Nutrientes

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Nutrientes fósforo
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
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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.
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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
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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
Microcystis
Aphanizomenon
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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

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Nutrientes fósforo

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

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Fósforo formas encontradas

• A principal forma inorgânica de P é o ortofosfato
  PO43
• A maior parte do P encontrado na coluna de água
  (gt98) 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)
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Fósforo propriedades básicas

• Não existem reações redox ou de respiração
  diretamente envolvidas (organismos não geram
  energia a partir da química do P)
• PO43 é altamente ligado aos sítios catiônicos
  (Al3, Fe3, Ca2)
• A concentração é fortemente afetada pelas reações
  redox do ferro.

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O que acontece quando o P entra no lago?
Lago Linsley (12 m prof.)
32P04
Hutchinson Bowen 1950
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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
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Ciclagem de fósforo no epilímnio
fósforo particulado 98.5
0.13
pequenas moléculas orgânicas dissolvidas
Perdas por sedimentação
perdas por sedimentação
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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)

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De onde vem o fósforo?
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Fósforo fontes externas

• Fontes difusas
• Descargas da bacia de drenagem via tributários
• Deposição atmosférica
• Fontes pontuais
• Esgoto doméstico
• Descargas industriais

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A dinâmica do fósforo nos ecossistemas aquáticos

• ?

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)

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• 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.

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O íon férrico (Fe3) dissolvido na água e nos
sedimentos, na presença de oxigênio, liga-se ao P
e criar um precipitado insolúvel
PO43-
Fe
Fe(OH)3
PO43-
PO43-
É a chamada armadilha de ferro e acontece
somente quando o hipolímnio contém oxigênio
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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
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• Papel ativo das bactérias
• Papel do enxofre é mais importante do que se
  previa

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• 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)

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• Fósforo em reservatórios fase de enchimento

• Esteves (1998)

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• Fósforo em reservatórios fase de enchimento
  (Corumbá GO)

• Thomaz et al. (no prelo)

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(No Transcript)
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)

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Nutrientes perfis verticais de verão

• Oligotrófico

• Eutrófico

• 0

• anoxia

• anoxia

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(No Transcript)