ESTRUTURA DOS ECOSSISTEMAS FLUXO DE MATÉRIA (CICLOS BIOGEOQUÍMICOS)

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1 CURSO: ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: CIÊNCIA DO AMBIENTE PROFESSOR: RAMON LAMAR ESTRUTURA DOS ECOSSISTEMAS FLUXO DE MATÉRIA (CICLOS BIOGEOQUÍMICOS) CICLO DA ÁGUA ONDE ESTÁ A ÁGUA DOCE?7 VAPOR D ÁGUA NA ATMOSFERA 3 Animais 2 Vegetais 2 4 rio lençol subterrâneo Transpiração 2 Evaporação 3 Precipitação 4 Enxurrada 5 Absorção pelo solo 6 Absorção pelas plantas 7 Minadouros ONDE ESTÁ A ÁGUA DOCE? CICLO HIDROLÓGICO ÁGUAS SALGADAS PÓLOS E GELEIRAS LENÇÓIS DE ÁGUA LAGOS, SOLO, AR, RIOS, PLANTAS E ANIMAIS CONDENSAÇÃO E FORMAÇÃO DE NUVENS VAPOR D ÁGUA PRECIPITAÇÃO EVAPORAÇÃO TRANSPIRAÇÃO ABSORÇÃO RETENÇÃO INFILTRAÇÃO FILTRAÇÃO ESCOAMENTO SUPERFICIAL LENÇOL FREÁTICO MANANCIAL MANANCIAL LEITO ROCHOSO IMPERMEÁVEL

2 CICLO HIDROLÓGICO: OS AQUÍFEROS CICLO HIDROLÓGICO: RISCOS ZONA DE RECARGA DO AQUÍFERO CONFINADO AQUÍFERO LIVRE (LENÇOL FREÁTICO) CAMADA IMPERMEÁVEL CAMADA IMPERMEÁVEL AQUÍFERO CONFINADO (LENÇOL PROFUNDO OU ARTESIANO) CICLO HIDROLÓGICO: RISCOS CICLO HIDROLÓGICO: RISCOS CICLO HIDROLÓGICO: RISCOS CICLO HIDROLÓGICO: CARSTE (GENTHNER et cols, 2003) 2

3 CICLO HIDROLÓGICO: CARSTE CICLO HIDROLÓGICO: CARSTE 84 metros CICLO HIDROLÓGICO: PAVIMENTAÇÃO 3

4 CICLO DO CARBONO GÁS CARBÔNICO NA ATMOSFERA Animais 4a 5 3 Vegetais 6 2 indústrias automóveis 4b Combustíveis fósseis 4a 4a 4b Respiração 2 Combustão 3 Fotossíntese 4a Decomposição total 4b Decomposição parcial 5 Alimentação 6 Desmatamento/queimadas CICLO DO CARBONO E EFEITO ESTUFA 4

5 GASES RELACIONADOS AO AQUECIMENTO GLOBAL GÁS CARBÔNICO ÓXIDO NITROSO METANO ) Dióxido de carbono (CO 2 ) 2) Metano (CH 4 ) é 2 vezes mais potente que o dióxido de carbono. Liberado por biomassa em condição anaeróbica: culturas irrigadas (arroz), aterros sanitários, degradação de vegetais mortos e lixo, dejetos de suínos, estação de tratamento de efluentes e criação de bovinos e ovinos. 3) Óxido nitroso (N 2 O) é 320 vezes mais agressivo que o dióxido de carbono. Liberado por matéria orgânica com alto teor de nitrogênio. Encontrado principalmente em fertilizantes químicos, largamente utilizados nas plantações. 4) Perfluorcarbono (PFC) é de 00 a 500 vezes mais agressivo que o dióxido de carbono. (Fabricação de alumínio.) 5) Hidrofluorcarbono (HFCs) é de a vezes mais potente que o dióxido de carbono. (Equipamentos de refrigeração, CFCs.) 6) Hexafluoreto de enxofre (SF 6 ) é vezes mais agressivo que o dióxido de carbono. (Isolantes de transformadores elétricos.) Modificado de Como os gases têm diferentes potenciais agressivos à atmosfera, instituiu-se o termo carbono equivalente, que nada mais é que uma medida comum para facilitar a comercialização dos créditos de carbono. Por exemplo, se 5 toneladas de CO 2 forem evitadas em um ano, tem-se 5 ton/ano. Já se houver a redução da emissão de 5 toneladas de SF 6 em um ano, tem-se 5 mil toneladas de carbono equivalente por ano. Modificado de ESTRUTURA DA ATMOSFERA ATMOSFERA 5

