limnologia cátions e ânions

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Page 1: limnologia cátions e ânions
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Principais cátions: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Fe3+, Mn2+

Principais ânions: Cl-, SO42-, CO3

2-, HCO3-

Influências na composição iônica da água: geologia das bacias hidráulica e hidrográfica, influência antrópica, regime de chuvas◦ Pouca chuva e rochas magmáticas: íons

resultantes de intemperismo◦ Muita chuva e rochas sedimentares: íons de

acordo com a composição da rocha

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C.E.: capacidade de conduzir corrente elétrica; é função da concentração de íons

Em pH baixo, o H+ é o principal responsável pela C.E. o que explica o fato de um ecossistema de pH 4 rico em compostos húmicos apresentar alta C.E. sem ter íons limnologicamente importantes

Informações obtidas pela C.E.:◦Sobre a magnitude da concentração iônica◦Sobre decomposição (aumento da C.E.) e

produção primária (redução da C.E.)◦Ajudar a detectar fontes poluidoras◦Verificar diferenças geoquímicas nos afluentes

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Regiões temperadas:

Lagos oligotróficos: C.E. praticamente constante a partir do metalímnio

Lagos eutróficos: aumento da C.E. do epilímnio para o hipolímnio (na estratificação térmica)

Regiões tropicais:Influência das características geoquímicas e climáticasGeralmente tem menor C.E. que os temperadosEstá relacionada ao padrão de estratificação térmica e sua duraçãoA C.E. ajuda a identificar as várias províncias geológicas, a interação entre o sistema aquático e terrestre

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Concentração de sais dissolvidos em gramas presente em 1000g de H2O

Principais íons: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, SO42-, HCO3

-

Medido por salinômetros Pode-se obter a salinidade multiplicando a C.E. por

um fator calculado Águas interiores podem ter maior salinidade que o

mar, mas com composição iônica diferenciada Fatores que influenciam na salinidade:

◦ Intemperização e composição das rochas e solos da bacia◦ Grau de influência e composição das águas subterrâneas◦ Precipitação atmosféricas◦ Influência marinha◦ Balanço hídrico

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Salinidade e sua variação é fundamental na seleção e distribuição de comunidades vegetal e animal

Procariotos tem a vantagem da presença do vacúolo contrátil para osmorregulação

Animais e vegetais superiores aquáticos tem grande dificuldade fisiológica com relação à osmorregulação e a colonização por eles é limitada

Estudos que relatam espécies de água doce e salobra na mesma lagoa

Águas salobras tem menor número de espécies que as doces e marinhas, mas pode ter elevada biomassa pela baixa competição e predação

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Salinômetros

Condutivímetro

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Principais funções:◦ Cálcio: crescimento de algas,

macrófitas e muitos animais (moluscos); manutenção das estruturas da membrana celular (agregação de colônias). Suas formas carbonato e bicarbonato interferem no pH

◦ Magnésio: formação da molécula de clorofila; tem parte no metabolismo de nitrogênio na célula

◦ Sódio, potássio e cloreto: troca e transporte de outros íons na célula

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Íons mais comuns em águas continentais: Ca2+, CO3

2-, HCO3-

Exceções:◦ Açudes nordestinos: aumento de cloreto na estiagem◦ Lagoas do pantanal: águas salobras e alcalinas devido ao

balanço hídrico negativo que resulta no acúmulo de íons◦ Exemplo das lagoas Iodada (maior aporte de água doce,

reduzida concentração desses íons) e Imboacica (influência do mar, maiores concentrações desses íons)

◦ Região amazônica: influência da goelogia, chuvas Distribuição vertical: de acordo com a

profundidade

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São micronutrientes indispensáveis aos seres vivos Apresenta-se na forma oxidada e/ou reduzida,

dependendo de pH, temperatura e potencial redox As bactérias participam de seus ciclos oxidando-os

para obtenção de energia e metabolizando a matéria orgânica complexada ao ferro e ao manganês, precipitando-os

Algumas cianobactérias acumulam ferro na capa mucosa e algumas desmidiáceas acumulam ferro na parede celular

Oxigênio e pH básico: precipitação de ferro e manganês

Pouco oxigênio e condições redutoras: redução de ferro e manganês e sua solubilização

Há poucos estudos do papel dos microrganismos nesses ciclos em ecossistemas lacustres, especialmente em ambientes tropicais

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O que são? Existem outras denominações; Mg, Fe, Mn, Cu, Co, Mo e B Importantes para os seres vivos e

ecossistemas aquáticos; Hg; Pb; Cd; Ag; Cr; Ni; e Sn Industrialização e a demanda por recursos

minerais X problemas ambientais

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Intemperismo de rochas e erosão de solos são as principais fontes de elementos-traços

Em algumas regiões a atmosfera é uma das principais fontes de elementos

Elemento Fonte

Poeira (Aerosol Queimadas Vulcões Total das Antrópica marinho) (naturais) fontes naturais

CuPbZnCd

12 0,08 0,3 3,6 15,98 56 16 5 0,5 6,4 27,9 44625 10 2,1 7,0 44,1 3140,1 0,4 0,012 0,52 1,032 7,3

Emissão atmosférica de elementos-traço em g ano-1 (segundo SOLOMONS & FORSTER, 1984, NRIAGU, 1979 e WEISEL,19810.

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Em rios e lagos, a presença dos elementos-traço depende das características geomorfológicas e humanas

As características geológicas x concentração Ex: região amazônica

Nos ecossistemas lacustres é diferenciada em cada compartimento (epilímnio, plâncton total e sedimento)

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Elemento- traço Solúvel no Epilímnio Plâncton Total Sedimento

Mn 1 : 30 : 360Fe 1 : 70 : 3900Co 1 : 40 : 280Cu 1 : 60 : 100Zn 1 : 60 : 200 Mo 1 : 20 : 70

Distribuição de alguns elementos-traço em diferentes compartimentos do lago Schöh (Alemanha), no período de 17/04/2968 a 28/04/1969, tomando como unidade a concentração solúvel no epilímnio. A partir de dados de GROTH (1971)

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Elementos-traço e o fitoplâncton Quelação – complexo – sedimentação o fenômeno x fosfato livre Os elementos também fazem parte da dieta

dos fitoplâncton São incorporados por adsorção

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A reciclagem dos elementos-traço: Excreção Decomposição microbiana dos detritos

orgânicos • O retorno dos elementos a coluna d’água

depende das condições físicas e químicas do sedimento

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Ambientes aquáticos x elementos-traço Os elementos podem sofrer transformações

químicas tornando-se mais nocivos - ex: organo-mercúrio

Interferem em processos enzimáticos e têm pouca mobilidade nos organismos

São acumulativos

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Varias tragédias são causadas por elementos-traços

Ex: Minamata - Hg , Itai-Itai – Cd Infelizmente muitos casos não chega ao

conhecimento público Garimpagem – Brasil Para 1 Kg Au – 1.32 Kg Hg