Os Ciclos Biogeoquímicos Estágio- Docência: Camila Macêdo Medeiros
(Odum, 1971). Ciclos Biogeoquímicos Bio Porque os organismos vivos interagem no processo de síntese orgânica e decomposição dos elementos. Geo Porque o meio terrestre é a fonte dos elementos. Químico Porque são ciclos de elementos químicos. o A Biogeoquímica é a ciência que estuda a troca ou a circulação de matéria entre os componentes vivos e físico-químicos da Biosfera
Ciclos Biogeoquímicos Trata-se de movimentos cíclicos de elementos químicos entre o meio biológico e o ambiente geológico. Características: Existência de um depósito geológico; Presença de seres vivos; Câmbios químicos; Movimento do elemento químico.
Ciclos Biogeoquímicos o Os elementos necessários à vida - água, carbono, oxigênio, nitrogênio, etc. - passam por ciclos biogeoquímicos que mantêm sua pureza e a capacidade de serem aproveitados pelos seres vivos.
% elementos mais presentes nos seres vivos Elemento Homem O 65,0 C 18,0 H 10,0 N 3,3 Ca 1,5 P 1,0 S 0,25 Fe 0,005
Elementos essenciais à vida Nutrientes elementos químicos e sais dissolvidos necessários ao crescimento e a reprodução dos seres vivos. Macronutrientes quantidades superiores à 0,2 por cento do peso orgânico seco do ser vivo (C, H, O, N, Ca, P, S, K, Cl, Na, Mg e Fe); Micronutrientes quantidades inferiores à 0,2 por cento do peso orgânico seco do ser vivo (Al, Bo, Cr, Zn, Mo, V e Co).
Classificação dos ciclos biogeoquímicos o Ciclos Gasosos - o depósito está na atmosfera ou hidrosfera, composto dos seguintes nutrientes: Oxigênio Carbono Nitrogênio Reservatório é a atmosfera Grande reservatório está na hidrosfera, na forma de gás carbônico. Embora também esteja presente na atmosfera Reservatório é a atmosfera o Ciclos Sedimentares - o depósito está na crosta terrestre, composto dos seguintes nutrientes: Fósforo Enxofre Os reservatórios são as rochas formadas em remotas eras geológicas O maior reservatório são as rochas e sedimentos o Ciclo da água - Os depósitos são o mar, rios, lagos e os lençóis subterrâneos.
Ciclo do Carbono
Ciclo do carbono o O carbono é um elemento químico de grande importância para os seres vivos, pois participa da composição química de todos os componentes orgânicos e de uma grande parcela dos inorgânicos também. o O gás carbônico se encontra na atmosfera numa concentração bem baixa, aproximadamente 0,03% e, em proporções semelhantes, dissolvido na parte superficial dos mares, oceanos, rios e lagos.
CICLO DO CARBONO
Ciclo do Carbono o o Parte dos restos de animais e vegetais pode não sofrer decomposição e transformar-se em combustíveis fósseis (carvão e petróleo). Boa parte do carbono que estava preso durante milhões de anos nessas substâncias, está sendo devolvido à atmosfera, através da queima de combustíveis. Em conseqüência destas queimas, a concentração de CO 2 na atmosfera aumentou nos últimos anos.
Ciclo do Carbono O efeito estufa é hoje uma das principais preocupações de governos e de instituições internacionais ligadas ao problema ambiental.
EFEITO ESTUFA - CONSEQÜÊNCIAS o o o o Alterações nos Ecossistemas extinção de espécies Derretimento das Geleiras Perdas na Produção Agrícola Alterações nas Correntes Marinhas
Ciclo do Carbono Resultados de medições de concentração a partir de 1820, obtidos pela análise de ar contido em camada de gelo polar, e informações sobre o estoque florestal, obtidos do exame de anéis de crescimento de árvores, permitiram estabelecer uma base de informações da qual se pode deduzir a contribuição dos combustíveis fósseis para o carbono atmosférico. Fonte: Ferreira. em http://ecen.com/eee26/emis_omar.htm.
Fonte: Ferreira. em http://ecen.com/eee26/emis_omar.htm. Ciclo do Carbono O carbono emitido pelas fontes bióticas e pelo uso da energia é parcialmente absorvido nos sumidouros naturais (biomassa e oceanos), ficando o restante na atmosfera. Esta última parte é a causa das preocupações a curto prazo. Naturalmente é impossível carimbar o carbono conforme sua origem, de forma que um confronto entre a emissão e a retenção na atmosfera referir-se-á ao carbono total em circulação.
