Ciclos Biogeoquímicos

BREVE DEFINIÇÃO

Circulação de elementos químicos no ecossistema, entre os seres vivos (componentes bióticos) e o meio ambiente (componente abiótico).

Fonte: http://www.kalipedia.com/ecologia/tema/dinamica-ecosistemas/ciclos-biogeoquimicos-i.html?x=20070418klpcnaecl_81.Kes

Principais Ciclos Biogeoquímicos

● Ciclo da água

● Ciclo do carbono

● Ciclo do nitrogênio

Ciclo da água

Lagos Plitvice - Croácia

Foz do Iguaçu - Brasil

Ciclo da água

Trecho do filme HOME (2009) – documentário de Yann Arthus-Bertrand. O filme é composto quase que inteiramente de imagens aéreas de várias partes de nosso planeta. Mostra a diversidade da vida e como a humanidade está tratando o equilíbrio ecológico do planeta.

Ciclo da água

Água➔ Uma das substâncias mais abundantes no planeta.

➔ Cerca de 70% da superfície terrestre é coberta por água.

➔ Apenas 3% desse total é apropriado para o consumo da fauna e da flora.

➔ Cerca de 80% da água potável está nas geleiras das calotas polares e 0,01% vai para os rios, ficando disponível para uso.

➔ O restante está em icebergs, subsolos muito profundos e geleiras (mencionadas anteriormente).

Distribuição da água na Terra:

- 97,5% da disponibilidade da água do mundo estão nos oceanos, ou seja, água salgada.

- 2,5% de água doce e está distribuída da seguinte forma: - 29,7% aquíferos; - 68,9% calotas polares; - 0,5% rios e lagos; - 0,9% outros reservatórios (nuvens, vapor d’água etc.).

Água no Brasil

● Detém cerca de 53% das reservas de água doce da América do Sul.

● Tem o maior rio do planeta (o Rio Amazonas).

● Climas equatorial, subtropical e tropical que atuam sobre o território brasileiro proporcionam elevados índices de chuva.

● Infelizmente, algumas regiões do país sofrem com a escassez deste recurso.

● Aproximadamente 72% da água doce no Brasil está localizada em mananciais na região amazônica, 27% estão no centro-sul do país e apenas 1% está na região nordeste, não por acaso a região mais seca e carente de água do país.

Rio Amazonas Seca no nordeste Floresta Amazônica

Água no Brasil

Ainda existe uma grande parcela da população que não tem acesso à água tratada e saneamento básico, o que requer medidas urgentes e políticas públicas para reverter este quadro. Seguem os números:

→ Atendimento em água potável: quando consideradas as áreas urbanas e rurais do País, a distribuição de água atinge 81,1% da população.

→ Atendimento em coleta de esgotos: chega a 46,2% da população brasileira.→ Esgoto gerado: apenas 37,9% recebe algum tipo de tratamento. A região com

maior índice de esgoto tratado é a Centro-Oeste, com 43,1%.→ Crescimento das ligações: entre 2009 e 2010, houve um crescimento de 2,2

milhões de ramais de água e de 2,4 milhões de ramais de esgotos no País.

Fonte: SNIS 2010 (Ministério das Cidades) em http://www.tratabrasil.org.br/detalhe.php?secao=20

Dos 200 litros diários de água que em média são consumidos em cada residência brasileira, 27% vão para consumo (cozinhar, beber água), 25% para higiene (banho, escovar os dentes), 12% para lavagem de roupa; 3% para outros fins (lavagem de carro) e, finalmente, 33% para descarga de banheiro. A reutilização de água utilizada em lavagens e banho (a chamada “água cinzenta”) nas descargas de vasos sanitários poderia então economizar 1/3 da água servida.

Água no mundo (segundo a ONU)

- 40% da população mundial já enfrentam escassez de água;- 2,2 milhões de pessoas morrem a cada ano por beberem água contaminada;- aproximadamente 21 países já sofrem com a escassez de água; - a partir de 2025, segundo a ONU, teremos uma séria crise de abastecimento de água, atingindo 2,8 bilhões de pessoas; - conflitos violentos pelo controle da água são registrados em 70 regiões do planeta; - o consumo mundial de água dobra a cada 20 anos; - a disponibilidade de água per capita no planeta foi reduzida em 60% nos últimos 50 anos;- 25% da população do planeta não têm acesso a água potável; - no mundo, 50% da água que vão para as grandes cidades é desperdiçada; - no Brasil este percentual chega a 40%; - 72% dos leitos hospitalares são ocupados por pacientes vítimas de doenças transmitidas pela água;

Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 63,9% dos 5.507 municípios brasileiros têm abastecimento de água por meio de rede de distribuição. A Organização das Nações Unidas (ONU) estima que a falta de saneamento resulte em uma morte infantil a cada 20 segundos.

