Nutrientes: fósforo Curso EPAMIG Prof. Dr. José Fernandes Bezerra Neto.

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1 Nutrientes: fósforo Curso EPAMIG Prof. Dr. José Fernandes Bezerra Neto

2 Nutrientes – conceitos básicos
Recursos — fatores ambientais consumíveis que são necessários para o crescimento e sobrevivência. A falta de um ou mais recursos resulta na redução na taxa de crescimento. A falta de um ou mais recursos leva à competição por aquele recurso. Volvox Pediastrum

3 Nutrientes – conceitos básicos
Quais os recursos as algas necessitam para crescer? Luz — para fotossíntese Carbono — para fotossíntese Fósforo — ATP etc. Nitrogênio — aminoácidos Sílica —somente para diatomáceas e algumas crisófitas Outros elementos — K, Mg, Ca, Na, Cl, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, etc.

4 Este conceito tem que considerar as necessidades do organismo
A “Lei do Mínimo” de Leibig A produção de qualquer organismo será determinada pela quantidade da substância que for menos abundante no ambiente. Este conceito tem que considerar as necessidades do organismo

5 Qual nutriente é mais limitante?
Depende da espécie… p.ex., sílica nunca é limitante para algas verdes mas pode ser para diatomáceas Depende do período do ano... A limnologia física influencia a disponibilidade de nutrientes Chroococcus Anabaena Aphanizomenon Microcystis

6 Nutrientes – fósforo Essencial para a vida (ATP, fosfolipídios de membrana, etc.). Usualmente um nutriente limitante em lagos. Derivado de rocha fosfática – abiótica, diferente do nitrogênio. Sem fase gasosa. Adsorvido ao solo. Naturalmente imóvel a menos que o solo seja erodido ou excesso de fertilizantes seja aplicado O fósforo se move com o sedimento

7 Nutrientes – fósforo Não é tóxico.
As algas possuem adaptações para adquirir fósforo: alta afinidade Enzimas que o metabolizam externamente (APA) Estocagem Alta ingestão

8 Fósforo – formas encontradas
A principal forma inorgânica de P é o ortofosfato PO4–3 A maior parte do P encontrado na coluna de água (>98%) está na forma de fosfatos orgânicos (P particulado) Água do lago Filtragem em malha 0.45 mm PP + PD = P Total O que fica no filtro= PP (fósforo particulado) Filtrado = PD (fósforo dissolvido)

9 Fósforo – propriedades básicas
Não existem reações redox ou de respiração diretamente envolvidas (organismos não geram energia a partir da química do P) PO4–3 é altamente ligado aos sítios catiônicos (Al+3, Fe+3, Ca+2) A concentração é fortemente afetada pelas reações redox do ferro.

10 O que acontece quando o P entra no lago?
Lago Linsley (12 m prof.) 32P04 Hutchinson & Bowen 1950

11 O que acontece quando o P entra no lago?
Dentro de poucas horas, 32P aparece no hipolímnio absorção comido 32P04 Perdas devido à sedimentação Pelotas fecais

12 Ciclagem de fósforo no epilímnio
PO4 0.21% fósforo particulado 98.5% 1.16% Colóides de moléculas orgânicas grandes 0.13% pequenas moléculas orgânicas dissolvidas Perdas por sedimentação perdas por sedimentação

13 Níveis de fósforo no ambiente
Os principais fatores afetando os níveis de fósforo, ciclagem e impactos na qualidade de água incluem: Propriedades do solo Usos do solo Transportes associados com vazão Fontes internas (excreção e carga interna)

14 De onde vem o fósforo?

15 Fósforo – fontes externas
Fontes difusas Descargas da bacia de drenagem via tributários Deposição atmosférica Fontes pontuais Esgoto doméstico Descargas industriais

16 A dinâmica do fósforo nos ecossistemas aquáticos
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17 A sedimentação de P ◄

18 Fatores que provocam a sedimentação
complexação na forma de hidróxido de ferro hidratado adsorção à argilas complexação com complexos de Al e Mn (pH ácido) adsorvido ao CaCO3 (pH básico)

19 A sedimentação de P provoca uma queda nas concentrações deste no sentido rio-barragem

20 A sedimentação de P provoca uma queda nas concentrações deste no sentido rio-barragem (ex do reservatório de Corumbá - GO) Thomaz et al. (no prelo)

21 Reservatório de Segredo (PR)
Thomaz et al. (1997)

22 Retenção de P em cadeias de reservátórios: um exemplo do rio Tietê

23 Retenção de P em cadeias de reservatórios: efeitos a jusante

24 Dinâmica do fósforo: sedimento - água
◄

25 Ciclagem do fósforo no hipolímnio
Durante a estratificação, existe um movimento de P do epilímnio para o hipolímnio, por sedimentação de PP. Uma vez que o P chega no hipolímnio, ele fica lá até que o lago circule novamente. P pode também ser estocado nos sedimentos, ligados ao ferro.

26 O íon férrico (Fe3+) dissolvido na água e nos sedimentos, na presença de oxigênio, liga-se ao P e criar um precipitado insolúvel PO43- PP >95% PO4 < <3% Fe+++ Fe(OH)3 PO43- PO43- É a chamada “armadilha de ferro” e acontece somente quando o hipolímnio contém oxigênio

27 Fe++ forma sais solúveis com PO4.
Assim que o hipolímnio se torna anóxico, o Fe+++ ganha um elétron e é reduzido para Fe++ Fe+++ Fe(OH)3 PO43- Fe+++ PO43- Fe(OH)2 Fe++ Fe++ forma sais solúveis com PO4. Sob condições anóxicas, temos um fluxo de P para fora do sedimento. Isto é chamado de “carga interna”

28 Papel ativo das bactérias
Papel do enxofre é mais importante do que se previa

29 Papel dos organismos nas trocas sedimento - água
bioturbação Esteves (1998)

30 Papel dos organismos nas trocas sedimento - água

31 Papel dos organismos nas trocas sedimento – água: decomposição de macrófitas
Pagioro & Thomaz (1999)

32 Fósforo em reservatórios: fase de enchimento
Esteves (1998)

33 Fósforo em reservatórios: fase de enchimento (Corumbá – GO)
Thomaz et al. (no prelo)

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35 Efeito da região litorânea na dinâmica do P
►

36 As macrófitas aquáticas e a dinâmica do fósforo
Camargo & Esteves (1986)

37 As macrófitas aquáticas e a dinâmica do fósforo
Petrucio & Esteves (1998)

38 As macrófitas aquáticas e a dinâmica do fósforo
Lopes Ferreira (1995), Esteves (1998)

39 O fósforo é absorvido também por bactérias
Horne & Goldman (1994)

40 Nutrientes – perfis verticais de verão
Oligotrófico Eutrófico T O2 T PO4 PO4 O2 Prof. anoxia anoxia

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