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Ciclo do Oxigênio
Ciclo do Oxigênio o O oxigênio se distribui em três reservatórios: a atmosfera (os gases que rodeiam a superfície da terra), a biosfera (os organismos vivos e o seu ambiente próximo) e a litosfera (a parte sólida exterior da terra). o O oxigênio é o elemento mais abundante na crosta terrestre e nos oceanos, e o segundo na atmosfera. o Na atmosfera encontra-se como oxigênio diatômico/oxigênio molecular (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.
existência da vida Ciclo do Oxigênio o O oxigênio molecular (O 2 ) representa 20% da atmosfera terrestre. Este oxigênio satisfaz as necessidades de todos os organismos terrestres que o respiram no seu metabolismo o O principal fator na produção de oxigênio é a fotossíntese, que é responsável pela atual atmosfera terrestre e pela
Ciclo do Oxigênio
Alterações no ciclo do Oxigênio o O fator mais recente que afeta o ciclo do oxigênio na biosfera e o balanço de oxigênio na terra, é o próprio homem. o Além de inalar oxigênio e de exalar dióxido de carbono, o homem contribui para diminuir o nível de oxigênio e aumentar o de dióxido de carbono o pela queima de combustíveis; o pelo desmatamento e o pela pavimentação de terras anteriormente verdes.
Ciclo do Nitrogênio
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: o a atmosfera é rica em nitrogênio (78%) e pobre em Carbono (0,032%); o apesar da abundância de nitrogênio na atmosfera, somente um grupo seleto de organismos consegue utilizar o nitrogênio gasoso; o o envolvimento biológico no ciclo do nitrogênio é muito mais extenso do que no ciclo do carbono.
Ciclo do Nitrogênio
Ciclo do Nitrogênio FIXAÇÃO O nitrogênio utilizável pelos seres vivos é o combinado com o hidrogênio na forma de amônia (NH 3 ). A transformação do N 2 em NH 3 é chamada fixação. o Fenômenos físicos, como os relâmpagos e faíscas elétricas, são processos fixadores de nitrogênio. A produção de amônia por esses fenômenos atmosféricos é pequeníssima, sendo praticamente negligenciável em face às necessidades dos seres vivos. A fixação do nitrogênio por esses meios é denominada fixação física.
Ciclo do Nitrogênio o Outra forma de fixação de nitrogênio é a fixação industrial, realizada por indústrias de fertilizantes, onde se consegue uma elevada taxa de fixação de nitrogênio. o A fixação do nitrogênio realizada pelas bactérias, algas azuis e fungos que vivem livres no solo ou associados às raízes de plantas é denominada de fixação biológica ou biofixação.
Ciclo do Nitrogênio AMONIZAÇÃO o Quando os decompositores começam a atuar sobre a matéria orgânica nitrogenada (proteínas do húmus, por exemplo), liberam diversos resíduos para o ambiente, entre eles a amônia (NH 3 ). Combinando-se com a água do solo, a amônia forma hidróxido de amônio que ionizando-se produz o íon amônio (NH 4+ ) e hidroxila. Esse processo é denominado de amonização.
Ciclo do Nitrogênio NITRIFICAÇÃO o A oxidação dos íons amônio produz nitritos como resíduos nitrogenados, que por sua vez são liberados para o ambiente ou oxidados a nitrato. A conversão dos íons amônio em nitrito e nitrato é conhecida por nitrificação, que ocorre pela ação de bactérias nitrificantes (Nitrosomas, Nitrosococus, Nitrobacter). O processo de nitrificação pode ser dividido em duas etapas: Nitrosação: A amônia é transformada em nitrito Nitratação: Ocorre a transformação do íon nitrito em íon nitrato
Ciclo do Nitrogênio DESNITRIFICAÇÃO o A amônia produzida pelos fixadores ou pela amonização pode ser aproveitada pelas bactérias nitrificantes ou ser transformada em N 2 livre, desprendendo-se para a atmosfera. Essa devolução de nitrogênio para a atmosfera é conhecida por desnitrificação e é comumente realizada pelas bactérias desnitrificantes (Pseudomonas denitificans). Aparentemente indesejável, a desnitrificação é necessária porque, se não ocorresse, a concentração de nitratos no solo aumentaria de maneira desastrosa.