Tratamento de águaDMAE – Porto Alegre

ETA DMAE - Tristeza ETA DMAE – Moinhos de Vento

Ciclo da água

Estimativas da ONU - um bilhão de pessoas não tem acesso a um abastecimento de água suficiente, que por definição é uma fonte que pode fornecer 20 litros de água por pessoa por dia, a uma distância não superior a mil metros (1Km). Essas fontes incluem ligações domésticas, fontes públicas, poços, nascentes e coletas de águas das chuvas.

A escassez do recurso também coloca em risco a produção de alimentos. De acordo com a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO), 70% da água de superfície e subterrânea é usada na agricultura.

Ciclo da água

Dia Mundial da Água – 22 de março

Em 1993, a ONU instituiu o dia mundial da água (22 de março). No Brasil, o dia foi instituído em 2003, após aprovação em votação realizada no Senado Federal. Nesse dia, são feitas reflexões acerca da importância da água para a vida na Terra e o uso consciente desse recurso. A cada ano a data tem um tema ligado ao assunto para ser debatido e refletido: 2013: Cooperação pela água2012: Água e segurança alimentar2011: Água para cidades: respondendo ao desafio urbano2010: Água limpa para um mundo saudável2009: Águas Transfronteiriças: a água da partilha, partilha de oportunidades.2008: Saneamento2007: Lidando com a escassez de água2006: Água e cultura2005: Água para a vida2004: Água e desastres2003: Água para o futuro2002: Água para o desenvolvimento2001: Água e saúde2000: Água para o século XXI1999: Todos vivem rio abaixo1998: Água subterrânea: o recurso invisível1997: Águas do Mundo: há suficiente?1996: Água para cidades sedentas1995: Mulheres e Água1994: Cuidar de nossos recursos hídricos é função de cada um.

A água na natureza

Basicamente, a água pode se apresentar em três estados físicos: gasoso, líquido e sólido.

Na atmosfera, devido ao processo de evaporação, a água se encontra no estado gasoso. Nos mares, rios e no subsolo (em lençóis freáticos, um dos maiores do mundo, o Guarani, está em parte do território brasileiro), a água está no estado líquido. Por fim, a água está em estado sólido nas geleiras e icebergs nas regiões mais geladas do planeta (polos e grandes altitudes).

Everest – 8848 metros

Do estado gasoso, a água pode se precipitar em estado líquido, em forma de chuva, orvalho ou nevoeiro, ou em estado sólido, como neve ou granizo.

Em casa, todos os dias, o realizamos processos que fazem com que a água também mude de fases. Ao fervê-la para fazer comida, ela muda do estado líquido para o gasoso. No banho quente também há transformação de parte da água em vapor.

Ao colocar água em estado líquido em formas de gelo no freezer, também se promove uma mudança, desta vez para o estado sólido.

Quando essas transformações ocorrem na natureza, elas fazem parte de um ciclo que é conhecido como “O Ciclo da Água” ou “Ciclo Hidrológico”.

Seu início se dá na evaporação das águas presentes nos rios, reservatórios, mares e até das plantas, por causa da elevação de temperatura provocada pela energia solar (raios solares, mormaço, etc.).

O vapor d'água resultante deste processo é que forma as nuvens, que por sua vez dão origem às chuvas que banham e alimentam os rios e a terra, por onde a água penetra, alimentando os lençóis freáticos.

Aquífero Guarani

Até 2010 foi considerado o maior do mundo/Extensão: 1,2 milhão de km² — 70% ou 840 mil km² está no subsolo do centro-sudoeste do Brasil.

O restante se distribui entre o nordeste da Argentina (255 mil km²), noroeste do Uruguai (58 500 km²) e sudeste do Paraguai (58 500 km²).

