CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

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1 Prof. Mauro Parolin

2 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Biogeoquímico é o resultado dos conjuntos de agentes biológicos (microorganismos), constituição da litosfera (rocha) e degradação química. A Biogeoquímica é a ciência que estuda a troca ou a circulação de matéria entre os componentes vivos e físico-químicos da Biosfera (Odum, 1971).

3 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Ciclos: representam a troca e a circulação de matéria entre os componentes vivos e físico-químicos da biosfera. Bio: os organismos interagem no processo de síntese orgânica e na decomposição dos elementos. Geo: o meio terrestre (solo) é o reservatório dos elementos. Químico: ciclo dos elementos e processos químicos de síntese e decomposição.

4 CLASSIFICAÇÃO DOS CICLOS 1. Ciclo da água ou hidrológico. 2. Ciclos dos macro e micronutrinentes: minerais em geral. 3. Ciclos sedimentares: fósforo, enxofre, cálcio, magnésio e potássio. 4. Ciclos gasosos: carbono, nitrogênio e oxigênio.

5 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

6 CICLO HIDROLÓGICO Mais abundante componente da matéria viva, a água precisa ser necessariamente reciclada para a garantia de vida no planeta. A superfície terrestre é recoberta por cerca de 75% de água. De toda a água que recobre a Terra, cerca de 97% pertencem ao talassociclo (do grego thalassos = mar), isto é, ao conjunto que abrange todos os ecossistemas marinhos. O restante pertence ao limnociclo (do grego limne = lago), ou seja, o conjunto de todos os ecossistemas dulcícolas. Aspectos quantitativos: evaporação; infiltração; escoamento superficial. Aspectos qualitativos: parâmetros de qualidade: - físico-químicos; - biológicos.

7 CICLO HIDROLÓGICO A água evapora-se das superfícies aquáticas (principalmente) e terrestres, formando as nuvens. Condensa-se e se precipita na forma de chuva, neve ou granizo. No solo, a água pode percolar, isto é, atravessar as camadas do solo, atraídas pela força da gravidade, e atingir um lençol freático, de onde chega até um rio ou riacho. Parte da água precipitada pode ser retida pelo solo e absorvida pelas plantas, por seu sistema radicular. Nos vegetais, a perda de água ocorre por transpiração, sudação ou transferência alimentar à cadeia de consumidores. Os animais, por sua vez, participam do ciclo ingerindo água diretamente, ou indiretamente através dos alimentos. O processo de eliminação é variável, podendo ocorrer através de urina, fezes, respiração, suor, etc...

8 CICLO HIDROLÓGICO A água é o principal componente dos organismos vivos e o grande regulador do ambiente. A presença de água é fundamental para a existência de vida no planeta, uma vez que ela atua como regulador térmico do ambiente, fazendo com que as diferenças de temperatura entre a noite e o dia sejam minimizadas graças a seu alto calor específico. A maior parte da água doce encontra-se em locais de difícil extração (calota polar e subsolo). A água na atmosfera mostra-se em porcentagem ínfima. Porém, ao longo de um ano, muita água circula pela ecosfera.

9 CICLO HIDROLÓGICO Nesse ciclo, a presença do homem pode ser notada por meio do desmatamento e da impermeabilização via pavimentação do solo. Isso acelera a evaporação e reduz a recarga dos aqüíferos subterrâneos, gerando, assim, maiores enchentes nos cursos de água que cortam centros urbanos, causando uma série de danos físicos, econômicos e transtornos aos habitantes da cidade. Nas regiões de clima frio, deve-se considerar, ainda, a água armazenada na formas de geleiras, formadas pela precipitação de neve, e o fluxo correspondente ao degelo dessas geleiras.

