UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: CIÊNCIAS DO AMBIENTE

PROFESSORA: MARIA DE FÁTIMA NUNESMAIA

ALUNOS:

ANTONIO RIBEIRO SANTOS JUNIOR

MANUELLA VIEIRA SANTOS

RESUMO DO ARTIGO:

IMPORTÂNCIA DA COMPREENSÃO DOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS PARA O DESENVOLVIMENTO

SUSTENTÁVEL

FEIRA DE SANTANA

2012

Ecologia significa ciência do ambiente, o que mais amplamente pode ser

entendida com a ciência que estuda as relações entre os seres vivos e o

ambiente em que estão inseridos. Atualmente o termo tem sido mais utilizado

como ciência que estuda os ecossistemas. A ocorrência de grandes desastres

ecológicos em diferentes partes do mundo tem feito com que a ecologia

passasse a ser um dos temas de maior destaques nos meio de divulgação e

que a humanidade tomasse mais consciência ao que se refere ao meio

ambiente.

A biosfera compreende todos os lugares do planeta onde existe vida. A

sua sobrevivência e de todos os seres vivos que a compõe, com um pequeno

numero de exceções, depende do processo de fotossíntese realizado pelos

organismos clorofilados.

Populações de diferentes espécies devem viver em constante interação,

formando biocenose (comunidades bióticas); esta, por sua vez, depende do

conjunto de fatores físicos e químicos do meio (biótopo). A biocenose

interagindo com o biótopo é o que chamamos de ecossistema.

Em qualquer ecossistema os representantes do componente biótico

podem ser divididos em dois grupos: os autótrofos e heterótrofos. Os autótrofos

são os seres fotossintetizantes, e são ditos produtores do sistema; já os

heterótrofos utilizam o alimento produzido pelos autótrofos para sobreviver, e

são ditos consumidores. Dentre os heterótrofos há os decompositores, seres

que se alimentam de matéria orgânica morta, que tem importância na

devolução de muitos nutrientes ao meio ambiente.

Os fatores abióticos são subdivididos em físicos e químicos. Dentre os

fatores físicos há temperatura, umidades e radiação solar, de forma que esse

ultimo é o fator de maior importância, pois, além de afetar outros fatores,

provém dele toda a energia necessária para a sobrevivência dos seres vivos.

Em termos de fatores químicos, tem-se como exemplo a presença de água e

sais minerais no solo.

A energia solar, sais minerais e matéria orgânica são transferidos e

utilizados por todos os seres vivos a partir da ingestão dos seres entre si; isso

que é chamado de cadeia alimentar, e inerente a esse conceito esta o conceito

de nível trófico. Os organismos de determinado ecossistema podem ser

agrupados de acordo com seus hábitos alimentares, e cada grupo em particular

constitui com nível trófico.

Do total de energia armazenada pelo autótrofo na matéria orgânica

produzida pela fotossíntese, parte é consumida por ele mesmo na respiração, o

que lhe mantém vivo. Portanto só é passado para o nível trófico seguinte aquilo

que o produtor não consumiu, e desse, uma parte é eliminada pelos

excrementos e uma parcela considerável de energia do alimento é consumida

como forma de energia de movimento. As sobras são incorporadas aos tecidos

permanecendo à disposição do nível trófico seguinte. Assim, a cada nível

trófico, vai ocorrendo uma perda de energia, principalmente em forma de calor,

forma que os seres vivos não tem condições de reaproveitas. Dessa forma, a

energia flui de um nível trófico a outro sem possibilidade de retrocesso, numa

única direção; daí vem a denominação de que o fluxo de energia é

unidirecional.

Contrario da energia, a matéria orgânica realiza um caminho cíclico. Os

produtores transformam energia radiante do sol em alimento, inicialmente para

si, e depois para os demais organismos vivos que compõem os níveis tróficos

superiores através da alimentação. Assim que qualquer um desses seres

morre, a matéria orgânica é absorvida pelos microrganismos decompositores

que trazem de volta ao solo os sais minerais e outros elementos, tornando-os

disponíveis para serem reaproveitados novamente por outros organismos.

