Universidade Federal de Minas Gerais
Instituto de Ciências Biológicas
Disciplina Ecologia Energética
Ciclos Biogeoquímicos em Lagos Tropicais
Raphael Ligeiro Barroso Santos
Introdução
Ciclos Biogeoquímicos
Compartimento Vivo
Compartimento Não-vivo
Atmosfera
Solo
Àgua
Denominação
• Nutrientes/ Elementos (geral)
Importância no panorama atual
• Macro/ Micro (“Traço”, “Metais pesados”)
Importância na manutenção da saúde ambiental
Dinâmica em Ambientes Tropicais
• Pouca literatura de síntese.
• Conhecimento herdado de ambientes temperados.
Estudo de Casos
• Dinâmica de Micro e Macro-elementos.
• Conhecimento específico.
Primeiro Caso: Contaminação por mercúrio
Discussão do artigo “Aguapé agrava contaminação por mercúrio” publicado
na revista Ciência Hoje, 1999.
Mercúrio:
• Símbolo Hg.
• Elemento traço (não-nutriente).
• Uso em atividades de garimpo, baterias de celular, lãmpadas, etc.
• Metilmercúrio – Forma mais tóxica (bioacumulável, Minamata,
1956).
• Toxicidade: Inibição de atividade enzimática e síntese protéica,
efeitos neurotóxicos.
O Ciclo do Mercúrio
• Sedimento profundo: HgS, Hg0 (metálico).
• Interface: Hg0 (vapor), dimetil-Hg.
• Coluna d´água: Hg0 (vapor), íons Hg, formas metiladas.
• Atmosfera: Hg0 (vapor), Hg2+ (quando oxidado).
Metilmercúrio: Baixa afinidade pelo sedimento, alta capacidade de
ligação com radicais sulfidrila (SH) de vários aminoácidos (alto
potencial de bioacumulação).
Metilação do mercúrio:
• Via química: Mediada por ácidos fúlvicos e húmicos ou pela
metilcobalamina (vit B12).
• Metilação biológica: Mais determinante, mediada principalmente
por bactérias sulfato-redutoras.
• Parâmetros físicos (concentração de Hg, temperatura, Ph,
condutividade, etc) interferem grandemente com a metilação.
O papel das macrófitas na metilação
Típica em ambientes tropicais (abundãncia em macrófitas e fatores
físicos)
• Alta atividade microbiana.
• Alta produção de compostos húmicos e fúlvicos.
• Alta concentração de organismos (potencial de bioacumulação).
Teste de metilação (Aguapé, sedimento, água)
Enriquecimento de amostras com 203HgCl2.
• Aguapé (Eichhornea crossipes): 15-27%
• Sedimento: 5%
• Água: Desprezível
Influência de fatores físicos
Ph
• Metilação cresce até ph 6 e 7, diminui em ph 8 (formação de
DimeHg).
Condutividade
• Metilação diminui com o aumento da condutividade.
Temperatura
Diferenças na Biodisponibilidade
• Sedimento: Acúmulo do MeHg formado.
• Macrófita: Liberação imediata de 19% do Mehg formado.
Manejo
• Macrófitas diminuem carga total do Hg presente no ambiente
(bioacumulação nos tecidos vegetais).
• São capazes de aumentar a toxicidade do Hg residual (restante)
através da formação otimizada de MeHg.
Segundo Caso: Dinãmica de macronutrientes em reservatórios
Discussão do artigo “Longitudinal processes in Salto Grande Reservoir
(Americana, SP, Brazil) and its influence in the formation of compartment
system” publicado no Braz. J. Biol., 2002.
Nitrogênio/Fósforo
• Macronutrientes
• Nitrogênio (N): Formação de proteínas – Nitrito (NO2-), Nitrato
(NO3-), Amônia (NH3), N2, NO dissolvido e particulado.
• Fósforo (P): Armazenamento de energia (ATP), Estruturação de
membrana celular (fosfolipídios) – Formas inorgânicas (Ortofosfato),
Compostos orgânicos dissolvidos).
• Principais limitantes da produtividade primária.
Represas
• Grande importância na energética brasileira (97% da energia
elétrica consumida é hidroelétrica).
• Grande prevalência na população (92% dos domicílios).
• 31 possuem volume superior a 1 bilhão de metros cúbicos.
• Reservatório de Salto Grande (Americana, SP): 11,5 Km2 de área,
64Km de perímetro, profundidade máxima de 9m, tempo de
residência médio da água de 30 dias.
Dinâmica
• Gradiente longitudinal biológico, químico e físico no eixo riobarragem.
• Hidrodinamismo.
Dinâmica horizontal dos nutrientes
• Tendência rio-barragem.
• Modificações estacionais (chuva e seca).
Nível Trófico do reservatório
Distribuição Biológica
Conclusão
• Hidrodinamismo afeta a circulação dos nutrientes.
• Sazonalidade interfere indiretamente.
• Sazonalidade – Hidrodinamismo – Ciclo biogeoquímico –
Distribuição Biológica.
Referências Bibliográficas
Zanata, L.H. & Espíndola, E.L.G., 2002, Longitudinal processes in Salto
Grande Reservoir (Americana, SP, Brazil) and its influence in the formation of
compartment system, Brazilian Journal of Biology, 62 (2), 347-361.
Mauro, J.B.N.; Guimarães, J.R.D. & Melamed, R., 1999, Aguapé
agrava contaminação por mercúrio, Ciência Hoje, 25 (150), 68-71.
Esteves,
F.A,
1998,
Fundamentos
de
Limnologia,
Editora
Interciêrncia.
Rebouças, A. C.; Braga, B. & Tundisi, J. G., 1999, Águas doces do
Brasil, Capital Ecológico, uso e conservação, Editora Escrituras.
Odum, E.P., Fundamentos de Ecologia, 1971, Editora W.B.
Saunders Company.
obrigado