Ecologia
Ciclos Biogeoquímicos
Os organismos retiram constantemente da natureza os elementos
químicos de que necessitam, mas esses elementos sempre
retornam ao ambiente.
O processo contínuo de retirada e de devolução de elementos
químicos à natureza constitui os ciclos biogeoquímicos.
Principais ciclos da natureza:
● Carbono
● Oxigênio
● Água
● Nitrogênio
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Ciclos Biogeoquímicos
1) Ciclo do Carbono
As cadeias de carbono que formam as moléculas orgânicas são
fabricadas pelos seres autotróficos por meio da fotossíntese, na qual
ocorre absorção de gás carbônico do ambiente. Dessa forma, o carbono
passa a circular pela cadeia alimentar na forma de moléculas orgânicas.
Sua volta ao ambiente se dá na forma de gás carbônico, por meio da
respiração de praticamente todos os seres vivos e da decomposição de
seus corpos após a morte.
Além das oxidações biológicas (respiração e decomposição), o gás
carbônico é recolocado na atmosfera pela oxidação não biológica da
matéria orgânica em contato com o ar, como ocorre na combustão.
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Ciclos Biogeoquímicos
1) Ciclo do Carbono
A produção de gás carbônico pela respiração e decomposição deveria ser
naturalmente compensada pelo consumo desse gás na fotossíntese. No
entanto, o ser humano libera esse gás na atmosfera, pela queima de
combustíveis fósseis e de madeira, numa velocidade muito maior que a
de assimilação do gás pela fotossíntese.
● Efeito estufa e aquecimento global
O gás carbônico forma uma barreira na atmosfera que deixa passar a luz
do Sol e retêm o calor irradiado pela superfície terrestre.
O efeito estufa mantém a temperatura média da Terra (15º C). Sem ele, o
planeta estaria permanentemente coberto por uma camada de gelo.
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● Efeito estufa e aquecimento global
A partir da Revolução Industrial, o gás
carbônico passou a ser liberado em grandes
quantidades pela queima de lenha, carvão,
petróleo, e gás natural.
Como a quantidade liberada é muito maior
que aquela que os vegetais conseguem
absorver pela fotossíntese, a concentração
de gás carbônico vem aumentando
gradativamente, o que se reflete no aumento
da
temperatura média da Terra –
aquecimento global.
Caminhos alternativos:
redução da emissão de gás
carbônico e reflorestamento.
Protocolo de Kyoto
1988: A primeira reunião entre governantes e cientistas sobre as
mudanças climáticas - realizado em Toronto-Canadá, descreveu seu
impacto potencial inferior apenas ao de uma guerra nuclear. Desde então,
uma sucessão de anos com altas temperaturas têm batido os recordes
mundiais de calor, fazendo da década de 1990 a mais quente desde que
existem registros.
1997: Em Kyoto, Japão, é assinado o Protocolo de Kyoto, um novo
componente da Convenção, que contém, pela primeira vez, um acordo
vinculante que compromete os países do Norte a reduzir suas e missões.
Compromete a uma série de nações industrializadas (Anexo B do
Protocolo) a reduzir suas emissões em 5,2% - em relação aos níveis de
1990 – para o período de 2008- 2012. Esses países deve mostrar “um
progresso visível” no ano de 2005.
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2) Ciclo do Oxigênio
Os átomos de oxigênio estão nos mais variados compostos minerais e
orgânicos, mas sua presença na forma de moléculas de oxigênio livre (O2) –
como é usado na respiração e na combustão – depende da fotossíntese.
Parte do oxigênio da atmosfera combina-se com metais do solo (como o
ferro) e forma óxidos. Na estratosfera, parte é transformada em ozônio (O3)
pelos raios ultravioletas do Sol. E esse ozônio é transformado em oxigênio
pelos raios ultravioletas. Essas duas reações (O2 ↔ O3) permitem que se
mantenha na estratosfera uma camada de ozônio em equilíbrio, que funciona
como um filtro protetor, retendo cerca de 80% de toda irradiação ultravioleta.
Com a destruição dessa camada, mais raios ultravioletas chegam à Terra, o
que representa sério perigo para o ser humano (ex: aumento dos casos de
câncer de pele) e para o meio ambiente (ex: mutações).
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OBS: A fotossíntese é o
processo biológico
predominante para a
produção do oxigênio
encontrado na atmosfera.
70% do nosso planeta é
constituído por água,
onde vive o fitoplâncton.
Então, as algas
microscópicas são as
principais fornecedoras
de oxigênio do planeta
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3) Ciclo da Água
A água é fundamental para os seres vivos, pois possibilita a ocorrência das
reações químicas, ajuda a regular a temperatura (absorve ou perde calor
sem que sua temperatura varie muito) e facilita o transporte de substâncias.
Cerca de 70% da superfície da Terra é coberta por água em estado líquido.
Do total desse volume, aproximadamente 97% estão nos oceanos. Cerca de
2% da água do planeta está no estado sólido, nas grandes massas de gelo.
A água doce e no estado líquido está nos rios, nos lagos e nos represas,
infiltrada no solo e nas rochas, nas nuvens e nos seres vivos, e corresponde
a apenas 1% do total de água do planeta.
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3) Ciclo da Água
A energia solar faz com que a água em estado líquido sofra constante
evaporação e penetre na atmosfera em forma de vapor.
Nas camadas mais altas e mais frias da atmosfera, o vapor de água se
condensa e forma as nuvens. Depois ocorre a precipitação na forma de
chuva. Neve ou granizo.
