Escossistemas. Ciclos Biogeoquímicos.

SHS0415 –GESTÃO AMBIENTAL NA EMPRESA

A CRISE AMBIENTAL

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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)

A CRISE AMBIENTAL

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Questão: Um recurso renovável pode passar a ser não-renovável?

A CRISE AMBIENTAL

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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.

ECOSSISTEMAS

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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.

ECOSSISTEMAS

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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.

ECOSSISTEMAS

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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)

ECOSSISTEMAS

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Produtividade Primária Produtividade primária líquida (PPL) Parte utilizável do material produzido pela fotossíntese.

Controle da produtividade primária: Disponibilidade de águaIntensidade luminosaQuantidade de sais minerais

Questão: Como aumentar a produtividade primária? Qual a implicação ambiental desse aumento?

DINÂMICA DAS POPULAÇÕES

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Populações Entidades estruturadas Comunidadeconjunto 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 águaMeio aquático: oxigênio, fósforo, luz, temperatura, salinidade

Biodiversidade: Número total de espécies na Terra Ainda desconhecido Atualmente 1,4 milhão de espécies catalogadas

750 mil insetos265 mil plantas41 mil vertebrados

ECOSSISTEMAS

• Constituinte da Cadeia Alimentar

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Produtores Ambiente Aquático Ambiente Terrestre

  Fitoplancton Liquens, Gramíneas

  Macrófitas Plantas Superiores

Consumidores Zooplancton Insetos

  Peixes Herbívoros

    Carnívoros

Saprófitas(Bactérias e Fungos)

Saprófitas(Bactérias e Fungos)

ECOSSISTEMAS

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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?

ECOSSISTEMAS

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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 hectareÁsia e África 0,1 HP por hectare_____________________________________________Produção por hectare EUA 3 x maior que Ásia e África

Cadeia Alimentar

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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. 

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

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Síntese de matéria Orgânica Organismos autótrofosDecomposição 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

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

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Organismos vivos interagem no processo de síntese orgânica e decomposição

Meio terrestre é fonte dos elementos

Ciclos de elementos químicos

Elementos Essenciais

Ciclos Biogeoquímicos

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

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

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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

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.

CICLO DO CARBONO

CICLO DO CARBONO

CICLO DO CARBONO

CICLO DO CARBONO

CICLO DO NITROGÊNIO

CICLO DO NITROGÊNIO

CICLO DO NITROGÊNIO

CICLO DO ENXOFRE

CICLO DO ENXOFRE

SULFETO

CICLO DO ENXOFRE

CICLO DO FÓSFORO

CICLO DO FÓSFORO

CICLO DO OXIGÊNIO

CICLO DO OXIGÊNIO

CICLO HIDROLÓGICO

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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

CICLO HIDROLÓGICO

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Ciclo Hidrológico

CICLO HIDROLÓGICO

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Ciclo Hidrológico

Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo hidrológico?

ESTUDO

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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