Curso de Pós Graduação em Gestão Ambiental
Módulo - Ecologia
Ecologia de Ambiente do solo:

•
Características Gerais
•
Propriedades 
•
Efeitos de Poluição Antrópica 
•
Biomassa
•
Ciclos de Carbono, Nitrogênio, Enxôfre,
Fósforo
Importancia de Estudos do Solo
• Agricola
–
–
–
–
Fonte de nutrientes para plantas
Substrato de Crescimento e suporte
Reciclagem Nutrientes (decomposição)
Biomassa microbiana Xx
• Mineral
– Fonte Minerais e elementos
– Mineração
Solo
Ambiente heterogêneo formado pela desintegração
de rochas-mãe
Particulas Inorgânicas
Particulas Orgânicas
• Argila
• Biomassa
• Silte
• Matéria
Orgânica
• Areia
Argila + Mat. Org. + Biomassa = Fração coloidal do solo
Componentes Minerais do Solo
Areia
0,05 a 2 mm
Silte
0,02 a 0,05 mm
Argila
Menor que 0,02 mm
a)
Granulos de Areia. Aspectos irregulares com predominancia de quartizito.
b)
Silte muito similar à areia mas com menor tamanho
c)
Argila muito ampliada ( Feldspato)
Original photos by J. R. Glasmann, Union Oil Research. Diagram published in Brady,
The Nature and Properties of Soils, 9th Edition, Macmillan Publishing Co.
Montmorilonita
Caolinita
Argilas
Silicatadas
Part. solo
ilita
Propriedades Gerais de Coloides
•
•
•
•
•
Tamanho < 1,0 µm
Superficie ativa  alta (interna e externa)
Carga residual  negativa
Capacidade de Troca Cationica (CTC)
Tipos: Argilas
Matéria Orgânica
Biomassa
Solo: Propriedades Físicas e
Química
• Características Físicas
– Textura e Estrutura
– Compactação
(densidade)
– Umidade (capacidade
de retenção de água)
• Caracteristicas Química
(Nutrientes)
– pH
– Capacidade de troca
catiónica (CTC)
– Disponibilidade de
Nutrientes (NPKS Ca
Mg)
100
90
10
20
80
70
Argiloso
(muito fino)
30
40
60
50
Argiloso
(fino)
50
Limosoargila 60
Areno
argiloso
70
30
barrento
ArenoBarro fino
80
limo-argiloso
20
limoso
barro
10
Areno90
Barrento grosso
limoso
areia
100 Limoso
(puro)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
40
% areia
Caracteristicas do Solo
• Textura – Diversas combinações de Areia Silte e
Argila
• Estrutura
Com o desenvolvimento do solo as particulas
tendem a se juntar formando agregados. O
Elemento cimentante destes agregados e o
material produzido por microrganismos do solo.
Importancia dos agregados - Propriedades
Fisico-quimicas – Oxigênio, umidade, retençao de
nutrientes etc
SOLO – Aspectos Estruturais
Tipos de Estrutura do Solo
Bloco
Granular
Colunar
Prismati
co
Placas
SOLO: Aspectos Estruturais
Ausencia de Estrutura no solo
Po ou Poeira
Massa ou Barro
Formação do solo:
Clima (intemperismo)
Organismos
Rocha- mãe
Tempo
Vulcanismo(?)
Perfíl de um solo  Horizontes
L – “Litter” ou Serapilheira
0 – Região de decomposição
A – Orgânico - Húmus
E - Lixiviação
B – Sub-solo
C – Região Intemperizada
R – Rocha- mãe
Luvisol
escuro
Podsolico Ferrico
Humico
Perfis de alguns tipos de solos
Cernozem
escuro
Tamanho de Partículas e espaço poroso
Superficie
da
Argila
Solução do solo
água
Interações de moléculas de água com superfície de argilas, cátions e
anions no solo.
