Ciclos Biogeoquímicos

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1 BIOLOGIA Luisinho

2 Ciclos Biogeoquímicos

3 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 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).

4 Ciclo Biogeoquímico: É a permuta cíclica de elementos químicos que ocorre entre os seres vivos e o ambiente. Todos os elementos químicos naturais apresentam um movimento dinâmico nos ecossistemas transitando constantemente entre o meio físico e os organismos. Tais ciclos envolvem etapas biológicas, físicas e químicas, alternadamente, daí a denominação usada.

5 Representando fica assim...

6 OS CICLOS MAIS IMPORTANTES SÃO: CICLO DA ÁGUA CICLO DO CARBONO CICLO DO OXIGÊNIO CICLO DO NITROGÊNIO CICLO DO FÓSFORO

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8 Importância principal componente dos organismos vivos grande regulador do ambiente regulador térmico do ambiente alto calor específico.

9 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

10 CICLO DA ÁGUA Embora a água não seja um elemento químico, e sim uma substância composta de hidrogênio e oxigênio, estudaremos o seu ciclo pelo fato de ela estar intimamente associada a todos os processos metabólicos. O ciclo da água pode ser considerado sob dois aspectos: o pequeno ciclo, ou ciclo curto, e o grande ciclo, ou ciclo longo.

11 Pequeno ciclo No p e q u e n o c i c l o, a á g u a d o s o c e a n o s, l a g o s, r i o s, g e l e i r a s e mesmo a e m b e b i d a no s o l o s o f r e e v a p o r a ç ã o p e l a a ç ã o do c a l o r a m b i e n t a l e p a s s a à f o r m a de v a p o r, d a n d o o r i g e m às n u v e n s. N a s c a m a d a s m a i s a l t a s da a t m o s f e r a, o v a p o r d á g u a s o f r e c o n d e n s a ç ã o, e a á g u a l í q u i d a v o l t a à c r o s t a t e r r e s t r e na f o r m a de c h u v a. Grande ciclo No g r a n d e c i c l o, s e r e s v i v o s e p a r t i c i p a da á g u a é a b s o r v i d a p e l o s o m e t a b o l i s m o d e l e s, s e n d o p o s t e r i o r m e n t e d e v o l v i d a p a r a o a m b i e n t e.

12 CICLO HIDROLÓGICO Evapora de superfícies aquáticas e terrestres, Forma as nuvens Condensa-se e se precipita na forma de chuva, neve ou granizo Atravessa as camadas do solo Atinge lençol freático, de onde Chega até um rio ou riacho Parte retida pelo solo e absorvida pelas plantas Nos vegetais, ocorre transpiração, sudação e/ou transferência alimentar à cadeia de consumidores Animais vão ingerir água diretamente e/ou indiretamente através dos alimentos Eleminam através de urina, fezes, respiração, suor, etc...

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14 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.

15 DESEQUILÍBRIOS PROVOCADOS PELO HOMEM:

16 DESEQUILÍBRIOS PROVOCADOS PELO HOMEM:

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18 CICLO DO CARBONO O reservatório é a atmosfera encontra-se na forma de dióxido de carbono (CO 2 ), é inodoro e incolor. principal constituinte da matéria orgânica (49% do peso seco). O ciclo perfeito elemento é devolvido ao meio à mesma taxa a que é sintetizado pelos produtores.

19 CICLO DO CARBONO As plantas utilizam o CO 2 e água e luz solar para 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 H 2 O 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. Reação da respiração: C 6 H 12 O 6 + 6O H 2 O = 6CO H 2 O + 36 ATP

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21 CICLO DO CARBONO 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)

22 Ação do homem 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.

23 Efeito estufa: Ação do homem 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.

24 DESEQUILÍBRIOS PROVOCADOS PELO HOMEM NO CICLO DO CARBONO: AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DE CO2 Após a revolução industrial, a emissão de poluentes derivados da queima de combustíveis fósseis têm aumentado surpreendentemente. Queimadas, que provoca: Desertificação e diminuição do banco genético. DIMINUIÇÃO DO CONSUMO DE CO2 Pelo petróleo derramado pelos oceanos, que provoca: Morte do plancton pela obstrução da passagem da luz; Pelo desmatamento.