Os ciclos biogeoquímicos são processos naturais que por diversos

meios reciclam vários elementos em diferentes formas químicas do meio

ambiente para os organismos, e depois, fazem o processo contrário , ou seja,

trazem esses elementos dos organismos para o meio ambiente. Dessa forma,

a água, o carbono, o oxigênio, o nitrogênio, o fósforo, o cálcio, entre outros

elementos, percorrem esses ciclos, unindo todos os componentes vivos e não

vivos da Terra. O estudo desses ciclos se torna cada vez mais importante

como, por exemplo, para avaliar o impacto ambiental que um material

potencialmente perigoso, possa vir a causar no meio ambiente e nos seres

vivos que dependem direta ou indiretamente desse meio para garantir a sua

sobrevivência.

No ciclo da água o vapor desse liquido, proveniente da

evapotranspiração, forma as nuvens na atmosfera. Quando estas nuvens ficam

sobrecarregadas e atingem altitudes elevadas ocorrem as precipitações. Esta

água que cai nas chuvas (neves ou chuvas de granizo) vai parar nos oceanos,

rios e lagos. Depois, a água vai evapotranspirar novamente, formando assim o

ciclo da água mais uma vez.

O ciclo das rochas inicia-se com a destruição das rochas que estão na

superfície, pela ação de agente externos (físicos ou químicos), ação essa

conhecida como intemperismo. Os sedimentos, são transportados por diversos

fluidos, passando a circular sobre a superfície terrestre por ação do calor ou da

gravidade; quando cessa a energia que os fazem circular, eles se depositam

nas regiões mais baixas, formando-se então as rochas sedimentares. Com os

passar do tempo, as rochas são sepultadas a grandes profundidades, sendo

expostas a condições que a tornam rochas metamórficas. A temperatura

aumenta de tal forma que as rochas sofrem fusão, transformando-se em

ígneas. Por fim, devido à intensa atividade que ocorre no interior do planeta,

ocorre o levantamento dessas rochas e elas chegam novamente a superfície.

No ciclo do carbono, o CO2 é removido da atmosfera pelos produtores,

após isso o carbono pode seguir três caminhos: pela respiração é devolvida na

forma de CO2, passa pelos animais superiores via cadeia alimentar e pela

morte e decomposição dos vegetais volta a ser CO2. Quando o destino do

carbono é o segundo caminho apresentado, passas para outros animais, o

composto vai ter como futuro um dos três caminhos apresentados

anteriormente também. Outro mecanismo de retorno ao ambiente é a

combustão de combustíveis fosseis e de florestas.

O mecanismo que rege o ciclo do cálcio segue mais ou menos os

seguintes passos: Inicialmente o CO2 atmosférico dissolve-se na água na água

da chuva, produzindo H2CO3, esse, nas águas superficiais ou subterrâneas,

facilita a erosão das rochas silicatadas e provoca a liberação de Ca+2 e HCO3-

que podem ser lixiviados para o oceano, la eles são absorvidos pelos animais.

Como a morte desses organismos, seus esqueletos se depositam no fundo do

mar e originam uma rocha sedimentar. Essa rocha pode migrar para uma zona

de pressão e temperatura mais elevadas, fundindo parcialmente os carbonatos.

As mudanças da crosta terrestre podem fazer com que essas rochas

sedimentares alcancem a superfície, completando o ciclo. Outra forma do Ca

circular é através da retirada desse composto, dos produtores, do solo, e assim

ela seguir a cadeia alimentar como já foi comentado.