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Ciclo do Fósforo e do Enxofre
Ciclo do Fósforo o O ciclo do fósforo é mais simples do que os ciclos do carbono e do nitrogênio, pois não existem muitos compostos gasosos de fósforo, apenas um composto de fósforo realmente importante para os seres vivos que é o íon fosfato. o O fósforo é um elemento químico que participa estruturalmente de moléculas fundamentais do metabolismo celular, como fosfolipídios, coenzimas e ácidos nucléicos. Além disso, é um nutriente limitante do
Ciclo do Fósforo Fosfato na Rocha Fosfato no Solo Vegetais Animais Decompositor Rochas Fosfato nos Mares Cadeia Alimentar Algas Peixes Aves Excrementos de Aves Marinhas
Ciclo do Fósforo o Os grandes reservatórios de fósforo são as rochas. Esses reservatórios, devido ao intemperismo, pouco a pouco fornecem o fósforo para os ecossistemas, onde é absorvido pelos vegetais e posteriormente transferido aos animais superiores e, por conseqüência, ao Homem, via cadeia alimentar. o O retorno do fósforo ao meio ocorre pela ação de bactérias fosfolizantes, atuando nas carcaças de animais mortos. O fósforo retorna ao meio na forma de composto solúvel, sendo portanto facilmente carregado pela chuva para os lagos e rios e destes para os mares, de forma que o fundo do mar passa a ser um grande depósito de fósforo solúvel.
Ciclo do Fósforo As aves marinhas desempenham um papel importante na restituição do fósforo marinho para o ambiente terrestre, pois ao se alimentarem de peixes marinhos e excretarem em terra firme, trazem o fósforo de volta ao ambiente terrestre.
Ciclo do Enxofre As proteínas dependem basicamente do enxofre. O enxofre é encontrado no solo em combinações de sais de sulfato, sulfetos e minério. Nas proximidades de vulcões, o enxofre é encontrado na sua forma original, razão pela qual há muitas unidades de exploração nestas regiões.
Ciclo do Enxofre O ciclo do enxofre compreende 6 etapas básicas: a) As plantas absorvem compostos contendo enxofre além dos sulfatos; b) Na produção de aminoácidos das plantas o hidrogênio substitui o oxigênio na composição dos sulfatos; c) Os seres vivos se alimentam das plantas; d) microorganismos decompõe os aminoácidos que contêm enxofre nos restos de animais e plantas, criando sulfito de hidrogênio; e) o enxofre é extraído do sulfito por bactérias e microorganismos; f) sulfatos são produzidos pela ação de microorganismos na combinação do enxofre com o oxigênio.
Ciclo do Enxofre o O ciclo do enxofre é complicado pelo grande número de estados de oxidação que este elemento pode assumir, incluindo o sulfeto de hidrogênio (H 2 S), dióxido de enxofre (SO 2 ), sulfato (SO 2 4 ) e ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ), entre outros; o Os processos inorgânicos são responsáveis por muitas destas transformações; o o Bactérias, que seqüestram o enxofre e/ou o liberam para o meio ambiente; Apresenta um ciclo com dois reservatórios: um maior, nos sedimentos da crosta terrestre outro, menor, na atmosfera.
Ciclo da Água
Ciclo da Água o Pode definir-se ciclo hidrológico como a seqüência fechada de fenômenos pelos quais a água passa. Evaporação Infiltração Precipitação Escoamento
Quantidade de Água
Recursos Hídricos
Distribuição da Água no Brasil
Ciclo Hidrológico
Etapas do Ciclo Hidrológico
Alterações no Ciclo da água O desmatamento e a retirada da cobertura vegetal deixa o solo desprotegido, facilitando a erosão e o assoreamento dos rios, lagos e lagoas. o A erosão do solo deixa-o impróprio para a agricultura e atividades pastoris e o assoreamento dos rios pode provocar enchentes catastróficas.
Alterações no Ciclo hidrológico o O ciclo da água é um dos reguladores de todos os outros ciclos, de tal sorte que caso ele seja quebrado ou mesmo tenha seu equilíbrio alterado de alguma forma, todos os outros ciclos sofrerão abalos em sua forma de atuação. Uma alteração no ciclo da água leva, por exemplo, a uma alteração no ciclo do fósforo. É pela ação da água que parte do fósforo é retirado das rochas e absorvido pelas plantas e em seguida incorporado aos organismos superiores via alimentação.
Vamos Exercitar!!! Comente como as atividades antrópica alteram os ciclos biogeoquímicos.
Respostas
Até a próxima aula!!!