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27 Ciclo do Nitrogênio: Constituição das proteínas e ácidos nucléicos Assim como o do carbono, é um ciclo gasoso. Na atmosfera, cerca de 78% do ar é formado por nitrogênio livre (N2), A maioria dos seres vivos é incapaz de aproveitá-lo no seu metabolismo. Os únicos seres que fixam o nitrogênio são bactérias, cianobactérias (adaptação enzimática)

28 CICLO DO NITROGÊNIO O nitrogênio desempenha um importante papel na constituição das moléculas de proteínas, ácidos nucléicos, vitaminas, enzimas e hormônios, elementos vitais aos seres vivos. Com a explosão da população após a revolução industrial, melhoras na produção de alimentos passou a ser urgente, com isso, novas técnicas de plantio e uma melhor adubação passou a ser fundamental.

29 CICLO DO NITROGÊNIO No ciclo do nitrogênio existem quatro mecanismos diferentes e importantes: A. Fixação do N atmosférico em nitratos; A. Fixação biológica B. Fixação física C. Fixação industrial B. Nitrificação; A. Nitrosação B. Nitratação C. Amonificação; D. Desnitrificação.

30 ETAPAS DO CICLO DO NITROGÊNIO: Seu ingresso no mundo vivo ocorre graças à atividade dos microrganismos fixadores, as algas azuis e algumas bactérias, que o transformam em amônia. No processo de nitrificação, outras bactérias transformam a amônia em nitritos e nitratos. Amonias e nitratos são utilizados pelos vegetais para a elaboração de compostos orgânicos nitrogenados que serão reaproveitados pelos animais. Bactérias mineralizam moléculas orgânicas, retirando o nitrogênio dessas moléculas na forma de NH3 ou NH4+ em um processo chamado amonificação. O ciclo fecha-se a partir da atividade de certas espécies de bactérias, que efetuam a denitrificação e devolvem o nitrogênio molecular, N2 para a atmosfera.

31 Processos e agentes do ciclo do Nitrogênio: Nome do Processo Agente Equação Fixação Bactéria Rhizobium e Nostoc (alga cianofícea) N2 => sais nitrogenados Amonização Bactérias decompositoras N orgânico => NH4 Nitrosação Bactéria Nitrosomonas e Nitrosococcus NH4 => NO2 Nitratação Bactéria Nitrobacter NO2 => NO3 Desnitrificação Bactérias Desnitrificantes (Pseudomonas) NO3 => N2

32 CICLO DO NITROGÊNIO

33 CICLO DO NITROGÊNIO

34 APLICAÇÃO DO CICLO DO NITROGÊNIO Adubação verde Rotação de culturas Culturas consorciadas

35 PROCESSO DE EUTROFIZAÇÃO Enriquecimento das águas com nutrientes essenciais, como o nitrogênio e o fósforo, leva ao desenvolvimento excessivo do fitoplâncton, estes, quando começam a morrer, faz com que decompositores aeróbicos aumentem em grande quantidade e consumam todo o oxigênio da água, levando à morte os aeróbicos, além de ocorrer a liberação de H 2 S e CH 4

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37 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.

38 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.

39 CICLO DO OXIGÊNIO

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41 CICLO DO FÓSFORO Não existem muitos compostos gasosos de fósforo e, portanto, não há passagem de fósforo pela atmosfera. A existência de apenas um composto de fósforo realmente importante para os seres vivos: o íon fosfato. A decomposição devolve o fósforo que fazia parte da matéria orgânica ao solo ou à água.

42 As plantas obtêm fósforo do ambiente absorvendo os fosfatos dissolvidos na água e no solo. Os animais obtêm fosfatos na água e no alimento. Devolvido na decomposição e nas fezes, uma parte do elemento recicla-se localmente entre o solo, as plantas, consumidores e decompositores, em uma escala de tempo relativamente curta. outra parte dele é arrastada pelas chuvas para os lagos e mares, onde acaba se incorporando às rochas. só retornará mais tarde, quando essas rochas se elevarem e na superfície, forem decompostas e transformadas em solo.

43 FONTES: Glossário Ambiental Dicionário de Ecologia