10 DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NA BIOSFERA 99,34% 97,2% água salgada 2,14% calotas e geleiras polares 0,633% águas subterrâneas 0,66% 0,022% águas superficiais 0,005% águas do solo + evaporação

11 CICLO HIDROLÓGICO O ciclo hidrológico pode ser resumido por meio dos seguintes processos: DETENÇÃO: parte da precipitação fica retida na vegetação, depressões do terreno e construções. Essa massa de água retorna à atmosfera pela ação da evaporação ou penetra no solo pela infiltração. ESCOAMENTO SUPERFICIAL: constituído pela água que escoa sobre o solo, fluindo para locais de altitudes inferiores, até atingir um corpo d água como um rio, lago ou oceano. A água que compõe escoamento superficial pode também sofrer infiltração para as camadas superiores do solo, ficar retida ou sofrer evaporação.

12 CICLO HIDROLÓGICO INFILTRAÇÃO: a água infiltrada pode sofrer evaporação, ser utilizada pela vegetação, escoar ao longo da camada superior do solo ou alimentar o lençol de água subterrâneo. ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO: constituído por parte da água infiltrada na camada superior do solo, sendo bem mais lento que o escoamento superficial. Parte desse escoamento alimenta os rios e os lagos, além de ser responsável pela manutenção desses corpos durante épocas de estiagem.

13 CICLO HIDROLÓGICO EVAPOTRANSPIRAÇÃO: parte da água existente no solo que é utilizada pela vegetação e eliminada pelas folhas na forma de vapor. EVAPORAÇÃO: em qualquer das fases descritas anteriormente, a água pode voltar à atmosfera na forma de vapor, reiniciando o ciclo hidrológico. PRECIPITAÇÃO: água que cai sobre o solo ou sobre um corpo d água. * Nos oceanos, a evaporação excede a precipitação, e nos continentes ocorre o oposto.

14 Recursos hídricos: rios, lagos, represas, reservatórios. Manancial de captação: fonte de abastecimento / bacia de captação; bacia menor dentro de uma maior. Bacia hidrográfica: água superficial. 1. Qualidade da água indicador da manutenção dos processos hidrogeológicos. 2. Qualidade biogeoquímica indicador da manutenção da capacidade de suporte do solo. 3. Qualidade da biodiversidade indicador da resistência e da estabilidade.

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16 INTERVENÇÕES DO HOMEM 1. Desmatamento. 2. Pavimentação = taxa de impermeabilização. 3. Utilização de defensivos agrícolas. 4. Despejos de esgotos e efluentes industriais. 5. Eutrofização. 6. Diminuição do teor de oxigênio dissolvido nos rios. 7. Lançamento de substâncias tóxicas perigosas. 8. Poluição atmosférica. 9. Resíduos sólidos. 10. Represamento das águas.

17 CICLO DO CARBONO O reservatório de carbono é a atmosfera, onde o nutriente das plantas encontra-se na forma de dióxido de carbono (CO 2 ), um gás que, nas condições naturais de temperatura e pressão é inodoro e incolor. O carbono é o principal constituinte da matéria orgânica (49% do peso seco). O ciclo do carbono é perfeito, pois o elemento é devolvido ao meio à mesma taxa a que é sintetizado pelos produtores. As plantas utilizam o CO 2 e o vapor de água da atmosfera para, na presença de luz solar, sintetizar compostos orgânicos de carbono, hidrogênio e oxigênio, tais como a glicose (C 6 H 12 O 6 ). Reação da fotossíntese: 6CO H 2 O + energia solar = C 6 H 12 O 6 + 6O 2

18 CICLO DO CARBONO A fixação do carbono em sua forma orgânica indica que a fotossíntese é a base da vida na Terra. A energia solar é armazenada como energia química nas moléculas orgânicas da glicose. A energia armazenada nas moléculas orgânicas é liberada no processo inverso ao da fotossíntese: a respiração. Nesta, ocorre a quebra das moléculas com a conseqüente liberação de energia para a realização das atividades vitais dos organismos. Reação da respiração: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 = 6CO H 2 O kcal / molde glicose