Argilas
Silicatadas e sua
interação com
ions da soluçao
do solo
Características dos colóides Orgânicos do
Solo
Humus
•Material orgânico altamente polimerizado
•Elevada Recalcitrancia e estrutura omplexa
•Componentes: C= 40-50% N= 1 a 5%
•Carga Residual Negativa – Elevada CTC
•Efeito benéfico para as propriedades do solo
Ilustraçao da determinaçao da Capacidade de Troca Cationica
(CTC) de um solo
Alguns valores representativos da capacidade de
troca cationica nos diversos tipos de solos
(pH = 7,0)
Material do Solo
Material do solo
Mat. Orgânica (Húmus)
Vermiculita ( Argila)
Smectita (Argila)
Caolinita (Argila)
Óxidos Hidratados
CapacidadedeTroca
Capacidade
Troca
CATIÔNICA
(CTC)
Cationica
(CEC)
Cmols Kg-1
100-300
100-150
100-150
2-16
2-8
Atividades Antropicas no Solo – Impactos
ambientais
Impactos Ambientais Negativos
Fertilizaçao Quimica
Irrigaçao e salinização de solos
Acidificação (Chuva ácida)
Desmatamento (Diminuição da materia orgãnica)
Erosão
Impactos positivos
Agricultura organica ( Adição de Matéria Orgânica)
Plantio direto ( Matéria |Orgânica da Palha no solo)
Ilustraçao dos mecanismos de geração de chuva acida nos
solos e lagos
Programa de Pós-graduação em Engenharia ambiental – PPGEA-UFES
Ecologia
CICLO DO CARBONO
Transformações do Carbono no
Ambiente
Composição (%) da Biomassa
Carbono (C)
Bacteriana
Oxigenio (O)
20%
Nitrogenio (N)
15%
Hidrogenio (H)
8%
3%
Fosforo (P)
7%
1%
2%
50%
1%
Enxôfre S
Potássio K
Ca,Cl, Mg,Fe,
Micro
Onde está o Carbono?
Reservatório de C
[C] x 1011 ton
Biosfera
% Total
(100)
7,0
9.7
Biomassa
4,8
6.3
Águas continentais
2,5
3.5
Marinho
5,0 a 8,0
11.0
Mat. Orgânica do solo
30 a 50
70,0
Atmosfera
Profundidade ( ate 16 Km)
(100)
Detritos orgânicos (Mar.)
30
0,00037
Petróleo
100
0,00050
Marinho (abissal)
345
0,00170
200.000
99,763
Sedimentos
Autótrofos
CO2 + H2O
Fotossíntese
Quimiossintese
Carbono
Mat. Org. (CHO)
Biomassa
Heterótrofos
Respiração
Combustão
Ciclagem do Carbono
Carbono
Fóssil (DEP.)
Niveis de CO2 atmosféricos de 1958 a 2000
Desde iniciou-se a medida do
dioxido de carbono
atmosférico pode-se constatar
um aumento significativo de
13% de 1958 a 2000. Isto é
devido à quima de
combustíveis fósseis e (carros
+ industrias). Os prováveis
efeitos deste incremento de
CO2 são: 1) aumento de
temperatura devido ao efeito
estufa, 2) alterações nos
regimes sazonais, 3) alteração
das calotas polares e aumento
dos níveis dos oceanos.
O Ciclo do Carbono
Química do carbonato em sistemas aquáticos
CO2 + H2O
H2CO3-
CaCO3 + H2O + CO2
H+ + HCO3Ca++ + 2HCO3-
Solubilidade
Acidez x alcalinidade
Ciclo da matéria orgânica – Biodegradabilidade aeróbia
Resumo do Processo de Humificação de Resíduos
 Biomassa refere-se à material biológico fresco ou com vida derivado de
qualquer ser vivo, como por exemplo uma árvore recém cortada, folhas recém
colhidas, insetos ou microrganismos.
 Resíduo orgânico natural, refere-se principalmente à biomassa já morta ou em
início de decomposição. Geralmente é muito difícil a separação física nítida entre
biomassa e resíduo.
 Material orgânico natural, geralmente refere-se aos a um tipo específico de
resíduo ou, também, aos componentes orgânicos presentes na biomassa ou
resíduos orgânicos, tais como amido, celulose, hemiceluloses, quitina, etc.
 Matéria Orgânica Resíduos ou material orgânico já processado e complexado
no ambiente. Geralmente tomado como sinônimo de Húmus, no seu estágio de
processamento final e já estabilizado.
 Xenobiótico refere-se a compostos orgânicos artificialmente produzidos e que
podem constituir uma fração do resíduo orgânico presente em um ambiente.
 Recalcitrância é o termo que descreve a resistência a transformações ou
decomposição de uma determinada molécula ou resíduo orgânico.
Biodegradabilidade – Propriedade de um composto ou substância ser
transformada em CO2 ou CH4 ou moleculas menores facilmente assimilaveis.
Sin. Decomposiçao ou biotransformação