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Ciclos Biogeoquímicos Disciplina: Ciências do Ambiente Estagiário Docente: José Guimarães Professora Doutora Márcia Maria Universidade Federal de Campina.

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1 Ciclos Biogeoquímicos Disciplina: Ciências do Ambiente Estagiário Docente: José Guimarães Professora Doutora Márcia Maria Universidade Federal de Campina Grande Centro de Tecnologia e Recursos Naturais Área de Engenharia de Recursos Hídricos Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

2 Por que Biogeoquímico? Porque os organismos vivos interagem no processo de síntese orgânica e decomposição dos elementos Porque o meio terrestre é a fonte dos elementos BIO Porque são ciclos de elementos químicos QUÍMICOS GEO

3 Biogeoquímica Ciência que estuda a troca ou a circulação de matéria entre os componentes vivos e físico- químicos da biosfera (Odum, 1971)

4 Nutrientes Substância usada pelo metabolismo de um organismo que pode ser adquirido a partir do meio envolvente. Seres Autótrofos: Seres Heterótrofos: – Macronutrientes – quantidades superiores à 0,2 por cento do peso orgânico seco do ser vivo (C, H, O, N, P, Ca, S, K, Cl, Na e Fe); – Micronutrientes – quantidades inferiores à 0,2 por cento do peso orgânico seco do ser vivo (Al, Bo, Cr, Zn, Mo, Mg, V e Co).

5 Presença de Elementos em % da massa

6 Características dos Ciclos Interação com seres vivos Transformações químicas Existência de depósitos: – Atmosfera ou litosfera Divisão em três tipos: – Ciclo Sedimentar – Ciclo Atmosférico – Ciclo Hidrológico Equilíbrio

7 Ação do Homem

8 Ciclo Sedimentar do Fósforo Componente fundamental para o ser vivo – Presente no material genético das células – Componente dos ossos Extrema importância na vida dos vegetais Encontrado em rochas fosfatadas – Posterior erosão e liberação, sob a forma de fosfato (PO 4 -3 ) para o meio ambiente; – Parte é absorvida pelos produtores – Parte é levada aos oceanos

9 Esquema do Ciclo do Fósforo Reserva MineraçãoPlantação Fertilizante Animais Decomposição Oceano Algas Animais Decomposição Solo Movimentos tectônicos Animais

10 Ciclo do Fósforo Fonte: Braga, 2005

11 Interferência Humana Mineração – Retirada de um a dois milhões de tonelada por ano Devolução de apenas 60mil toneladas. Ação predatória de animais – Que fazem reposição do elementos dos oceanos para o continente Produtos que possuem o fosfóro, quando lançados em corpos dágua favorecem ao processo de eutrofização.

12 Ciclo Sedimentar do Enxofre Basicamente Sedimentar Participação em proteínas. Presente sob diversas formas no ciclo – Sulfeto de hidrogênio (H 2 S), dióxido de enxofre (SO 2 ), sulfato (SO 4 2– ) e ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ). Compreendido em 6 etapas: 1.As plantas absorvem compostos contendo enxofre além dos sulfatos, que vieram a terra carreados pela chuva; 2.Na produção de aminoácidos das plantas, o hidrogênio substitui o oxigênio na composição dos sulfatos; 3.Os seres vivos se alimentam das plantas; 4.Microorganismos decompõe os aminoácidos que contêm enxofre nos restos de animais e plantas, criando sulfito de hidrogênio; 5.O enxofre é extraído do sulfito por bactérias e microorganismos e, 6.Sulfatos são produzidos pela ação de microorganismos na combinação do enxofre com o oxigênio.

13 Ciclo do Enxofre Fonte: Braga, 2005

14 Interferência Humana Emissão de dióxido de enxofre em grandes quantidades – Queima de carvão e óleo combustível em indústrias e termoelétricas

15 Ciclo Atmosférico do Nitrogênio Importante na constituição de proteínas, vitaminas, enzimas e hormônios. Estando em, aproximadamente, 78% em massa do ar, poucos são os seres que o assimilam dessa forma. Juntamente com o fósforo, desempenha vital importância frente aos vegetais, sob a forma de nitratos (NO 3 - ).