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20 CICLO DO CARBONO Por meio da fotossíntese e da respiração, o carbono passa de sua fase inorgânica à fase orgânica e volta para a fase inorgânica, completando seu ciclo. Fotossíntese e respiração são processos de reciclagem do carbono e do oxigênio em várias formas químicas em todos os ecossistemas. A partir da Revolução Industrial, o homem passou a fazer uso intenso da energia armazenada, e no processo de queima (respiração) passou a devolver o CO 2 à atmosfera a uma taxa superior à capacidade assimiladora das plantas (fotossíntese) e dos oceanos (pela reação de difusão). Esse desequilíbrio do ciclo natural pode ter implicações na alteração do efeito estufa, com conseqüente aumento da temperatura global. Aproximadamente 50% do excesso de CO 2 gerado é absorvido pelos oceanos (Perkins, 1974). Difícil é prever até que ponto os oceanos suportarão o aumento de CO 2, diante da multiplicidade de fatores que intervêm no mecanismo de recuperação do sistema.

21 CICLO DO CARBONO O carbono é um elemento químico presente na estrutura de todas as moléculas orgânicas. É, portanto, essencial para a vida. Na natureza, o carbono encontra-se à disposição dos seres vivos na forma de CO 2 (gás carbônico), na atmosfera ou dissolvido na água. Através da fotossíntese, o CO 2 é fixado e transformado em matéria orgânica pelos produtores. Já os consumidores somente adquirem carbono através da nutrição. Tanto os produtores como os consumidores, porém, perdem carbono da mesma forma: através da respiração (que libera CO 2 para o ambiente) ou da cadeia alimentar (ao servirem de alimento para um organismo qualquer) ou, ainda, ao fornecerem material que fará parte da constituição do húmus (ou detritos orgânicos), pela morte do organismo ou de parte dele e pela eliminação de excreções ou resíduos digestivos.

22 CICLO DO CARBONO Os decompositores atuam sobre os detritos orgânicos liberando CO 2, que retorna à atmosfera, reintegrando-se a seu reservatório natural. Detritos orgânicos ainda podem originar os combustíveis fósseis que, através da combustão, eliminarão CO 2 de volta para a atmosfera. Obs.: Fotossíntese: CO 2 + H 2 O = > C 6 H 12 O 6 + H O 2 Respiração: C 6 H 12 O 6 + O 2 = > CO 2 + H 2 O + energia Combustão: combustível + energia + O 2 = > CO (detritos)

23 CICLO DO CARBONO Aspectos relevantes: 1. O ciclo do carbono e o ciclo hidrológico são, provavelmente, os dois ciclos biogeoquímicos mais importantes com relação à humanidade. 2. O pool / reservatório atmosférico é pequeno se comparado com o do carbono dos oceanos e dos combustíveis fósseis e outros depósitos. 3. Fluxo entre os pools do continente, da atmosfera e dos oceanos, que até o início da Era Industrial estavam em equilíbrio.

24 CICLO DO CARBONO 4. Durante os últimos anos, o conteúdo de CO 2 tem-se elevado por causa de novas entradas antropogênicas. A queima de combustível fóssil parece ser a principal fonte de novas entradas, mas a agricultura e o desmatamento também contribuem. 5. Perda líquida de CO 2 na agricultura, ou seja, um acréscimo de CO 2 na atmosfera maior do que sua retirada, pois suas culturas são ativas durante apenas uma parte do ano, não compensando o CO 2 liberado do solo (lavouras freqüentes). 6. O desmatamento poderá liberar carbono armazenado na madeira, principalmente se a madeira for queimada imediatamente e o uso se segue à oxidação do húmus, se a terra for usada para agricultura ou para desenvolvimento urbano (rápida oxidação do húmus e liberação de CO 2 gasoso que está retido no solo).

25 CICLO DO CARBONO Desmatamento: 1. Aumento do CO 2 emitido em função da emissão no momento da queima. 2. Redução da taxa fotossintética. 3. Queimadas de florestas. 4. Efeito estufa intervenções antropogênicas no ciclo do carbono.

26 Efeito estufa: CICLO DO CARBONO 1. Utilização excessiva de combustíveis fósseis (falta de incentivos para a geração de energia alternativa). 2. Desmatamento. 3. Poluição ambiental. 4. Intensificação do efeito estufa. 5. Mudanças climáticas. 6. Aquecimento global. 7. Mudança nos níveis dos oceanos.