No que se refere ao fosfato, o principal reservatório do seu íon na

natureza são as rochas, com o passar dos anos as rochas sofrem uma

degradação através do intemperismo, e assim, o íon fosfato é liberado,

voltando ao ecossistema. Por ser um composto solúvel, esse íon é falcimente

carregado pelas chuvas até os mares e rios (a alta solubilidade do composto

pode ocasionar o fenômeno de eutrofização nesse ambientes). O íon fosfato é,

então, absorvido pelos vegetais através do solo ou de soluções aquosas e

utilizam-no para formar compostos orgânicos essenciais à vida, daí o íon passa

de fosfato inorgânico para fosfato orgânico. Os animais, através da água e da

cadeia alimentar também obtêm o íon. As aves marinhas, por exemplo,

desempenham um importante papel na manutenção desse ciclo, pois são

consumidoras de peixes marinhos e ao expelirem as fezes no solo, trazem o

fosfato novamente ao meio terrestre.Com a decomposição da matéria orgânica

feita por bactérias fosfolizantes, o íon fosfato presente na estrutura dos seres

vivos é devolvido ao solo e à água sob a forma inorgânica, formando outro

reservatório desse nutriente na natureza. A partir daí, o fosfato é novamente

incorporado às rochas, retomando o seu ciclo.

Embora o nitrogênio esteja presente em grande porcentagem no ar

atmosférico, na forma de 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. Como consequência,

os demais seres vivos dependem daqueles organismos para a fixação do

nitrogênio ambiental. As bactérias que fixam o nitrogênio diretamente da

atmosfera vivem próximo à superfície do solo. Ao morrer e ser degradadas,

essas bactérias liberam seu nitrogênio no solo, na forma de moléculas de

amônia. Outros tipos de bactérias transformam a amônia em nitratos e é, nessa

forma, que as plantas absorvem o nitrogênio do solo, por meio de suas raízes.

Os herbívoros obterão nitrogênio ao comerem as plantas. Certas bactérias

fixadoras de nitrogênio atmosférico, ao invés de viverem livres no solo, vivem

no interior dos nódulos formados em raízes de plantas leguminosas, como a

soja e o feijão. Ao fixarem o nitrogênio do ar, essas bactérias fornecem parte

dele às plantas. A rotação de culturas é uma prática recomendável, porque as

plantas leguminosas colocam em disponibilidade o nitrogênio para outras

culturas. A devolução do nitrogênio à atmosfera, na forma de N2, é feita graças

à ação de outras bactérias, chamadas denitrificantes. Elas podem transformar

os nitratos do solo em N2, que volta à atmosfera, fechando o ciclo.

No ciclo do enxofre, os microrganismos realizam oxidação ou redução

química, e dessas resulta a recuperação do enxofre dos sedimentos mais

profundos. Na crosta e na atmosfera, paralelamente, ocorrem processos

geoquímicos e meteorológicos, além de processos biológicos de produção e

decomposição. Os SO4- constituem a forma mais oxidada, sendo incorporada

pelos organismos autótrofos para fazerem parte da constituição das proteínas.

O sistema apresenta, superficialmente, uma dependência menor do enxofre do

que de outros componentes, porem a interdependência entres os ciclos

biogeoquímicos faz com que um desequilíbrio nesse ciclo acarrete em outras

serias mudanças. Um exemplo de desequilíbrio nesse ciclo é o rapido aumento

de SO2 na atmosfera, devido a emissões industriais, concentração de

automóveis e queima de carvão nas termoelétricas; uma das maneiras de

diminuir essas emissões é o uso de energia oriunda do alcool, como vem

sendo utilizada pelo Brasil.

A natureza apresenta um equilíbrio que foi alcançado através de um

lento e gradual processo de ajuste entre os seres vivos e o ambiente; mas é

preciso que se tenha um bom senso e pensamento crítico de que ela aceita as

mudanças impostas pelo homem até um certo ponto, e a partir desse ela

começa a sua reação. A visão errônea de uma natureza de recursos

inesgotáveis e capacidade permanente de renovação é a provável causa de o

homem lançar tantas substancias poluente no ecossistema. Tais substancias

são aquelas que, quando lançadas no meio ambiente, representam perigo em

potencial à saúde dos organismos vivos e são classificados em poluentes

quantitativos (já existem na natureza, mas são liberadas no meio em grande

quantidade) e qualitativos (substâncias sintéticas).

Mesmo em pequenas quantias no ambiente, os poluentes podem causar

sérios desastres ecológicos, em grande parte devido à capacidade que esses

poluentes têm de se concentrarem ao longo da cadeia alimentar e assim serem

passados a níveis tróficos diferentes, afetando, assim, vários organismos

inclusive o ser humano. Dentre os exemplos mais marcantes tem-se o DDT, os

compostos do ácido fenóxiacético, triazinas, compostos de ureia, compostos de

bipiridilo, piridinas cloradas e dioxinas; todas herbicidas usados, por vezes, de

forma indiscriminada e que apresentam danos comprovados à diversos níveis

tróficos de diversas cadeias alimentares.

