Universidade Federal de Campina Grande

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Universidade Federal de Campina Grande UFCG
Professora Márcia M. Rios Ribeiro Estagiários
-docentes (Programa de Pós-Graduação em Eng.
Civil e Ambiental) Danniel Cláudio de
Araújo Período 2010.1
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CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
DEFINIÇÃO

• Tratam-se de movimentos cíclicos que envolvem
  elementos químicos presentes no meio biológico e
  o ambiente geológico
• Elementos que são necessários ao desenvolvimento
  dos tecidos vivos

BIO GEO
QUÍMICOS
Porque os organismos vivos interagem no processo
de síntese orgânica e decomposição dos elementos
Porque o meio terrestre é a fonte dos elementos
Porque são ciclos de elementos químicos
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Elementos químicos mais presentes nos seres vivos
( por peso)
Fonte BIOLOGIA BSCS versão Verde, vol.1, 1979
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• As principais características observadas nos
  ciclos biogeoquímicos são
• Um deposito geológico (atmosfera ou litosfera)
• Inclusão dos seres vivos (vegetais, animais e
  microrganismos)
• Câmbios químicos
• Movimento do elemento químico desde o meio
  físico até os organismos e seu retorno a este
• Para a ecologia, o fator mais importante de um
  ciclo biogeoquímicos é o fato de que os
  componentes bióticos e abióticos aparecem
  intimamente entrelaçados.

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(No Transcript)
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• Ciclos Gasosos - o depósito está na atmosfera ou
  hidrosfera, composto dos seguintes nutrientes

Oxigênio Reservatório é a atmosfera
Carbono Grande reservatório está na hidrosfera, na forma de gás carbônico, embora também esteja presente na atmosfera
Nitrogênio Reservatório é a atmosfera.

• Ciclos Sedimentares - depósito está na crosta
  terrestre, composto dos seguintes nutrientes

Água Os depósitos são o mar, rios, lagos, rochas sedimentares.
Fósforo Os reservatórios são as rochas formadas em remotas eras geológicas.
Enxofre O maior reservatório são as rochas e sedimentos.
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• Desta forma os ciclos biogeoquímicos podem ser
  divididos em dois tipos
• Ciclos (de nutrientes) gasosos
• Cujo depósito ou reservatório geológico é a
  atmosfera (rápidos e fechados)
• - Ciclo do Carbono
• - Ciclo do Oxigênio
• - Ciclo do Nitrogênio
• Ciclos (de nutrientes) sedimentares
• Cujo reservatório geológico são as rochas
  sedimentares ( lentos)
• - Ciclo do Fósforo
• - Ciclo do Enxofre
• A participação antrópica nos ciclos
  biogeoquímicos dá-se pela utilização do ar, da
  água e do solo como sumidouro de seus despejos.

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CICLO DO CARBONO
O elemento carbono (C) é o principal constituinte
de tudo o que é orgânico e embora o dióxido de
carbono (CO2) represente apenas 0,35 dos gases
que compõem a atmosfera, o carbono é um elemento
que nos últimos anos tem provocado mudanças
profundas em todo a terra.
O Ciclo do carbono se inicia a partir do momento
em que as plantas, ou outros organismos
autótrofos¹, absorvem o gás carbônico da
atmosfera e o utilizam na fotossíntese (ou
quimiossíntese no caso de alguns organismos)
incorporando-o às suas moléculas. Então o carbono
passa para o próximo nível trófico² quando os
animais herbívoros ingerem as plantas e absorvem
parte do carbono incorporado na forma de
açúcares.
¹ - organismos que, a partir de compostos
inorgânicos, fabrica seu próprio alimento
mediante fotossíntese ou quimiossíntese. ² -
Referente à nutrição ou o posicionamento na
cadeia alimentar.
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(No Transcript)
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• 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 consequência destas queimas, a concentração de
  CO2 na atmosfera aumentou nos últimos anos

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EFEITO ESTUFA
O efeito estufa é hoje  uma das principais
preocupações de governos e de instituições
internacionais ligadas ao problema ambiental.
Estimativas elaboradas há cerca de duas décadas
indicavam que ele causaria o aquecimento global
entre 1 e 4 º C no século 21. O melhor
conhecimento hoje disponível levou a se corrigir
a estimativa para baixo (1 a 1,5 ºC) e permitiu
divisar melhor as possíveis conseqüências desse
efeito.
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Resultados de medições de concentração a partir
de 1750, 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_om
ar.htm. pesquisado em 15/01/09
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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.
Fonte Ferreira. em http//ecen.com/eee26/emis_om
ar.htm. pesquisado em 15/01/09
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CICLO DO OXIGÊNIO

• 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 oxigênio é o elemento mais abundante na
  crosta terrestre e nos oceanos, e o segundo na
  atmosfera, que se encontra como
• oxigênio diatômico/oxigênio molecular (O2),
• dióxido de carbono (CO2),
• ozônio (O3),
• dióxido de nitrogênio (NO2),
• monóxido de nitrogênio (NO),
• dióxido de enxofre (SO2), etc.

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(No Transcript)
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FLUXO DO OXIGÊNIO

• A maior fonte do oxigênio presente na atmosfera e
  biosfera é a fotossíntese que transforma dióxido
  de carbono e água em oxigênio e açúcar
• 6CO2 6H2O energia ? C6H12O6 6O2

• O oxigênio também tem um ciclo entre a biosfera e
  a litosfera, através das conchas de carbonato de
  cálcio (CaCO3) produzidas por organismos marinhos
• A fotossíntese nos oceanos contribui
  aproximadamente com 45 do oxigênio total livre
  no ciclo do oxigênio. O crescimento da população
  de organismos que fazem fotossíntese é limitada
  principalmente pela disponibilidade de fósforo
  dissolvido.