6 ALTITUDE (km) 0/09/205 Troposfera: A Troposfera é a camada atmosférica que se estende da superfície da Terra até a base da estratosfera. Esta camada responde por cerca de 80% da massa da atmosfera e é a única camada em que os seres vivos podem respirar normalmente. A sua espessura média é de aproximadamente 2 km, atingindo até 7 km nos trópicos e reduzindo-se para em torno de 7 km nos polos. Praticamente todos os fenômenos meteorológicos estão confinados a esta camada. A temperatura diminui com o aumento da altitude na troposfera. Tropopausa: A tropopausa é o nome dado à camada intermediária entre a troposfera e a estratosfera. Estratosfera: Na estratosfera, a temperatura aumenta com a altitude e se caracteriza pelos movimentos horizontais do ar. Situa-se aproximadamente entre 7 até 50 km de altitude aproximadamente. Apresenta pequena concentração de vapor de água. Muitos aviões a jato circulam na estratosfera devido à sua estabilidade. É nesta camada que está situada a camada de ozônio, e onde começa a dispersão da luz solar. Estratopausa: A estratopausa é a região de limite entre a estratosfera e a mesosfera. Nela a temperatura para de aumentar conforme a altitude. PERFIL DE TEMPERATURA NA ATMOSFERA COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA TERMOSFERA MESOSFERA ESTRATOSFERA TROPOSFERA MESOPAUSA ESTRATOPAUSA TROPOPAUSA O ar seco contém, em volume, cerca e 78,09% de nitrogênio, 20,95% de oxigênio, 0,93% de argônio, 0,040% de gás carbônico e pequenas quantidades de outros gases. O ar contém uma quantidade variável de vapor de água, em média %. TEMPERATURA ( o C) CONCENTRAÇÃO DE CO2 ATMOSFÉRICO ÁGUAS 6

7 Classificação dos corpos d água conforme: salinidade, profundidade e luminosidade. SALINIDADE (RESOLUÇÃO CONAMA 357/2005): DOCES: SALINIDADE IGUAL OU INFERIOR 0,05% (ou 0,5 ) SALOBRAS: SALINIDADE DE 0,05% (ou 0,5 ) ATÉ 3% (ou 30 ) SALINAS: SALINIDADE IGUAL OU SUPERIOR A 3% (ou 30 ) Classificação dos corpos d água conforme: salinidade, profundidade e luminosidade. LUMINOSIDADE (EM AMBIENTES MARINHOS NAS CONDIÇÕES IDEAIS): ATÉ 00 m: EUFÓTICA DE 00 A 200 m: DISFÓTICA ABAIXO DE 200 m: AFÓTICA PROFUNDIDADE (PARA AMBIENTES MARINHOS): ATÉ 200 m: SUBLITORAL (NERÍTICA OU PELÁGICA) ATÉ 2000 m: BATIAL ATÉ 6000 m: ABISSAL ABAIXO DE 6000 m: HADAL PROFUNDIDADE (PARA AMBIENTES DULCÍCOLAS): Zona litoral ecótone com vegetação enraizada na região marginal. Zona limnética Água aberta dominada pelo plâncton e nécton. Zona profunda Apenas heterótrofos (nécton e bentos). Radiação superficial = 00% Muita fotossíntese (Produz O 2 ) Sem fotossíntese: baixo teor de O 2 SOL OD OD LUMINOSIDADE (EM AMBIENTES DE ÁGUA DOCE) GRANDE DEPENDÊNCIA DA TURBIDEZ DA ÁGUA PRINCIPAIS POLUENTES DAS ÁGUAS FÍSICOS: RADIOATIVIDADE: Materiais radioativos Provenientes de acidentes nucleares, radiológicos ou de falta de controle do descarte de materiais (laboratórios). CALOR: Alterações de temperatura da água (Poluição Térmica) O aumento da temperatura da água provoca diminuição do teor de oxigênio dissolvido. GRANDE IMPACTO SOBRE PEIXES DBO: Demanda Bioquímica de Oxigênio Corresponde à quantidade de oxigênio necessária para ocorrer a oxidação da matéria orgânica biodegradável sob condições aeróbicas. Essa unidade de medida avalia a quantidade de oxigênio dissolvido (OD) em miligramas (mg) e equivale à quantidade que será consumida pelos organismos aeróbicos ao degradarem a matéria orgânica. Entende-se por biodegradável a matéria que pode ser consumida como alimento, ela vai alimentar e ser fonte de energia aos micro-organismos que existem na água. Sendo assim, a DBO pode ser considerada como um parâmetro para avaliar a qualidade da água, onde a poluição orgânica é quantificada. O valor da Demanda Bioquímica de Oxigênio é usado para estimar a carga orgânica dos efluentes e dos recursos hídricos. Com esse valor é possível calcular qual a necessidade de aeração (oxigenação) para degradar a matéria orgânica nas Estações de Tratamento de Esgoto (ETE s) ou quanto de oxigênio será comprometido (consumido) em um corpo d água que recebe um efluente com material biodegradável. 7