Os metais pesados apresentam, além de um grande efeito tóxico, poder

de acumulação altíssimo nos seres humanos; o que os torna uma das formas

mais terríveis de poluição. Dentre os metais pesados mais conhecidos tem-se o

mercúrio e o chumbo.

A toxidade dos sais inorgânicos de mercúrio é proporcional a sua

solubilidade. O calomelano (Hg2Cl2) é um sal pouco solúvel que foi durante

muito tempo utilizado como purgativo. Os íons de mercúrio têm a capacidade

de formaram complexos muito fortes com os grupos -SH de proteínas

(presentes no aminoácido cisténa) e sua toxidade provavelmente se relaciona

com a inativação das proteínas nas membranas celulares. Os compostos

inorgânicos de mercúrio, remédios, fungicidas e bactericidas foram totalmente

substituídos pelos chamados mercuriais orgânicos, como o exemplo do

semeiam, a vantagem de seu uso está na possibilidade de controlar sua

solubilidade, o que aumentou sua utilização para impregnar sementes e

protegê-las no solo do ataque de pragas. O problema é que numerosos

acidentes têm ocorrido quando essas sementes foram usadas por pessoas

desavisadas na preparação de alimentos.

O mercúrio foi usado pela primeira vez no Brasil em meados do ano de

1850, durante o início do ciclo de exploração do ouro; com o acelerado

processo industrial brasileiro em 50, o uso do mercúrio praticamente dobrou,

em particular nos estados de Mato Grosso, Pará e Rondônia. Os garimpeiros

usam esse metal devido à sua alta capacidade de solubilizar outros metais a

frio, inclusive o ouro, formando amálgamas e permitindo dessa maneira a

separação do ouro do ambiente; depois de mistura-los queima-se o amálgama,

volatilizando o mercúrio e recuperando-se todo o ouro. Esse processo é bem

atraente devido à sua simplicidade e mais ainda pelo seu baixo custo.

O mercúrio pode existir no ambiente em inúmeras formas; quando

emitido na forma de vapor tem um tempo de residência na atmosfera que pode

variar de alguns dias até anos. O mercúrio inorgânico liberado nas formas

metálicas ou gasosa pode originar compostos organometálicos como o

dimetilmercúrio e o íon metilmercúrio, sendo essas as mais danosas formas de

contaminação.

Na Amazônia são produzidos algo em torno de 100 toneladas de ouro

anualmente. O ouro encontrado nessa região ocorre com partículas finas, em

terraços sedimentares e sedimentos ativos de rios, e para obtê-la os

garimpeiros utilizam várias técnicas de pré-concentração gravimétrica e

amalgamação com mercúrio, o amálgama é então queimado e o mercúrio

liberado para a natureza. Como o mercúrio sofre o processo de

biomagnificação, a população ribeirinha fica exposta a riscos de contaminação

por esse metal, pois sua principal fonte de alimento são os pescados retirados

dos rios.

A empresa Nilppon Nitrogen Fertilizer, instalada na cidade de Minamata

desde 1908, utilizava sulfato de mercúrio como catalisador na produção de

ácido acético e de seus derivados, além de cloreto de mercúrio para a catálise

de cloreto de vinila. Durante o processo químico de metilação do acetileno,

parte do mercúrio também era metilado, liberando grandes quantidades do

metal nos efluentes da fábrica e todos os rejeitos dessa eram lançados

diretamente na baía de Minamata. Na época, pouco se sabia acerca das

propriedades maléficas do metal. Em 1956, foi notificado o primeiro de uma

série de casos que se configuraria como o maior desastre evolvendo população

humana e contaminação por metais pesados. Meses depois, foi organizado um

comitê de estudos sobre a doença, e depois de vário hipóteses errôneas,

comprovaram de os rejeitos no fundo da baía apresentam mais de 25 ppm de

mercúrio.