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CICLO DO NITROGÊNIO

• O nitrogênio é um componente que entra na
  composição de duas moléculas orgânicas de
  considerável importância para os seres vivos as
  proteínas e os ácidos nucléicos.
• Embora presente em grande concentração no ar
  atmosférico, essencialmente na combinação
  molecular N2, poucos são os organismos que o
  assimilam nessa forma.
• Apenas certas bactérias e algas cianofíceas
  podem retirá-lo do ar na forma de N2 e
  incorporá-lo às suas moléculas orgânicas.
• Algumas bactérias nitrificantes na superfície do
  solo realizam a conversão do nitrogênio,
  transformam a amônia em nitratos,
  disponibilizando esse elemento diretamente às
  plantas e indiretamente aos animais, através das
  relações tróficas produtor e consumidor.

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(No Transcript)
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CICLO DO FÓSFORO

• 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 fósforo é o material genético constituinte das
  moléculas dos ácidos ribonucléico (RNA) e
  desoxirribonucléico (DNA) e componente dos ossos
  e dentes.
• O fósforo aparece principalmente na forma de
  fosfato (PO4-3), obtido a partir da degradação
  das rochas (minerais).
• Drenado gradativamente para o mar, o fosfato
  passa por processos de sedimentação, sendo
  incorporado às rochas. Podendo retornar ao
  ecossistema terrestre por meio dos processos
  geológicos, como a elevação do leito no mar ou o
  rebaixamento do nível das águas.

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• Existem dois ciclos do fósforo que acontecem em
  escalas de tempo bem diferentes
• Uma parte do elemento recicla-se localmente
  entre o solo, as plantas, consumidores e
  decompositores, em uma escala de tempo
  relativamente curta, que podemos chamar ciclo de
  tempo ecológico.
• Outra parte do fósforo ambiental sedimenta-se e
  é incorporada às rochas seu ciclo envolve uma
  escala de tempo muito mais longa, que pode ser
  chamada ciclo de tempo geológico.

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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. O ciclo do
enxofre compreende 6 etapas básicas a) As
plantas absorvem compostos contendo enxofre além
dos sulfatosb) Na produção de aminoácidos das
plantas, o hidrogênio substitui o oxigênio na
composição dos sulfatosc) Os seres vivos se
alimentam das plantasd) Microorganismos
decompõem os aminoácidos que contêm enxofre nos
restos de animais e plantas, criando sulfito de
hidrogênioe) O enxofre é extraído do sulfito
por bactérias e microorganismosf) Sulfatos são
produzidos pela ação de microorganismos na
combinação do enxofre com o oxigênio.
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• O ciclo do enxofre é complicado pelo grande
  número de estados de oxidação que este elemento
  pode assumir, incluindo o sulfeto de hidrogênio
  (H2S), dióxido de enxofre (SO2), sulfato (SO42)
  e ácido sulfúrico (H2SO4), entre outros
• Os processos inorgânicos são responsáveis por
  muitas destas transformações
• Bactérias, que seqüestram o enxofre e/ou o
  liberam para o meio ambiente
• As atividades humanas também liberam grandes
  quantidades de enxofre, principalmente através da
  queima de combustíveis fósseis
• Apresenta um ciclo com dois reservatórios um
  maior, nos sedimentos da crosta terrestre outro,
  menor, na atmosfera.

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(No Transcript)
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CICLO DA ÁGUA
Podemos definir ciclo hidrológico como a
seqüência fechada de fenômenos pelos quais a
água passa do globo terrestre para a atmosfera,
na fase de vapor, e regressa àquele, nas fases
líquida e sólida.
A água ocupa 70 da superfície da Terra. A maior
parte, 97, é salgada. Apenas 3 do total é água
doce, onde 77 está congelada, 22 compõem-se de
água subterrânea, o restante está na atmosfera,
animais, plantas. Apenas 0,01 vai para os rios,
ficando disponível para uso.
A água é uma das matérias-primas da fotossíntese
seus átomos de hidrogênio irão fazer parte da
glicose fabricada, e seus átomos de oxigênio se
unem para formar o O2 (gás oxigênio) liberado
para a atmosfera
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(No Transcript)
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O grande problema dos recursos hídricos é a sua
irregularidade no que se refere A distribuição
espacial e as demandas, como mostram as figuras
a seguir.
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Situação do Brasil
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ETAPAS DO CICLO HIDROLÓGICO
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(No Transcript)
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ALTERAÇÕES NO CICLO

• O desmatamento e a retirada da cobertura
  vegetal deixa o solo desprotegido, facilitando a
  erosão e o assoreamento dos rios, lagos e lagoas
• A erosão do solo deixa-o impróprio para a
  agricultura e atividades pastoris e o
  assoreamento dos rios pode provocar enchentes
  catastróficas

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• EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO
• Discorra sobre a participação antrópica nos
  ciclos biogeoquímicos
• A concentração de Co2 atmosférico é mais baixa
  ao meio dia e mais alta a noite. Usando o ciclo
  do carbono, explique como isto é possível.
• Descreva o ciclo hidrológico enumerando as
  etapas.