Os Ciclos Biogeoquímicos
Estágio- Docência: Camila Macêdo Medeiros
Ciclos Biogeoquímicos
Bio
• Porque os
organismos
vivos
interagem no
processo de
síntese
orgânica e
decomposição
dos
elementos.
Geo
• Porque o
meio
terrestre é a
fonte dos
elementos.
Químico
• Porque são
ciclos de
elementos
químicos.
o A Biogeoquímica é a ciência que estuda a troca ou a circulação de
matéria entre os componentes vivos e físico-químicos da Biosfera
(Odum, 1971).
Ciclos Biogeoquímicos


Trata-se de movimentos cíclicos de
elementos químicos entre o meio biológico
e o ambiente geológico.
Características:
Existência de um depósito geológico;
 Presença de seres vivos;
 Câmbios químicos;
 Movimento do elemento químico.

Ciclos Biogeoquímicos
o Os elementos necessários à vida - água, carbono, oxigênio,
nitrogênio, etc. - passam por ciclos biogeoquímicos que mantêm
sua pureza e a capacidade de serem aproveitados pelos seres
vivos.
% elementos mais presentes nos seres
vivos
Elemento
O
C
H
N
Ca
P
S
Fe
Homem
65,0
18,0
10,0
3,3
1,5
1,0
0,25
0,005
Elementos essenciais à vida

Nutrientes – elementos químicos e sais dissolvidos necessários ao
crescimento e a reprodução dos seres vivos.

Macronutrientes –quantidades superiores à 0,2 por cento do
peso orgânico seco do ser vivo (C, H, O, N, Ca, P, S, K, Cl, Na,
Mg e Fe);

