.

Como o enxofre é renovado na natureza e qual
prática humana influencia nesse ciclo?
Ciclo do enxofre
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O ciclo do enxofre é um processo essencial para a
manutenção da vida. O enxofre (S) está presente em
aminoácidos e atua na formação das proteínas. O
sedimento de enxofre é encontrado, principalmente,
na crosta terrestre nas proximidades de vulcões. Em
geral, é absorvido pelas plantas por intermédio de
bactérias.
Ciclo do enxofre

Ele é renovado na natureza por processos
biogeoquímicos e passa por diversas etapas que
ocorrem no solo, na água e na atmosfera. Porém, os
seres humanos têm alterado esse ciclo com a
queima de combustíveis fósseis, aumentando
gravemente os níveis de enxofre na atmosfera.
Ciclo do enxofre

Na combustão, são liberados gases tóxicos, entre
eles o dióxido de enxofre (SO2), que é levado pra
locais muito distantes de onde foram gerados,
reagindo com as moléculas de água e do ar,
formando a chuva ácida, o ácido sulfúrico (H2SO4).
Equações do processo:
S + O2 → SO2 Queima de enxofre (S) e formação de
SO2 (óxido de enxofre).
SO3 + H2O → H2SO4 (ácido sulfúrico)
Ciclo do enxofre

É importante considerar que a chuva ácida interfere
no ecossistema aquático e altera as propriedades do
solo provocando a liberação de metais tóxicos, ou
seja, apesar do enxofre ser um elemento essencial à
vida, quando em excesso, causa desequilíbrios,
destruição e morte de seres vivos.
Ciclo do enxofre

Caiu no ENEM: O ciclo biogeoquímico do carbono compreende
diversos compartimentos, entre os quais a Terra, a atmosfera e os
oceanos, além de diversos processos que permitem a transferência de
compostos entre esses reservatórios. Os estoques de carbono
armazenados na forma de recursos não renováveis como, por
exemplo, o petróleo, são limitados, sendo de grande relevância que se
perceba a importância da substituição de combustíveis fósseis por
combustíveis de fontes renováveis. A utilização de combustíveis fósseis
interfere no ciclo do carbono, pois provoca:
a) Aumento da porcentagem de carbono contido na Terra.
b) Redução na taxa de fotossíntese dos vegetais superiores.
c) Aumento da produção de carboidratos de origem vegetal.
d) Aumento na quantidade de carbono presente na atmosfera.
e) Redução da quantidade global de carbono armazenado nos
oceanos.
Aprofundando a habilidade
Currículo em Ação, 2021, Caderno do Aluno, Química, 1ª série EM, vol. 3, p. 217 e 218. (adaptado).
Imagem: PowerPoint

Na aula de hoje, estudamos:
Ciclos biogeoquímicos;
Ciclo do carbono;
Ciclo do nitrogênio;
Ciclo do fósforo;
Ciclo do enxofre.
Retomada
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Analisar os ciclos biogeoquímicos e interpretar os efeitos de
fenômenos naturais e da interferência humana sobre esses ciclos
para promover ações individuais ou coletivas que minimizem
consequências nocivas à vida.
Habilidades

Soluções e concentrações; ciclos biogeoquímicos e agentes
poluidores do ar, da água e do solo (ações de tratamento e
minimização de impactos ambientais, concentração de poluentes e
parâmetros quantitativos de qualidade).
Objeto do conhecimento

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