Escossistemas. Ciclos Biogeoquímicos .

1. SHS0415 –GESTÃO AMBIENTAL NA EMPRESA Escossistemas. Ciclos Biogeoquímicos.

2. A CRISE AMBIENTAL Quantidade finita de recursos naturais. Fluxo constante de energia solar – principal fonte de energia. Crescimento populacional 2,5 bilhões (1950) 6 bilhões (2000) Uso extensivo de recursos naturais rejeitos Uso extensivo de energia aumento da entropia (A energia se transforma de formas mais nobres a menos nobres, se dissipando em calor)

3. A CRISE AMBIENTAL Questão: Um recurso renovável pode passar a ser não-renovável?

4. A CRISE AMBIENTAL Poluição: Alteração indesejável das características físicas, químicas e biológicas da biosfera. Causa: Produção e lançamento no meio de resíduos sólidos, líquidos e gasosos em quantidades capazes de alterar a qualidade do ambiente. Lei da Conservação das Massas: Não se cria, nem se elimina matéria. Praticamente toda atividade humana gera rejeitos. Segunda Lei da Termodinâmica: As transformações de energia se realizam das mais nobres para as menos nobres, com aumento da entropia. Conclusão: A utilização de recursos naturais e de energia resulta no acúmulo de rejeitos. A transformação de rejeitos em recursos exigirá o dispêndio de energia mais nobre, que se transformará em calor. Dê exemplos de uso de energia na transformação de rejeitos em recursos.

5. ECOSSISTEMAS Definição e Estrutura Ecossistema  Unidade básica do estudo da ecologia. Ecossistemas  Sistemas estáveis, equilibrados e auto-suficientes, com características invariáveis. Estável é diferente de imutável. Sistema aberto - recebe continuamente matéria e energia de fontes externas. A intensidade do fluxo de massa e energia é que define a velocidade de mudança. Homeostase Estado de equilíbrio dinâmico com mecanismos de autocontrole e auto-regulação que entram em ação quando ocorre alguma alteração.

6. Lei da Conservação da Massa ECOSSISTEMAS Sistema de auto-regulação  Função de manter o equilíbrio do ecossistema. No caso da ação extensiva do homem  o mecanismo não consegue absorver essas mudanças e ocorre o impacto ecológico no meio. Quantidade de matéria viva no ecossistema  BIOMASSA Discussão: Discuta sobre os impactos ecológicos que podem ser causados pelo homem no meio.

7. Lei da Conservação da Massa ECOSSISTEMAS Reciclagem da Matéria e Fluxo de Energia Seres Vivos Autótrofos Heterótrofos quimiossintetizantes fotossintetizantes Fluxo energético: Energia solar  compostos químicos  utilização por processo respiratório  Segue as leis da termodinâmica. Fonte de energia na Terra  Radiações recebidas do sol (luz solar)

8. Lei da Conservação da Massa ECOSSISTEMAS Produtividade Primária Produtividade primária líquida (PPL)  Parte utilizável do material produzido pela fotossíntese. Controle da produtividade primária: Disponibilidade de água Intensidade luminosa Quantidade de sais minerais Questão: Como aumentar a produtividade primária? Qual a implicação ambiental desse aumento?

9. Lei da Conservação da Massa DINÂMICA DAS POPULAÇÕES Populações  Entidades estruturadas Comunidadeconjunto de populações agrupadas em uma certa área Fator limitante  Fator ecológico (biótico ou abiótico) que condiciona as possibilidades de sucesso de um organismo no ambiente. Fatores limitantes: Meio terrestre: fósforo, luz, temperatura e água Meio aquático: oxigênio, fósforo, luz, temperatura, salinidade Biodiversidade: Número total de espécies na Terra  Ainda desconhecido Atualmente 1,4 milhão de espécies catalogadas 750 mil insetos 265 mil plantas 41 mil vertebrados

10. ECOSSISTEMAS • Constituinte da Cadeia Alimentar

11. Lei da Conservação da Massa ECOSSISTEMAS Cadeias Alimentares Questão: Por que haverá maior eficiência na cadeia produtor-homem do que na cadeia produtor-boi-homem? Qual a implicação disso na prática?