Micronutrientes – quantidades inferiores à 0,2 por cento do
peso orgânico seco do ser vivo (Al, Bo, Cr, Zn, Mo, V e Co).
Classificação dos ciclos
biogeoquímicos
o 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
o Ciclos Sedimentares - o depósito está na crosta terrestre,
composto dos seguintes nutrientes:
Fósforo
Os reservatórios são as rochas formadas em remotas eras
geológicas
Enxofre
O maior reservatório são as rochas e sedimentos
o Ciclo da água - Os depósitos são o mar, rios, lagos e os lençóis
subterrâneos.
Ciclo do Carbono
Ciclo do carbono
o O carbono é um elemento químico de grande importância para
os seres vivos, pois participa da composição química de todos os
componentes orgânicos e de uma grande parcela dos inorgânicos
também.
o O gás carbônico se encontra na atmosfera numa concentração
bem
baixa,
aproximadamente
0,03%
e,
em
proporções
semelhantes, dissolvido na parte superficial dos mares, oceanos,
rios e lagos.
CICLO DO CARBONO
Ciclo do Carbono
o 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.
o Em conseqüência destas queimas, a concentração de CO2 na atmosfera
aumentou nos últimos anos.
Ciclo do Carbono
O efeito estufa é hoje uma das principais preocupações de governos e de
instituições internacionais ligadas ao problema ambiental.
EFEITO ESTUFA CONSEQÜÊNCIAS
o
Alterações nos Ecossistemas – extinção de espécies
o
Derretimento das Geleiras
o
Perdas na Produção Agrícola
o
Alterações nas Correntes Marinhas
Ciclo do Carbono
Resultados
de
medições
de
concentração a partir de 1820,
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
combustíveis
contribuição
fósseis
para
dos
o
carbono atmosférico.
Fonte: Ferreira. em http://ecen.com/eee26/emis_omar.htm.
Ciclo do Carbono
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_omar.htm.
Vamos assistir um vídeo?!
Ciclo do Oxigênio
Ciclo do Oxigênio
o 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 O oxigênio é o elemento mais abundante na crosta terrestre e nos
oceanos, e o segundo na atmosfera.
o Na
atmosfera
encontra-se
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.
Ciclo do Oxigênio
o O
oxigênio
molecular
(O2)
representa 20% da atmosfera
terrestre. Este oxigênio satisfaz as
necessidades
organismos
de
todos
terrestres
os
que
o
respiram no seu metabolismo
o O principal fator na produção
de oxigênio é a fotossíntese, que
é
responsável
atmosfera
pela
terrestre
existência da vida
e
atual
pela
Ciclo do Oxigênio
Alterações no ciclo do Oxigênio
o O fator mais recente que afeta o ciclo do oxigênio na biosfera e o
balanço de oxigênio na terra, é o próprio homem.
o Além de inalar oxigênio e de exalar dióxido de carbono, o homem
contribui para diminuir o nível de oxigênio e aumentar o de dióxido de
carbono
o pela queima de combustíveis;
o pelo desmatamento e
o pela pavimentação de terras anteriormente verdes.
Ciclo do Nitrogênio
Ciclo do Nitrogênio
O ciclo do nitrogênio, assim como o do carbono, é um
ciclo gasoso. Apesar dessa similaridade, existem algumas
diferenças notáveis entre os dois ciclos:
o a atmosfera é rica em nitrogênio (78%) e pobre em Carbono
(0,032%);
o apesar da abundância de nitrogênio na atmosfera, somente um
grupo seleto de organismos consegue utilizar o nitrogênio
gasoso;
o o envolvimento biológico no ciclo do nitrogênio é muito mais
extenso do que no ciclo do carbono.
Ciclo do Nitrogênio
Ciclo do Nitrogênio
FIXAÇÃO
•O nitrogênio utilizável pelos seres vivos é o combinado com o hidrogênio
na forma de amônia (NH3). A transformação do N2 em NH3 é chamada
fixação.
o Fenômenos físicos, como os
relâmpagos e faíscas elétricas, são
processos fixadores de nitrogênio. A
produção de amônia por esses
fenômenos
atmosféricos
é
pequeníssima, sendo praticamente
negligenciável
em
face
às
necessidades dos seres vivos. A
fixação do nitrogênio por esses
meios é denominada fixação física.
Ciclo do Nitrogênio
o
o
Outra forma de fixação de nitrogênio é a
fixação industrial, realizada por indústrias de
fertilizantes, onde se consegue uma elevada
taxa de fixação de nitrogênio.
A fixação do nitrogênio realizada pelas
bactérias, algas azuis e fungos que vivem
livres no solo ou associados às raízes de
plantas é denominada de fixação biológica
ou biofixação.
Ciclo do Nitrogênio
AMONIZAÇÃO
o Quando
os
decompositores
começam a atuar sobre a matéria
orgânica nitrogenada (proteínas do
húmus, por exemplo), liberam
diversos resíduos para o ambiente,
entre
eles
a
amônia
(NH3).
Combinando-se com a água do solo,
a amônia forma hidróxido de amônio
que ionizando-se produz o íon
amônio (NH4+) e hidroxila. Esse
processo
é
denominado
de
amonização.
Ciclo do Nitrogênio