Mato Grosso do Sul (213 700 km²)Rio Grande do Sul (157 600 km²)São Paulo (155 800 km²)Paraná (131 300 km²)Goiás (55 000 km²)Minas Gerais (51 300 km²)Santa Catarina (49 200 km²)Mato Grosso (26 400 km²)

http://www.geomundo.com.br/meio-ambiente-40117.htm

Aquífero Alter do Chão

86,4 quatrilhões de litros de água subterrânea, suficiente para abastecer a população mundial em cerca de 100 vezes.

Abastece a totalidade de Santarém e quase a totalidade de Manaus através de poços profundos. Dados iniciais revelam que sua área é de 437,5 mil km² com espessura de 545 m.

Pesquisadores da Universidade Federal do Pará e da Universidade Federal do Ceará desenvolveram estudos que podem revelar que o aquífero pode ser maior que o calculado inicialmente, passando inclusive a ser maior que o Aquifero Guarani.

http://www.geomundo.com.br/meio-ambiente-40117.htm

Ciclo da água – Ciclo hidrológico

Principais processos de transferência da água:

1) EVAPORAÇÃO/EVAPOTRANSPIRAÇÃOAquecimento das águas – calor do sol e ação dos ventos → estado líquido para o

gasoso. Condensação da água → ppode formar gotículas, passando para estado líquido.

A evapotranspiração é o processo de transpiração que se dá em animais e plantas. Quando a água condensa, pode formar gotículas, passando para estado líquido.

Quando as nuvens são atingidas por temperaturas mais baixas, o vapor de água se condensa e se transforma em gotículas que se precipitam de volta à superfície em forma de chuva. Nas regiões muito frias, essas gotículas se transformam em flocos de neve ao se precipitarem.

As águas da chuva ficam retidas no solo nas áreas onde há vegetação. Essa água é usada pelas plantas. Outra parte da água acaba indo para os rios e lagos.

A água não utilizada pelas plantas passa através de pedras permeáveis e acaba se dirigindo para grandes reservatórios subterrâneos.

A evaporação das águas da superfície terrestre é constante e novos ciclos se formam a todo instante.

Ciclo da água – Ciclo hidrológico

Principais processos de transferência da água:

2) PRECIPITAÇÃOÁgua em estado gasoso e muito condensada cai no solo ou nos oceanos, rios, etc.

3) ESCOAMENTOMuitas vezes ocorre pela água da chuva, mas também pode ser com água de

descongelamento.

Ciclo do carbono

Carbono

O carbono é um elemento químico presente em diversas atividades ecológicas da Terra há milhares de anos. A grande maioria dos compostos químicos existentes na atmosfera tem carbono na sua composição.

Presente na água, na terra, nos seres vivos e no ar desde o início da formação do planeta.

Técnica do carbono 14 – muito utilizada arqueólogos e outros pesquisadores para datar os objetos e resíduos de antigos seres vivos encontrado em escavações.

Rochas e outros sedimentos têm toneladas de carbono armazenadas.

Revolução industrial - queima de combustíveis fósseis, expelidos para atmosfera na forma de gás carbônico, o que aumenta as conseqüências efeito estufa.

Segundo o IPCC (Painel Internacional de Mudanças Climáticas), somente entre os anos de 1980 e 1998, houve um aumento de 65% das emissões de CO2 no planeta.

Carbono

Principal fonte de absorção de carbono são as plantas - fotossíntese → importância do reflorestamento para a neutralização do carbono.

O carbono absorvido em parte volta para a atmosfera, mas a quantidade maior é usada pela planta durante seu ciclo de vida.

Os oceanos também absorvem este elemento químico.

Enquanto apenas as plantas e os oceanos absorvem o carbono, vários outros fatores emitem o carbono.

É o caso das fábricas, dos automóveis, das árvores queimadas, dos incêndios, dos vulcões e dos seres vivos em geral, seja o homem ou o gado.

Efeito Estufa

50% dos raios solares que atingem a Terra ficam retidos na atmosfera; o restante, que alcança a superfície terrestre, aquece e irradia calor. Esse processo é chamado de efeito estufa.

Efeito estufa → é um evento natural que favorece a vida no planeta Terra. Impede que a Terra esfrie demais, o que reduziria a diversidade biológica.

Estudos realizados por pesquisadores e cientistas, principalmente no século XX, têm indicado que as ações humanas têm agravado esse processo por meio de emissão de gases na atmosfera, especialmente o CO2.

O dióxido de carbono (CO2) é produzido a partir da queima de combustíveis fósseis usados em veículos automotores movidos à gasolina e óleo diesel. Esse não é o único agente que contribui para emissão de gases, existem outros como as queimadas em florestas, pastagens e lavouras após a colheita.