27 CICLO DO NITROGÊNIO O aumento acentuado da população humana e, principalmente, da taxa de crescimento populacional após a Revolução Industrial, na segunda metade do século XIX, implicou um aumento da produtividade agrícola para fazer frente à demanda crescente de alimentos. O nitrogênio, assim como o fósforo, são fatores limitantes do crescimento dos vegetais e tornaram-se, por isso, alguns dos principais fertilizantes utilizados hoje na agricultura. O nitrogênio desempenha um importante papel na constituição das moléculas de proteínas, ácidos nucléicos, vitaminas, enzimas e hormônios, elementos vitais aos seres vivos.

28 CICLO DO NITROGÊNIO O ciclo do nitrogênio, assim como o do carbono, é um ciclo gasoso. Apesar dessa similaridade, existem algumas diferenças notáveis entre os dois ciclos: a atmosfera é rica em nitrogênio (78%) e pobre em Carbono (0,032%); apesar da abundância de nitrogênio na atmosfera, somente um grupo seleto de organismos consegue utilizar o nitrogênio gasoso; o envolvimento biológico no ciclo do nitrogênio é muito mais extenso do que no ciclo do carbono.

29 CICLO DO NITROGÊNIO Grande parte do nitrogênio existente nos organismos vivos não é obtida diretamente da atmosfera, uma vez que a principal forma de nutriente para os produtores são os nitratos (NO 3- ). No ciclo do nitrogênio existem quatro mecanismos diferentes e importantes: 1. fixação do N atmosférico em nitratos; 2. amonificação; 3. nitrificação; 4. desnitrificação.

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32 CICLO DO NITROGÊNIO A fixação do nitrogênio ocorre por meio dos organismos simbióticos fixadores de nitrogênio, dentre os quais destaca-se o Rhizobium, que vive em associação simbiótica (mutualismo) com raízes vegetais leguminosas (ervilha, soja, feijão, etc.). A fixação do nitrato por via biológica é a mais importante. O nitrogênio fixado é rapidamente dissolvido na água do solo e fica disponível para as plantas na forma de nitrato. Essas plantas transformam os nitratos em grande moléculas que contêm nitrogênio e outras moléculas orgânicas nitrogenadas, necessárias à vida. Inicia-se, assim, o processo de amonificação.

33 CICLO DO NITROGÊNIO Quando o nitrogênio orgânico entra na cadeia alimentar, passa a constituir moléculas orgânicas dos consumidores primários, secundários, etc... Atuando sobre os produtos de eliminação desses consumidores e do protoplasma de organismos mortos, as bactérias mineralizam o nitrogênio produzindo gás amônia (NH 3 ) e sais de amônio (NH 4+ ), completando a fase de amonificação do ciclo. NH 4+ e NH 3 são convertidos em nitritos (NO 2- ) e, posteriormente, no processo de nitrificação, de nitritos em nitratos (NO 3- ) por um grupo de bactérias quimiossintetizantes.

34 CICLO DO NITROGÊNIO A síntese industrial da amônia (NH 3 ) a partir do nitrogênio atmosférico (N 2 ), desenvolvida durante a Primeira Guerra Mundial, possibilitou o aparecimento dos fertilizantes sintéticos, com um conseqüente aumento da eficiência da agricultura. Entretanto, o ciclo equilibrado do nitrogênio depende de um conjunto de fatores bióticos e abióticos determinados e, portanto, nem sempre está apto a assimilar o excesso sintetizado artificialmente. Esse excesso, carregado para os rios, lagos e lençóis de água subterrâneos tem provocado o fenômeno da eutrofização, comprometendo a qualidade das águas.

35 CICLO DO NITROGÊNIO O Nitrogênio (N 2 ) é um elemento químico que participa da constituição de ácidos nucléicos, proteínas e clorofilas. Compreende-se, portanto, a importância do estudo do ciclo desse elemento na natureza, cujo reservatório natural é a atmosfera, onde perfaz cerca de 78% do ar. Entretanto, o N 2 é uma molécula que não constitui fonte adequada do elemento para a grande maioria dos seres vivos. De fato, com raras exceções, os seres vivos não conseguem fixar e, portanto, incorporar à matéria viva o N 2 atmosférico.