Nas Diferenças entre a Amazônia e Minamata o CH3Hg+ acumula-se muito

facilmente nos organismos inferiores e depois é passado para os superiores na cadeia

alimentar. Outro agravante que ocorreu em Minamata, foi o fato de que mesmo depois

do aparecimento da primeira vítima, se passaram quase dez anos até a identificação

do agente causador da doença. Já na Amazônia, as autoridades têm pleno

conhecimento do potencial efeito tóxico do CH3Hg+. Há ainda outro terrível agravante.

No caso da baía de Minamata, o efluente industrial já continha o mercúrio sob a forma

metilada, enquanto que na Amazônia, o mercúrio é lançado no ambiente como

mercúrio elementar, líquido ou na forma de vapor.

A dissolução do chumbo é função da dureza da água Entende-se como água

dura aquela com concentração de CaCO3 acima de 50mg/L. Alta concentração de

chumbo pode ser encontrado em água mole e ligeiramente ácida. ele é um metal

tóxico de efeito umulativo, concentrando-se nos ossos. A quantidade de chumbo

utilizada foi estarrecedora: 300.000 toneladas por ano nos EUA e cerca de 50.000

toneladas por ano no Reino Unido. O Brasil foi o primeiro país a abolir o uso do

chumbo na gasolina. As chumbo-tetralquilas são compostos voláteis extremamente

venenosos que afetam diretamente o sistema nervoso central, mas é o chumbo

inorgânico dos produtos de combustão que causa a maior preocupação, pois

partículas finas de chumbo metálico ou de haletos de chumbo são emitidas e chegam

aos pulmões. A poluição causada por partículas transportadas pelo ar, é, portanto, um

fenômeno tipicamente urbano, já que são nos grandes centros industriais que estão a

maioria da frota de veículos automotivos e as grandes indústrias, que também podem,

dependendo do tipo de matéria com que trabalha, ser responsável pela liberação de

fuligem ou algum tipo de efluente não tratado que porventura possa vir a conter

chumbo. De acordo com pesquisas e estudos médicos, a contaminação por chumbo

causa sintomas como anorexia, vômitos, convulsão, dano cerebral permanente e lesão

renal irreversível, caracterizando uma doença chamada saturnismo. A empresa teria

de elaborar um plano de recuperação total das áreas contaminadas, internas e

externas, para diminuir o arraste de poluentes pela ação dos ventos.

Considera-se uma água poluída quando ela deixa de servir para o consumo

humano e quando impossibilita a existência de vida. Como os rios lagos e oceanos

são o destino final do esgoto doméstico é nesses lugares que a matéria orgânica e

toxica dos esgotos se florífera diminuindo drasticamente a quantidade de oxigênio,

dentre outros fatores, causando sua poluição desses ambientes. Essa poluição acaba

sendo adicionada a cadeia alimentar humana. Um caso de drástico de poluição de

água é o derramamento de petróleo no mar. No Brasil o maior problema é poluição de

rios importantes, que chegou a uma situação irreversível, que vem causando grandes

impactos no ecossistema brasileiro.

Com o sucesso da industrialização surgiram grande problemas relacionados à

poluição do ambiente. Um grande problema surgido é o da chuva ácida. O

“envenenamento” da chuva tem causado perdas na produção de peixes, destruído

florestas, monumentos históricos, construções modernas e vários outros impactos

financeiros, culturais e ambientais. Nas grandes cidades a chuva acaba servindo com

meio de transporte para poluentes como dióxido de enxofre e óxido de nitrogênio que

reagem com o vapor d’água formando ácidos que precipitam na forma de chuva e

causam os problemas citados anteriormente. A chuva ácida é uma causa direta do

desequilíbrio que ocorre no ciclo do enxofre. Com o aumento da poluição, aumenta a

concentração de enxofre no ambiente e, por consequência, o nível de acidez da

chuva. Esse acréscimo no nível de acidez é responsável direto pela lenta e gradual

destruição do meio ambiente de uma forma geral.