12. Lei da Conservação da Massa ECOSSISTEMAS Aumento da produtividade com fluxo suplementar de energia: -Ampliação da área agrícola -Trabalho humano ou animal e combustíveis fósseis -Irrigação -Fertilização -Seleção genética e controle de pragas EUA  1 HP por hectare Ásia e África  0,1 HP por hectare _____________________________________________ Produção por hectare  EUA 3 x maior que Ásia e África

13. Cadeia Alimentar Pirâmide de energia de uma comunidade aquática. Em ocre, a produção líquida de cada nível; em azul, respiração, a soma à esquerda é a energia assimilada.

14. Lei da Conservação da Massa CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Síntese de matéria Orgânica  Organismos autótrofos Decomposição e retorno ao meio  Organismos heterótrofos  Processo de reciclagem da matéria Elementos essenciais à vida  Nutrientes (forma molecular ou iônica) - cerca de 40 Principais Macronutrientes  C, H, O, N, P, S Principais Micronutrientes  Al, Bo, Cr, Zn, Mo, V, Co

15. Lei da Conservação da Massa CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Elementos Essenciais  Ciclos Biogeoquímicos Organismos vivos interagem no processo de síntese orgânica e decomposição Ciclos de elementos químicos Meio terrestre é fonte dos elementos Ciclos sedimentares reservatório que supre os elementos e os recebe de volta é a litosfera (P, S, Ca, Mg) Ciclos gasosos reservatório que supre os elementos e os recebe de volta é a atmosfera (C, N, O) Ciclo hidrológico ciclo do composto vital: água

16. Lei da Conservação da Massa CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Ciclo do Carbono Reservatório  Atmosfera (CO2) Ciclo perfeito  C devolvido ao meio na mesma taxa em que é sintetizado. Ciclo principal (rápido): Fotossíntese: 6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2 Respiração: C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 640 kcal/mol de glicose Ciclo secundário (lento)  organismos transformados em combustíveis fósseis

17. CICLO DO CARBONO A vida na terra depende do ciclo do carbono que tem que ser reciclado da matéria morta para a matéria viva e vice-versa. O carbono se move continuamente entre a biosfera, atmosfera, oceanos e geosfera. É acumulado em: 1. Moléculas organicas em organismos vivos e mortos presentes na biofera; 2. Como dióxido de carbono na atmosfera; 3. Como matéria orgânica no solo; 4. Na litosfera como combustível fóssil e depósitos rochosos com calcáreo, gesso, etc e; 5. Nos oceanos como dióxido de carbono dissolvido em equilíbrio com o dióxido de carbono presente na atmosfera e como carbonato de cálcio das conchas de organismos marinhos.

18. CICLO DO CARBONO

19. CICLO DO CARBONO

20. CICLO DO CARBONO

21. CICLO DO NITROGÊNIO

22. CICLO DO NITROGÊNIO

23. CICLO DO NITROGÊNIO

24. CICLO DO ENXOFRE

25. CICLO DO ENXOFRE

26. CICLO DO ENXOFRE SULFETO

27. CICLO DO FÓSFORO

28. CICLO DO FÓSFORO

29. CICLO DO OXIGÊNIO

30. CICLO DO OXIGÊNIO

31. CICLO HIDROLÓGICO Fenômenos básicos  Evaporação e precipitação. Resumo dos processos no ciclo hidrológico: -Detenção (em vegetações, depressões de terreno...) -Escoamento superficial -Infiltração -Escoamento subterrâneo -Evapotranspiração (Ex.: 0,5 ha de milho tranpira 2 milhões de litros de água em um ciclo vegetativo) -Evaporação -Precipitação

32. Lei da Conservação da Massa CICLO HIDROLÓGICO Ciclo Hidrológico

33. Lei da Conservação da Massa CICLO HIDROLÓGICO Ciclo Hidrológico Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo hidrológico?

34. Lei da Conservação da Massa ESTUDO Braga, B., Hespanhol, I.; Conejo, J.G.L.; Spencer, M.; Porto, M.; Nucci, N.; Juliano, N.; Eiger, S. Introdução à Engenharia Ambiental. Prentice Hall, 2002. pp. 2 - 49