o
NITRIFICAÇÃO
A oxidação dos íons amônio produz nitritos como
resíduos nitrogenados, que por sua vez são liberados
para o ambiente ou oxidados a nitrato. A conversão
dos íons amônio em nitrito e nitrato é conhecida
por nitrificação, que ocorre pela ação de bactérias
nitrificantes (Nitrosomas, Nitrosococus, Nitrobacter).
O processo de nitrificação pode ser dividido em duas
etapas:
•
•
Nitrosação: A amônia é transformada em nitrito
Nitratação: Ocorre a transformação do íon nitrito em íon
nitrato
Ciclo do Nitrogênio
DESNITRIFICAÇÃO
o A amônia produzida pelos fixadores ou pela
amonização pode ser aproveitada pelas bactérias
nitrificantes ou ser transformada em N2 livre,
desprendendo-se para a atmosfera. Essa devolução de
nitrogênio para a atmosfera é conhecida por
desnitrificação e é comumente realizada pelas bactérias
denitificans).
desnitrificantes
(Pseudomonas
Aparentemente
indesejável, a desnitrificação
é
necessária porque, se não ocorresse, a concentração de
nitratos no solo aumentaria de maneira desastrosa.
Vamos assistir um vídeo?!
Ciclo do Fósforo e do Enxofre
Ciclo do Fósforo
o
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.
oO
fósforo
é
estruturalmente
um
de
elemento
químico
moléculas
que
participa
fundamentais
do
metabolismo celular, como fosfolipídios, coenzimas e
ácidos nucléicos. Além disso, é um nutriente limitante do
Ciclo do Fósforo
Fosfato
na Rocha
Fosfato
no Solo
Vegetais
Animais
Decompositor
Rochas
Fosfato
nos Mares
Cadeia Alimentar
Algas → Peixes →
Aves
Excrementos
de Aves
Marinhas
Ciclo do Fósforo
o Os grandes reservatórios de fósforo são as rochas. Esses reservatórios,
devido ao intemperismo, pouco a pouco fornecem o fósforo para os
ecossistemas, onde é absorvido pelos vegetais e posteriormente
transferido aos animais superiores e, por conseqüência, ao Homem, via
cadeia alimentar.
o O retorno do fósforo ao meio ocorre pela ação de bactérias fosfolizantes,
atuando nas carcaças de animais mortos. O fósforo retorna ao meio na
forma de composto solúvel, sendo portanto facilmente carregado pela
chuva para os lagos e rios e destes para os mares, de forma que o fundo
do mar passa a ser um grande depósito de fósforo solúvel.
Ciclo do Fósforo

As
aves
marinhas
desempenham um papel
importante na restituição
do fósforo marinho para o
ambiente terrestre, pois ao
se alimentarem de peixes
marinhos e excretarem em
terra firme, trazem o
fósforo
de
volta
ao
ambiente terrestre.
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.
Ciclo do Enxofre

O ciclo do enxofre compreende 6 etapas básicas:

a) As plantas absorvem compostos contendo enxofre além dos
sulfatos;
b) Na produção de aminoácidos das plantas o hidrogênio substitui o
oxigênio na composição dos sulfatos;
c) Os seres vivos se alimentam das plantas;
d) microorganismos decompõe os aminoácidos que contêm enxofre
nos restos de animais e plantas, criando sulfito de hidrogênio;
e) o enxofre é extraído do sulfito por bactérias e microorganismos;
f) sulfatos são produzidos pela ação de microorganismos na
combinação do enxofre com o oxigênio.
Ciclo do Enxofre
o 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;
o
Os
processos
inorgânicos
são
responsáveis
por
muitas
destas
transformações;
o
Bactérias, que seqüestram o enxofre e/ou o liberam para o meio
ambiente;
o
Apresenta um ciclo com dois reservatórios: um maior, nos sedimentos
da crosta terrestre outro, menor, na atmosfera.
Ciclo da Água
Ciclo da Água
o Pode definir-se ciclo hidrológico como a seqüência fechada de
fenômenos pelos quais a água passa.
Evaporação
Infiltração
Precipitação
Escoamento
Quantidade de Água
Recursos Hídricos
Distribuição da Água no Brasil
Ciclo Hidrológico
Etapas do Ciclo Hidrológico
Alterações no Ciclo da água
O
desmatamento
retirada
da
vegetal
deixa
e
a
cobertura
o
solo
desprotegido, facilitando a
erosão e o assoreamento
dos rios, lagos e lagoas.
o A erosão do solo deixa-o impróprio para a agricultura e
atividades pastoris e o assoreamento dos rios pode provocar
enchentes catastróficas.
Alterações no Ciclo hidrológico
o
O ciclo da água é um dos reguladores de todos os outros
ciclos, de tal sorte que caso ele seja quebrado ou mesmo
tenha seu equilíbrio alterado de alguma forma, todos os
outros ciclos sofrerão abalos em sua forma de atuação.
Uma alteração no ciclo da água leva, por exemplo, a uma
alteração no ciclo do fósforo. É pela ação da água que
parte do fósforo é retirado das rochas e absorvido pelas
plantas e em seguida incorporado aos organismos
superiores via alimentação.
Vamos Exercitar!!!

Comente como as atividades antrópica
alteram os ciclos biogeoquímicos.
Respostas
Até a próxima aula!!!