Dióxido de carbono

Descoberto pelo físico e químico escocês Joseph Black, o dióxido de carbono (CO2) é um composto inorgânico pertencente à categoria dos óxidos, gasoso em temperatura ambiente, incolor, inodoro, apolar, linear e solúvel em água.

Substância fundamental para os seres vivos, envolvido nos processos de fotossíntese. A degradação da matéria orgânica realizada por microrganismos decompositores também produz dióxido de carbono. Tais processos são partes fundamentais do ciclo do carbono.

O gás em questão é frequentemente obtido como subproduto de diversas reações químicas industriais, como, por exemplo, afermentação alcóolica na fabricação do álcool comum e das bebidas alcóolicas, a decomposição de carbonatos . Utilizações: produção de refrigerante e água com gás, efervescência em bebidas, extintores de incêndio utiliza o gás carbônico dissolvido (ácido carbônico), responsável pela efervescência característica desse tipo de bebidas.

Gelo seco: menos de 78 °C negativos, o dióxido de carbono passa do estado gasoso para o estado sólido. Esse nome se deve ao fato de o gelo-seco não se tornar líquido, mas sim sublimar-se, passando diretamente da fase gasosa para a sólida. O gelo-seco é muito utilizado em refrigeração (como, por exemplo, nos carrinhos de sorvete) e também para produzir algo semelhante à fumaça em shows e bailes.

Ciclo do Carbono

Ciclo do Carbono

http://videoseducacionais.cptec.inpe.br/swf/mud_clima/03_ciclo_do_carbono/03_ciclo_do_carbono.shtml

Ciclo do Nitrogênio

Nitrogênio

Elemento importante pois compõe moléculas essenciais aos seres vivos: as proteínas e os ácidos nucleicos (DNA e RNA).

Presente na atmosfera na forma de gás nitrogênio (N2) e compõe 78% das partículas do ar. Também está presente nos solos e oceanos.

Composição do ar:

O gás nitrogênio é incolor, inodoro e principalmente inerte em condições ambientais.

Poucos organismos são capazes de assimilar o N2. Algumas bactérias e algas cianofíceas podem retirá-lo do ar o N2 e incorporá-lo às suas moléculas orgânicas.

A maioria dos organismos obtém o nitrogênio na forma de íons amônio (NH4+), de íons nitrato (NO3-) ou de íons nitrito (NO2-).

FIXAÇÂO DO NITROGÊNIO: processo no qual o N2 é transformado em formas assimiláveis. Pode ocorrer das seguintes formas:

1) Fixação Atmosférica:

Corresponde a 58% de todo o nitrogênio fixado. Ocorre através de descargas elétricas (relâmpagos e raios). A energia separa as moléculas de nitrogênio e permite que os seus átomos se liguem com moléculas de oxigénio existentes no ar formando monóxido de nitrogênio (NO). Este é posteriormente dissolvido na água da chuva e depositado no solo.

2) Fixação Industrial:

Através de processos industriais é possível produzir amoníaco (NH3) a partir N2 e H2. Utilização principal: indústria de fertilizantes.

3) Fixação Biológica:

Algumas bactérias nitrificantes na superfície do solo realizam a conversão do nitrogênio, em formas assimiláveis, disponibilizando esse elemento diretamente às plantas e indiretamente aos animais, através das relações tróficas: produtor e consumidor.

No solo, bactérias dos gêneros Azotobacter e Clostridium podem viver livremente.

Bactérias do gênero Rhizobium criam uma associação em raízes de diversas plantas, principalmente da família das leguminosas (como feijão, alfafa, ervilha, soja). Essas bactérias estabelecem relação de simbiose com algumas plantas (leguminosas).

Na água, as cianobactérias Anabaena e Nostoc são capazes de realizar o mesmo processo.

O nitrogênio nunca vai acabar?

A devolução do nitrogênio à atmosfera, na forma de N2, é feita graças à ação de outras bactérias, chamadas desnitrificantes. Elas podem transformar os nitratos do solo em N2, que volta à atmosfera, fechando o ciclo.

Pseudomonas denitrificans

http://videoseducacionais.cptec.inpe.br/swf/mud_clima/04_ciclo_do_nitrogenio/04_ciclo_do_nitrogenio.shtml