ENGENHARIA E MEIO AMBIENTEFundamentos 1

Prof. Paulo Roberto Koetz

Ciclos Geoquímicos

Conservação da massaConservação de energiaSegundo princípio da Termodinâmica

Ciclos Geoquímicos

Reservatórioatmosfera, água ou soloo O elemento que se estuda está em maior quantidadeo106 elementos conhecidoso40 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 secooAl Bo Cr Zn Mo V Co

Ciclos Geoquímicos

BiogeoquímicaTroca 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 AtmosferaoC 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 mesmaAntoine 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 orgânicaCombustíveis fósseis

energia solar armazenada na forma de moléculas orgânicas

Ciclo do carbono

humano

mares

fóssil

atmosférico

Ciclo do carbono

2612622 666 OOHCEOHCO

J 681,6 2OH6CO6OH6OHC 2226126

50 x 109 t.a-1 a 60 x 109 t.a-1 de C de fotossíntese

Ciclo do carbono

Oceanos. Reservatório aquático de CO2

333222

.2

2

COHHCOHCOHOHCO

CO atm

Ciclo do nitrogênio

O nitrogênio é limitante no crescimento dos vegetais

78% na atmosferaConstituem as proteínas, vitaminas, enzimas, hormônios

Ciclo do nitrogênio

Mecanismos do ciclo do nitrogênio - biológicos Fixação do N2 atmosférico

oRhizobiumoCianofíceas

• Anabena, nostoc, spirulina

oBactérias fotossintéticas

Ciclo do nitrogênio

Mecanismos do ciclo do nitrogênio - biológicos Amonificação

oMicro e macrorganismos

NitrificaçãooNitrosomonas, nitrobacter

DesnitrificaçãooPseudomonas

Ciclo do nitrogênio

Fixação de N na biosfera140 mg.m-2.a-1 a 700 mg.m-

2.a-1

oFísico-químico •35 mg.m-2.a-1

Ciclo do nitrogênio

Mecanismos do ciclo do nitrogênioFísico-químicosoLiquefação da atmosferaoMineraçãooCalcinação

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

Mineração

Fertilizantes

Animais

Plantas

Solos

Corpos hídricos

Oceanos

Resíduos

sedimentosprofundos

Fitoplancton

Homem

1 t.a-1 a 2 x 106 t.a-1

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

Sorgânico

Decomposiçãoaeróbia H2S

Decomposiçãoanaeróbia

S mineral

CarvãoÒleo combustível

SO2

Fe

FeS

Ciclo hidrológico

Ciclo hidrológico

A água70 % a 90 % dos seres vivos

Participa das reações químicas e bioquímicas

Ciclo hidrológico

EtapasDetençãooVegetação e depressões de terreno

Escoamento superficialoCorpos hídricos superficiais

Infiltração

Ciclo hidrológico

EtapasEscoamento subterrâneoEvapotranspiraçãoEvaporaçãoDesmatamento

Ciclo hidrológico

Distribuição geográfica da água 55%

oZonas áridas < 250 mm.a-1

oZonas 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

EvaporaçãoTranspiração

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 superficialRios

Lagos1 250

125 000

Água doce subterrâneaUmidade do solo

= 800 metros< 800 metros

67 0004 164 0004 164 000

Água doce sólida (gelo) Geleiras e Glaciais 29 200 000

Água salgadaOceanos

Lagos e mares salinos1 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