ENGENHARIA E MEIO AMBIENTE
Fundamentos 1
Prof. Paulo Roberto Koetz
Ciclos Geoquímicos
Conservação da massa
Conservação de energia
Segundo princípio da
Termodinâmica
Ciclos Geoquímicos
Reservatório
 atmosfera, água ou solo
o O elemento que se estuda
está em maior quantidade
o106 elementos conhecidos
o40 são os mais importantes
Ciclos Geoquímicos
Indispensáveis à vida
 Carbono
 Hidrogênio
 Oxigênio
 Nitrogênio
 Fósforo
 Enxofre
Água
Ciclos Geoquímicos
Nutrientes
 Macro > 0,2% peso seco
oC 49% N 2,45% P 0,49 S Cl K Na
Ca Mg Fe
 Micro < 0,2% peso seco
oAl Bo Cr Zn Mo V Co
Ciclos Geoquímicos
Biogeoquímica
 Troca ou circulação da
matéria entre os
componentes vivos e
físico-químicos da
natureza
Ciclos Geoquímicos
Classificação dos ciclos
quanto a natureza dos
elementos
 Hidrológico
 Macronutrientes
 Micronutrientes
Ciclos Geoquímicos
Classificação dos ciclos
quanto ao reservatório
 Ciclo sedimentar Litosfera
oP S Ca Mg K
• Mais sensível à poluição e menos estável
 Ciclos gasosos Atmosfera
oC N O H
• Menos sujeito a poluição e mais estável
Ciclo Geoquímico
"Na Natureza nada se perde
nada se cria, tudo se
transforma"
A matéria assume várias
formas através das reações
químicas, físicas e
biológicas e estas formas
são intercambiáveis
Ciclo do carbono
A massa de carbono
existente será sempre a
mesma
 Antoine Laurent Lavoisier
(1743-1794)
Ciclo do carbono
O ciclo do carbono
Ciclo do carbono
A atmosfera
 reservatório principal do
CO2
 CCO2.atm = 0,032 %
 C = 49% da matéria orgânica
Combustíveis fósseis
 energia solar armazenada na
forma de moléculas orgânicas
Ciclo do carbono
fóssil
humano
mares
atmosférico
Ciclo do carbono
6CO2  6H 2O  E  C6 H12O6  6O2
50 x 109 t.a-1 a 60 x 109 t.a-1 de C de fotossíntese
C6H12O6  6H2O  6CO2  6H2O  2 681,6J
Ciclo do carbono
Oceanos. Reservatório aquático de
CO2
CO2.atm

CO2  H 2O  H 2CO3  H  HCO3  2 H   CO3
Ciclo do nitrogênio
O nitrogênio é limitante no
crescimento dos vegetais
78% na atmosfera
Constituem as proteínas,
vitaminas, enzimas, hormônios
Ciclo do nitrogênio
Mecanismos do ciclo do
nitrogênio - biológicos
 Fixação do N2 atmosférico
o Rhizobium
o Cianofíceas
• Anabena, nostoc, spirulina
o Bactérias fotossintéticas
Ciclo do nitrogênio
Mecanismos do ciclo do
nitrogênio - biológicos
 Amonificação
o Micro e macrorganismos
 Nitrificação
o Nitrosomonas, nitrobacter
 Desnitrificação
o Pseudomonas
Ciclo do nitrogênio
Fixação de N na
biosfera
 140 mg.m-2.a-1 a 700 mg.m2.a-1
oFísico-químico
• 35 mg.m-2.a-1
Ciclo do nitrogênio
Mecanismos do ciclo do
nitrogênio
 Físico-químicos
oLiquefação da atmosfera
oMineração
oCalcinação
Ciclo do fósforo
RNA DNA Ossos Dentes
 Elemento limitante mais
importante na produtividade
primária.
 Reservatório: litosfera.
 Produção atual (mineração)
o1 t.a-1 a 2 x 106 t.a-1
Ciclo do fósforo
1 t.a-1 a 2 x 106 t.a-1
Mineração
Fertilizantes
Plantas
Animais
Solos
Corpos hídricos
Oceanos
Resíduos
Homem
Fitoplancton
sedimentos
profundos
Ciclo do fósforo
A única forma de
reciclagem de P é
por resíduos sólidos
Ciclo do enxofre
Ciclo sedimentar
com parcela gasosa
Ciclo do enxofre
Carvão
Òleo combustível
Sorgânico
Decomposição
anaeróbia
Fe
Decomposição
aeróbia
H2S
FeS
SO2
S mineral
Ciclo hidrológico
Ciclo hidrológico
A água
70 % a 90 % dos
seres vivos
Participa das
reações químicas e
bioquímicas
Ciclo hidrológico
Etapas
 Detenção
oVegetação e depressões de
terreno
 Escoamento superficial
oCorpos hídricos
superficiais
 Infiltração
Ciclo hidrológico
Etapas
 Escoamento subterrâneo
 Evapotranspiração
 Evaporação
 Desmatamento
Ciclo hidrológico
Distribuição geográfica da
água
 55%
o Zonas áridas < 250 mm.a-1
o Zonas semi-áridas < 500 mm.a-1
Ciclo hidrológico
Depende






Precipitação pluviométrica
Temperatura
Distribuição das chuvas
Umidade do ar
Luminosidade
Ventos dominantes
que determinam...
Ciclo hidrológico
Evaporação
Transpiração
exemplo...
Ciclo hidrológico
Nordeste brasileiro
 Precipitação 750 mm.a-1
 Evaporação 2500 mm.a-1
oe até 380 mm.mês-1
Sul da Inglaterra
 Precipitação 750 mm.a-1
 Evaporação 700 mm.a-1
Distribuição da água na terra
Tipo
Ocorrência
Volumes (km3)
Água doce superficial
Rios
Lagos
1 250
125 000
Água doce subterrânea
Umidade do solo
= 800 metros
< 800 metros
67 000
4 164 000
4 164 000
Água doce sólida (gelo)
Geleiras e Glaciais
29 200 000
Água salgada
Oceanos
Lagos e mares salinos
1 320 000 000
105 000
Vapor de água
Atmosfera
12 900
Total
1 360 000 000
Distribuição da água na terra
Ciclo hidrológico
Consumo de água doméstico e
industrial
 Prof. Marcelo