O nosso é ar é composto por várias substâncias diferentes, mas contidas a um

bom tempo a uma mesma proporção, uma mudança nessa composição e sua poluição

podem gerar problemas muito preocupantes para a humanidade. A poluição do ar é

mais sentida em grandes cidades e esta relacionada impurezas, poeira e substâncias

toxicas que comprometem a respiração humana e provém das fábricas, carros e

outros fatores resultantes da industrialização. O principal poluente atmosférico é o

dióxido de carbono que produzido pelo homem. No final da década de 1970,

descobriu-se uma nova e perigosa consequência da poluição do ar: a redução da

camada de ozônio que protege a superfície da Terra da incidência de raios ultravioleta.

O Efeito Estufa é um fenômeno ocasionado pela concentração de gases (como

dióxido de carbono, óxido nitroso, metano e os clorofluorcarbonos - estes últimos

resíduos de produtos industrializados) na atmosfera, formando uma camada que

permite a passagem dos raios solares e que absorve grande parte do calor emitido

pela superfície da Terra. Os clorofluorcarbonos (CFCs) produzidos pela indústria

química, são poderosos gases, com efeito, estufa. Eles também reagem com o ozônio

troposférico, destruindo, dessa forma, a camada de ozônio. Alguns gases da

atmosfera, principalmente o dióxido de carbono (CO2), funcionam como uma capa

protetora que impede que o calor absorvido da irradiação solar escape para o espaço

exterior, mantendo uma situação de equilíbrio térmico sobre o planeta, tanto durante o

dia como noite. Sem o carbono na atmosfera, a superfície da Terra seria coberta de

gelo. O efeito estufa na Terra é garantido pela presença do dióxido de carbono, vapor

de água e outros gases raros. Esses gases são chamados raros porque constituem

uma parcela muito pequena na composição atmosférica, formada em sua maior parte

por nitrogênio (75%) e oxigênio (23%). As consequências do aquecimento global

poderão ser catastróficas. Alterações bruscas na composição da atmosfera poderão

desencadear mudanças dramáticas no clima, o que resultaria em grandes variações

na temperatura e no ritmo de chuvas. Furacões, tormentas e enchentes, de um lado, e

secas graves, de outro, poderão se tornar mais frequentes.

Os solos possuem um papel de grande importância nos ciclos biológicos, a

poluição desse ambiente causa enormes problema, principalmente em longo prazo.

Os solos são resultados, entre outros fatores, de um longo processo de decomposição

de restos animais. Esse material decomposto nos solos é importante para sustentação

do ecossistema, pois é uma grande fonte nutritiva dos vegetais. Esses vegetais são a

base do ciclo biológico, portanto o homem será afeta a longo prazo.Uma das principais

causas da poluição do solo é o acúmulo de lixo sólido. O material sólido do lixo

demora muito tempo para desaparecer no ambiente. A poluição pode causar sérios

danos ao solo, e dessa forma dificultar o cultivo e existe a possibilidade de os

fertilizantes e pesticidas sintéticos podem ser incorporados à cadeia alimentar. O

principal impacto causado pela poluição do solo é o desmatamento, pois isso afeta o

ciclo hidrogeológico da terra, impedindo a retenção de aguda.

Para sustentar os complexos, dinâmicos e importantes ciclos biogeoquímicos

da terra é necessário manter o equilíbrio da terra com relação a nutrientes e poder

suprir as necessidades dos seres vivos. Cada ciclo está interligado, qualquer alteração

em um deles ocasiona desequilíbrios drásticos no outros ciclos. Alterações no ciclo da

água, do fósforo, excesso de gases poluentes, desequilíbrio no ciclo do carbono, uso

crescente de fertilizantes, atividade mineradora e outros interferências são fatores

significativos no desequilíbrio da terra. A vida na terra é graças ao mecanismo dos

ciclos biogeoquímicos responsáveis pela reciclagem da vida para sua manutenção.

Enfim, Caso a sociedade não se conscientize que é possível que haja

desenvolvimento sustentável, ainda será possível presenciar esse quadro de

destruição dos ecossistemas. Espera-se que o trabalho das pessoas que lutam pela

conservação do meio ambiente possa um dia conscientizar a humanidade sobre o

cuidado que o homem deve ter com o meio ambiente.