Carbono nos sistemas aquáticos

• Formas dissolvidas– Carbono inorgânico dissolvido (DIC)– Carbono orgânico dissolvido (DOC)

• Forma particulada– Carbono orgânico particulado (POC)• Fração fina (< 63 m)• Fração grossa (> 63 m)

Carbono inorgânico dissolvido (DIC)

• DIC = H2CO3 + HCO3- + CO3

-2

– H2CO3 : ácido carbônico

– HCO3- : bicarbonato

– CO3-2 : carbonato

• DIC = (CO2 + H2O) + HCO3- + CO3

-2

• DIC = (CO2)aq + HCO3- + CO3

-2

Fontes de DIC• Atmosfera difusão: rios e lagos – [DIC]aq >>

[DIC]atm, portanto há uma evasão de C para a atm

• Respiração das raízes libera CO2 no solo que reage com H2O e forma o ácido fraco H2CO3, que por sua vez reage com algum mineral carbonatado. Ex.: (slide seguinte)

• Respiração de organismos aquáticos liberando CO2

CO2 + H2O ↔ CH2O + O2

Sistema tampão das águas

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ H+ + CO3

-2

DIC = (CO2)aq + HCO3- + CO3

-2

Qualquer que seja a fonte de carbono a sua forma no sistema aquático dependerá do pH desse sistema

Respiração Intemperismo

potencial hidrogeniônico - pH

• pH = -log10[H+]

O pH da água determina a solubilidade e a disponibilidade biológica de nutrientes importantes como N, P e C e de metais pesados como Pb, Cr, Cd e outros.

potencial hidrogeniônico - pH• Ácido de bateria <1.0 • Suco gástrico 2.0 • Sumo de limão 2.4 • Cola (refrigerante) 2.5 • Vinagre 2.9 • Sumo de laranja ou maçã 3.5 • Cerveja 4.5 • Café 5.0 • Chá 5.5 • Chuva ácida < 5.6 • Leite 6.5 • Água pura 7.0 • Saliva humana 6.5-7.4 • Sangue 7.34 - 7.45 • Água do mar 8.0 • Sabonete de mão 9.0 - 10.0 • Amônia caseira 11.5 • Cloro 12.5 • Hidróxido de sódio caseiro 13.5

Águas naturais Sangue

pH – controle

• Fotossíntese (pH aumenta, menos H+ no meio)

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ H+ + CO3

-2

• Respiração (pH decresce, mais H+ no meio)

CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3- ↔ H+ + CO3

-2

Henderson-Hasselbach Equation

• pH = pKa + log (HCO3/H2CO3 + CO2)

• pH = pKa + log (HCO3/CO2)

• pH = pKa + log(HCO3/KHxPCO2)

• pH = 6.1 + log(HCO3/0.03 x PCO2)

• Sangue: 7.4-7.5– Respiração elimina CO2….o pH aumenta….

Carbono orgânico dissolvido (DOC)

• Moléculas orgânicas de diferentes pesos moleculares (< 0.45 m)– Geralmente, em águas-doce, são compostos como

ácios fúlvicos e húmicos (recalcitrantes) oriundos de solos e plantas

– Parte mais lábil (minoria) promove o “microbial loop”, muito importante nos oceanos.

Microbial loop – transferência de carbono ao longo da cadeia trófica

Carbono Orgânico Particulado (POC)

• Particulado: encontra-se aderido ao material em suspensão.

• Fração fina (< 63 m)– Origem: principalmente matéria orgânica

refratária oriunda de solos

• Fração grossa (> 63 m)– Origem: principalmente restos vegetais

Rio Piracicaba

Rio Atibaia

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Rio Piracicaba