36 CICLO DO NITROGÊNIO 1. Ciclo gasoso do tipo complexo. 2. Interação dinâmica entre os fluxos e diferentes grupos de microorganismos. 3. Ciclo importante, pois limita ou controla a abundância dos organismos. 4. A atmosfera contém 80% do nitrogênio disponível na biosfera sendo, dessa forma, o maior reservatório do composto e a válvula de escape do sistema.

37 CICLO DO NITROGÊNIO 5. O nitrogênio entra constantemente na atmosfera pela ação das bactérias desnitrificantes, e continuamente retorna ao ciclo pela ação das bactérias ou algas fixadoras de nitrogênio (biofixação). 6. A degradação do nitrogênio presente na célula (formas orgânicas ou inorgânicas) acontece pelas ação de espécies bacterianas especializadas presentes no solo, as quais disponibilizam amônia e nitrato. Essas duas formas de nitrogênio são os compostos facilmente utilizáveis pelas plantas verdes.

38 CICLO DO NITROGÊNIO A fixação biológica do N2 Na natureza, são poucas as formas vivas capazes de promover a fixação biológica do N 2. Alguns desses organismos têm vida livre, e entre eles podem-se citar certas algas azuis, como a Nostoc, e bactérias do gênero Azotobacter e Clostridium. Outros, considerados os mais importantes fixadores de N 2, vivem associadas às raízes de leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa, etc.). Nesse caso estão as bactérias Rhizobium, que vivem normalmente no solo, de onde alcançam o sistema radicular das leguminosas jovens e penetram através dos pêlos absorventes, instalando-se finalmente nos tecidos corticais das raízes; ali se desenvolvem, fixando o N 2 atmosférico e transformando-o em sais nitrogenados, que são utilizados pelas plantas. O Rhizobium, então, funciona como um verdadeiro adubo vivo, fornecendo à planta os sais de nitrogênio necessários a seu desenvolvimento. Em contrapartida, a planta fornece matéria orgânica para as bactérias, definindo uma relação de benefícios mútuos denominada mutualismo.

39 A nitrificação CICLO DO NITROGÊNIO Quando os decompositores atuam sobre a matéria orgânica nitrogenada (proteína do húmus, por exemplo) liberam diversos resíduos para o meio ambiente, entre eles a amônia (NH 3 ). Combinando-se com a água do solo, a amônia forma hidróxido de amônio que ionizando-se, produz NH 4+ (íon amônio) e OH - (hidroxila). Ao processo de decomposição, em que compostos orgânicos nitrogenados se transformam em amônia ou íon amônio, dá-se o nome de amonização. Os íons amônio presentes no solo seguem então duas vias: ou são absorvidas pelas plantas ou aproveitados por bactérias do gênero Nitrosomonas e Nitrosococcus. Essas bactérias quimiossintetizantes oxidam os íons e, com a energia liberada, fabricam compostos orgânicos a partir do CO 2 e água, definindo a quimiossíntese. A oxidação dos íons amônio produz nitritos como resíduos nitrogenados, que são liberados para o meio ambiente. À conversão dos íons amônio em nitritos dá-se o nome de nitrosação.

40 CICLO DO NITROGÊNIO Os nitritos liberados pelas bactérias nitrosas (Nitrosomonas e Nitrosococcus) são absorvidos e utilizados como fonte de energia por bactérias quimiossintetizantes do gênero Nitrobacter. Da oxidação dos nitritos formamse os nitratos que, liberados para o solo, podem ser absorvidos e metabolizados pelas plantas. À conversão do nitrito (ou ácido nitroso) em nitrato (ou ácido nítrico) dá-se o nome de nitratação. A ação conjunta das bactérias nitrosas (Nitrosomonas e Nitrosococcus) e nítricas (Nitrobacter) permite a transformação da amônia em nitratos. A esse processo denomina-se nitrificação e às bactérias envolvidas dá-se o nome de nitrificantes.