16 Ciclo do Nitrogênio Existências de quatro mecanismos: 1.Fixação do nitrogênio da atmosfera em nitratos; Organismos simbióticos 2.Amonificação; Constituição de moléculas orgânicas dos vegetais 3.Nitrificação; Processo aeróbico feito por bactérias quimiossintetizantes 4.Desnitrificação. Processo anaeróbico feito por bactérias quimiossintetizantes.

17 Ciclo do Nitrogênio

18 Interferência Humana Fertilização do solo em alta escala – Desequilíbrio do ciclo – Problema facilmente resolvido com a rotação de culturas. Atuação no nível da fixação de nitrogênio no solo. Tempo de repouso para o solo. Produtos que possuem o nitrogênio, quando lançados em corpos dágua favorecem ao processo de eutrofização.

19 Ciclo Atmosférico do Carbono Apresenta-se sob a forma de CO 2 na atmosfera. – Representação de 0,35% em massa do ar. O carbono participa em até 49% da massa seca da matéria orgânica. É dito um ciclo perfeito entre os vegetais. – A mesma quantidade capturada pelas plantas para prover a fotossíntese é depois liberada quando da sua respiração. – A atuação dos oceanos é fundamental!!

20 Ciclo do Carbono Fotossíntese: – 6CO 2 + 6H 2 O + Energia solar -> C 6 H 12 O6 +6O 2 Respiração Vegetal: – -> C 6 H 12 O6 +6O 2 -> 6CO 2 + 6H 2 O + Energia

21 Ciclo do Carbono

22 Interferência Humana Queima de combustíveis fósseis e vegetais causando desequilíbrio! – Entre 2000 a 2006: A concentração de dióxido de carbono subiu 35% e os processos naturais que poderiam reduzir esse impacto - a capacidade de absorção das florestas e, principalmente, dos oceanos - dão sinais de enfraquecimento. Atividades humanas contribuíram com o lançamento de 4,1 bilhões de toneladas de carbono na atmosfera, levando a uma taxa de crescimento anual de 19,3 ppm (partes por milhão). Excesso provoca desequilíbrio. – Implicação direta no efeito estufa.

23 Ciclo do Oxigênio Coexiste nos três possíveis reservatórios – Atmosfera, Litosfera e Hidrosfera – Segundo mais abundante no ar, com 21% em massa. Apresenta-se, principalmente, como oxigênio diatômico (O 2 ), dióxido de carbono (CO 2 ), ozônio (O 3 ), dióxido de nitrogênio (NO 2 ), monóxido de nitrogênio (NO), dióxido de enxofre (SO 2 ), etc – Mais abundante na crosta terrestre e oceanos. Oceanos representam 45% das emissões de O2 para atmosfera. 6CO 2 + 6H 2 O + energia C 6 H 12 O 6 + 6O 2

24 Ciclo do Oxigênio

25 Interferência do Homem Desequilíbrio na fonte: – Poluição dos oceanos Desequilíbrio na existência – Queimadas

26 Ciclo Hidrológico Principal componente dos seres vivos – Varia entre 70 a 90% da massa. – Regula temperatura e proporciona reações químicas... – Matéria prima para a fotossíntese! Trata-se de um ciclo fechado a nível global

27 Distribuição de água na Terra (percetagem) Fonte:

28 Distribuição de água na Terra (valores absolutos) Fonte:

29 Distribuição de Água no Brasil

30 Etapas do Ciclo

31 Ciclo Hidrológico Fonte:

32 Tempo de Residência da Água

33 Interferência do Homem Atuação na água doce – Escassez quantitativa e qualitativa. – Desequilíbrio em diversos ecossistemas do planeta! – Aumento da discrepância social, regional e mundial.


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