8 DQO: Demanda Química de Oxigênio Avalia a quantidade de oxigênio dissolvido (OD) consumido em meio ácido que leva à degradação de matéria orgânica, sendo essa biodegradável ou não. É neste ponto que ela se diferencia da DBO, onde é medida a quantidade de oxigênio necessária para ocorrer a oxidação da matéria orgânica biodegradável. Esse método é mais rápido que o da DBO, tem duração de 2 a 3 horas enquanto que o outro equivale ao tempo de cinco dias. A DQO é muito importante no controle de efluentes industriais. SOLO COMPONENTES DO SOLO O solo é uma mistura de vários minerais, água, ar e matéria orgânica capaz de manter a vida das plantas na superfície terrestre. É o produto final das ações dos processos físicos, químicos e biológicos que degradam as rochas e os restos de matéria orgânica. A porção orgânica do solo consiste em biomassa de plantas e animais em várias fases de apodrecimento. No solo podem ser encontradas muitas populações de bactérias, fungos e animais (como nematoides e minhocas). FORMAÇÃO DO SOLO COMPONENTES DO SOLO A fração sólida do solo possui aproximadamente 5% de matéria orgânica e 95% de matéria inorgânica. (Essa composição é variável: alguns solos podem conter até 95% de material orgânico.) CLASSIFICAÇÃO DAS PARTÍCULAS QUE COMPÕEM O SOLO EM TERMOS DE DIÂMETRO COMPONENTES DO SOLO Os solos exibem uma grande variedade de características que são usadas para a sua classificação para vários propósitos como produção agrícola e construção de estradas. Outras características do solo incluem resistência, tamanho das partículas, permeabilidade e grau de desenvolvimento. Os solos típicos mostram camadas características com o aumento da profundidade denominadas horizontes. Os horizontes formam-se como o resultado de interações complexas que ocorrem devido ao desgaste do solo provocado pelas mudanças ao longo do tempo (processos pedogenéticos). 8

9 Os horizontes do solo correspondem ao julgamento qualitativo do avaliador que considera alterações resultantes da formação do solo. Horizonte O: constituído de material orgânico sobreposto a outros horizontes minerais ou a rocha. (Em condições de má drenagem é chamado de H.) Horizonte A: constituído de material encontrado na superfície ou em sequência ao horizonte O. Difere-se dos horizontes seguintes pelo maior acúmulo de matéria orgânica e transporte de componentes minerais. Apresenta intensa atividade biológica e propriedades químicas, físicas e biológicas influenciadas pela matéria orgânica. Horizonte E: predomínio de partículas grosseiras como areia e silte, devido ao transporte (translocação) de argila, ferro ou alumínio para horizontes mais abaixo. Conhecido como horizonte eluvial (perda de material). Horizonte B: caracteriza-se como horizonte iluvial (ganho de material). É o horizonte que apresenta maior expressão dos processos pedogenéticos, notados pela cor, textura, mineralogia e estrutura. Horizonte C: horizonte pouco afetado pelos processos pedogenéticos. Horizonte R: constituído de material mineral consolidado, como a rocha. Não pode ser cortado com uma pá, mesmo quando úmido. CAMADAS DE UM PERFIL GENÉRICO DE SOLO (Adaptado de Rodrigues, 200) Matéria orgânica Micro-organismos ar Areia Ar e água ar Agregados de argila ar 9