41 CICLO DO NITROGÊNIO Os nitritos liberados pelas bactérias nitrosas (Nitrosomonas e Nitrosococcus) são absorvidos e utilizados como fonte de energia por bactérias quimiossintetizantes do gênero Nitrobacter. Da oxidação dos nitritos formamse os nitratos que, liberados para o solo, podem ser absorvidos e metabolizados pelas plantas. À conversão do nitrito (ou ácido nitroso) em nitrato (ou ácido nítrico) dá-se o nome de nitratação. A ação conjunta das bactérias nitrosas (Nitrosomonas e Nitrosococcus) e nítricas (Nitrobacter) permite a transformação da amônia em nitratos. A esse processo denomina-se nitrificação e às bactérias envolvidas dá-se o nome de nitrificantes.

42 CICLO DO NITROGÊNIO Resumindo: Nitrosação: conversão de íons amônio (ou amônia) em nitritos. Nitratação: conversão de nitritos em nitratos. Nitrificação: conversão de íons amônio em nitratos. Bactérias nitrificantes: compreendem as bactérias nitrosas (Nitrosomonas e Nitrosococcus) e nítricas (Nitrobacter). No solo existem muitas bactérias (Pseudomonas, por exemplo) que, em condições anaeróbicas, utilizam nitratos em vez de oxigênio no processo respiratório. Ocorre, então, a conversão de nitrato em N 2, que retorna à atmosfera, fechando o ciclo. À transformação dos nitratos em N 2 dá-se o nome de desnitrificação, e as bactérias que realizam essa transformação são chamadas de desnitrificantes.

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44 PROCESSO DE EUTROFIZAÇÃO Enriquecimento das águas com nutrientes essenciais, como o nitrogênio e o fósforo, e desenvolvimento excessivo do fitoplâncton, provocando problemas de consumo de oxigênio e baixa diversidade. Consumo de oxigênio pelos processos de biodegradação. Processos de biodegradação sem oxigênio liberação de H 2 S e CH 4.

45 CICLO DO ENXOFRE O enxofre apresenta um ciclo basicamente sedimentar, embora possua uma fase gasosa, de pouca importância. A principal forma de assimilação do enxofre pelos seres produtores é como sulfato inorgânico. O processo biológico envolvido nesse ciclo compreende uma série de microorganismos com funções específicas de redução e oxidação. A maior parte do enxofre que é assimilado é mineralizado em processos de decomposição. Sob condições anaeróbias, ele é reduzido a sulfetos, entre os quais o sulfeto de hidrogênio (H 2 S), composto letal à maioria dos seres vivos, principalmente aos ecossistemas aquáticos em grandes profundidades. Esse gás, tanto no solo como na água, sobe a camadas mais aeradas, onde então é oxidado, passando à forma de enxofre elementar, quando mais oxidado ele se transforma em sulfato.

46 CICLO DO ENXOFRE Sob condições anaeróbias e na presença de ferro, o enxofre precipita-se, formando sulfetos férricos e ferrosos. Esses compostos, por sua vez, permitem que o fósforo converta-se de insolúvel a solúvel, tornando-se, assim, utilizável. Esse exemplo mostra a inter-relação que ocorre em um ecossistema entre diferentes ciclos de minerais. As ação do homem também interfere nesse ciclo por meio de grandes quantidades de dióxido de enxofre liberados nos processos de queima de carvão e óleo combustível em indústrias e usinas termoelétricas. O dióxido de enxofre tem potenciais efeitos danosos ao organismo, além de provocar, em certas situações, a chuva ácida e o smog industrial.

47 CICLO DO ENXOFRE 1. O grande reservatório de enxofre é no solo e nos sedimentos. 2. É um ciclo que caracteriza-se pela participação efetiva e rápida dos microorganismos. 3. Recuperação de compostos de enxofre a partir da ação microbiana sobre o sedimentos profundos. 4. Interação nos processos geoquímicos, meteorológicos e biológicos. 5. Interdependência do ar, da água e do solo na regulação do ciclo global. 6. A principal forma disponível é o sulfato (SO 4 ), que será reduzido pelos seres autótrofos e incorporado às proteínas. 7. É um ciclo menos limitante do que o do nitrogênio e o do fósforo.