Por meio de um escoamento superficial, a água pode formar rios e lagos e
voltar para o oceano. Pode também infiltrar-se no solo e formar os lençóis
freáticos. Essa água passa aos poucos para os rios, lagos e mares. Ela pode
sair também em alguns pontos da superfície do solo, formando as fontes de
água, ou ser retirada pelas raízes das plantas ou dos poços cavados pelo ser
humano.
Chuva ácida
Inicialmente, é preciso lembrar que a água da chuva já é
naturalmente ácida. Devido à uma pequena quantidade de
dióxido de carbono (CO2) dissolvido na atmosfera, a chuva
torna-se ligeiramente ácida, atingindo um pH próximo a 5,6. Ela
adquire assim um efeito corrosivo para a maioria dos metais,
para o calcário e outras substâncias.
Quando não é natural, a chuva ácida é provocada
principalmente por fábricas e carros que queimam
combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo. Desta
poluição um pouco se precipita, depositando-se sobre o solo,
árvores, monumentos, etc. Outra parte circula na atmosfera e
se mistura com o vapor de água. Passa então a existir o risco
da chuva ácida.
Robert Angus Smith (climatologista inglês) foi
quem usou pela primeira vez o termo “chuva
ácida”, em 1872, ao presenciar o fenômeno
em Manchester (Inglaterra) no início da
revolução industrial. Foi ele, também, o
primeiro a relacionar o fenômeno com a
poluição atmosférica.
A chuva ácida ocorre quando existe na
atmosfera um número muito grande de
enxofre (SO2) e óxidos de nitrogênio (NO,
NO2, N2O5) que, quando em contato com o
hidrogênio em forma de vapor, formam
ácidos como o ácido nítrico (HNO3), ou o
ácido sulfúrico (H2SO4).
Os efeitos mais nocivos da chuva ácida ocorrem no meio
ambiente. Um lago, por exemplo, que possui um pH em torno
de 6,5 não sobrevive a um pH abaixo de 4 ou 4,5, podendo
ocorrer a morte de todos os seres que vivem ali.
A chuva ácida também causa a acidificação do solo tornando-o
improdutivo e mais suscetível à erosão. A acidez do solo,
inclusive, é um dos principais fatores para a diminuição da
cobertura vegetal em diversos países. Estudos recentes
publicados pelo WWF apontam que a chuva ácida já um dos
principais responsáveis pelo desmatamento na Mata Atlântica.
Para o homem o acúmulo de dióxido de enxofre no organismo
pode levar à formação de ácidos no corpo humano causando
até danos irreversíveis aos pulmões. Na Inglaterra, em 1952,
na cidade de Londres, cerca de 4000 pessoas morreram por
causa da emissão de dióxido de enxofre pela queima de
carvão nas indústrias e nas casas. O pior de tudo é que nem
sempre a chuva ácida cai sobre a local onde foi feita a emissão
de dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio. Como essas
substâncias estão em forma de gás, elas podem ser
transportadas pelo vento por quilômetros de distância antes de
cair na forma de chuva.
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4) Ciclo do Nitrogênio
O nitrogênio é um elemento químico fundamental para o ser vivo, pois entra
na constituição de substâncias importantes, como as proteínas e os ácidos
nucléicos.
Os vegetais só conseguem usá-lo na forma de amônia (NH3). Ao animais
aproveitam o nitrogênio na forma de aminoácidos.
O ciclo do nitrogênio é dividido nas seguintes etapas:
● Fixação
● Amonificação
● Nitrificação
● Desnitrificação
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4) Ciclo do Nitrogênio
● Fixação
A transformação do gás nitrogênio em amônia, que pode ser incorporada às
substâncias orgânicas, é chamada de fixação do nitrogênio. Ela é feita por
algumas bactérias que conseguem utilizar o nitrogênio atmosférico, fazendoo reagir com hidrogênio para produzir amônia. A amônia pode combinar-se
com o gás carbônico para formar aminoácidos.
Há também as bactérias do gênero Rhizobium, que vivem nas raízes das
plantas leguminosas (feijão, soja, ervilha, amendoim, alfafa). Examinando
essas raízes, encontramos pequenos nódulos com milhões de bactérias
fixadoras. Uma parte do nitrogênio fixado é fornecida à leguminosa e o
excesso é liberado no solo na forma de amônia. Portanto, essas bactérias
funcionam como adubo vivo, fornecendo nitrogênio à planta.
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4) Ciclo do Nitrogênio
● Amonificação
Uma parte da amônia do solo origina-se da fixação de nitrogênio. Outra parte
é formada a partir da decomposição das proteínas, dos ácidos nucléicos e
dos resíduos nitrogenados presentes em cadáveres e excretas.
Realizado por bactérias e outros decompositores, esse processo e chamado
de amonificação.
● Nitrificação
O fenômeno de transformação da amônia em nitrato é chamado de
nitrificação.
Os nitratos são absorvidos e utilizados pelas plantas na fabricação de suas
proteínas e de seus ácidos nucléicos. Pelas cadeia alimentar, passam para o
corpo dos animais.
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4) Ciclo do Nitrogênio
● Desnitrificação
No solo, além das bactérias de nitrificação, existem outros tipos de bactérias,
como a Pseudomonas denitrificans. Na ausência de oxigênio atmosférico,
essas bactérias usam o nitrato para oxidar compostos orgânicos (respiração
anaeróbia) e produzir energia.
Por esse processo, chamado desnitrificação, uma parte dos nitratos do solo
é transformada novamente em gás nitrogênio e volta para a atmosfera,
fechando, assim, o ciclo e estabilizando a taxa de nitrato do solo.
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