48 CICLO DO ENXOFRE INTERVENÇÕES ANTRÓPICAS 1. O dióxido de enxofre (SO 2 ) é liberado na atmosfera pela queima de combustíveis fósseis. 2. O SO 2 interage com o vapor d água produzindo gotículas de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) diluído, o que acarretará a precipitação de chuva ácida. 3. O excremento animal representa um fonte de sulfato reciclado. 4. A produção primária é responsável pela incorporação do sulfato à matéria orgânica.

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51 CICLO DO FÓSFORO O fósforo é o material genético constituinte das moléculas de DNA e RNA e componente dos ossos e dentes. É, portanto, elemento fundamental na transferência de caracteres no processo de reprodução dos seres humanos. Os fósforo aparece nos organismos em proporção muito superior aos outros elementos, quando comparado com sua participação nas fontes primárias. Esse fato justifica a importância ecológica do fósforo, sugerindo ser o fator mais limitante à produtividade primária. O fósforo é um elemento de ciclo fundamentalmente sedimentar; seu principal reservatório é a litosfera, mais precisamente as rochas fosfatadas e alguns depósitos formados ao longo de milênios.

52 CICLO DO FÓSFORO Por meio de processos erosivos, ocorre a liberação do fósforo na forma de fosfatos, que serão utilizados pelos produtores. Entretanto, parte desses fosfatos liberados é carreada para os oceanos, onde se perde em depósitos a grande profundidades, ou é consumida pelo fitoplâncton. Os meio de retorno do fósforo para os ecossistemas a partir do oceanos são insuficientes para compensar a parcela que se perde. Ao mesmo tempo em que reduzem a taxa de retorno, os seres humanos, agindo sobre a natureza com a exploração da mineração, ocupação desordenada do solo, desmatamentos e agricultura, entre outras atividades, aceleram o processo de perda de fósforo do ciclo.

53 CICLO DO FÓSFORO O ciclo do fósforo é lento, passando da litosfera para a hidrosfera por meio da erosão. Parte do fósforo é perdida para os depósitos de sedimentos profundos no oceano. Devido a movimentos tectônicos, existe a possibilidade de levantamentos geológicos que tragam de volta o fósforo perdido. Por meio da reciclagem, o fósforo, em compostos orgânicos, é quebrado pelos decompositores e transformado em fosfatos, sendo novamente utilizado pelos produtores. Nesse processo também há perdas, uma vez que os ossos, ricos em fósforo, oferecem resistência aos decompositores e à erosão.

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56 CICLO DO FÓSFORO 1. Rochas sedimentares são o reservatório natural do fósforo. 2. O fósforo é um elemento essencial para a constituição de ATP, DNA e RNA. 3. A forma mais comum para a absorção dos vegetais é o PO Assim como o nitrogênio, é um elemento limitante, controlando a abundância dos organismos.

57 CICLO DO FÓSFORO INTERVENÇÕES ANTRÓPICAS - EUTROFIZAÇÃO - 1. Despejos de efluentes ricos em fosfatos. Ex.: detergentes. 2. Utilização de fertilizantes químicos, ricos em fosfatos.

58 CICLO DO OXIGÊNIO O oxigênio molecular (O 2 ), indispensável à respiração aeróbica, é o segundo componente mais abundante da atmosfera, onde existe na proporção de cerca de 21%. O oxigênio teria desaparecido da atmosfera, não fosse o contínuo reabastecimento promovido pela fotossíntese, principalmente do fitoplâncton marinho, considerado o verdadeiro "pulmão" do mundo.

59 CICLO DO OXIGÊNIO O oxigênio pode ser consumido da atmosfera através das seguintes vias: atividade respiratória de plantas e animais; combustão; degradação, principalmente pela ação de raios ultravioleta, com formação de ozônio (O 3 ); combinação com metais do solo (principalmente o ferro), formando óxidos metálicos.

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