Universidade Federal de Minas GeraisInstituto de Ciências BiológicasDisciplina Ecologia Energética

Ciclos Biogeoquímicos em Lagos Tropicais

Raphael Ligeiro Barroso Santos

Introdução

Ciclos Biogeoquímicos

Compartimento Vivo

Compartimento Não-vivo

Solo

Àgua

Atmosfera

Denominação

• Nutrientes/ Elementos (geral)

• Macro/ Micro (“Traço”, “Metais pesados”)

Importância no panorama atual

Importância na manutenção da saúde ambiental

Dinâmica em Ambientes Tropicais

• Pouca literatura de síntese.

• Conhecimento herdado de ambientes temperados.

Estudo de Casos

• Dinâmica de Micro e Macro-elementos.

• Conhecimento específico.

Primeiro Caso: Contaminação por mercúrio

Discussão do artigo “Aguapé agrava contaminação por mercúrio” publicado na revista Ciência Hoje, 1999.

Mercúrio:

• Símbolo Hg.

• Elemento traço (não-nutriente).

• Uso em atividades de garimpo, baterias de celular, lãmpadas, etc.

• Metilmercúrio – Forma mais tóxica (bioacumulável, Minamata, 1956).

• Toxicidade: Inibição de atividade enzimática e síntese protéica, efeitos neurotóxicos.

O Ciclo do Mercúrio

• Sedimento profundo: HgS, Hg0 (metálico).

• Interface: Hg0 (vapor), dimetil-Hg.

• Coluna d´água: Hg0 (vapor), íons Hg, formas metiladas.

• Atmosfera: Hg0 (vapor), Hg2+ (quando oxidado).

Metilmercúrio: Baixa afinidade pelo sedimento, alta capacidade de ligação com radicais sulfidrila (SH) de vários aminoácidos (alto potencial de bioacumulação).

Metilação do mercúrio:

• Via química: Mediada por ácidos fúlvicos e húmicos ou pela metilcobalamina (vit B12).

• Metilação biológica: Mais determinante, mediada principalmente por bactérias sulfato-redutoras.

• Parâmetros físicos (concentração de Hg, temperatura, Ph, condutividade, etc) interferem grandemente com a metilação.

O papel das macrófitas na metilação

Típica em ambientes tropicais (abundãncia em macrófitas e fatores físicos)

• Alta atividade microbiana.

• Alta produção de compostos húmicos e fúlvicos.

• Alta concentração de organismos (potencial de bioacumulação).

Teste de metilação (Aguapé, sedimento, água)

Enriquecimento de amostras com 203HgCl2.

• Aguapé (Eichhornea crossipes): 15-27%

• Sedimento: 5%

• Água: Desprezível

Influência de fatores físicos

Ph

• Metilação cresce até ph 6 e 7, diminui em ph 8 (formação de DimeHg).

Condutividade

• Metilação diminui com o aumento da condutividade.

Temperatura

Diferenças na Biodisponibilidade

• Sedimento: Acúmulo do MeHg formado.

• Macrófita: Liberação imediata de 19% do Mehg formado.

Manejo

• Macrófitas diminuem carga total do Hg presente no ambiente (bioacumulação nos tecidos vegetais).

• São capazes de aumentar a toxicidade do Hg residual (restante) através da formação otimizada de MeHg.

Segundo Caso: Dinãmica de macronutrientes em reservatórios

Discussão do artigo “Longitudinal processes in Salto Grande Reservoir (Americana, SP, Brazil) and its influence in the formation of compartment system” publicado no Braz. J. Biol., 2002.

Nitrogênio/Fósforo

• Macronutrientes

• Nitrogênio (N): Formação de proteínas – Nitrito (NO2-), Nitrato

(NO3-), Amônia (NH3), N2, NO dissolvido e particulado.

• Fósforo (P): Armazenamento de energia (ATP), Estruturação de membrana celular (fosfolipídios) – Formas inorgânicas (Ortofosfato), Compostos orgânicos dissolvidos).

• Principais limitantes da produtividade primária.

Represas

• Grande importância na energética brasileira (97% da energia elétrica consumida é hidroelétrica).

• Grande prevalência na população (92% dos domicílios).

• 31 possuem volume superior a 1 bilhão de metros cúbicos.

• Reservatório de Salto Grande (Americana, SP): 11,5 Km2 de área, 64Km de perímetro, profundidade máxima de 9m, tempo de residência médio da água de 30 dias.

Dinâmica

• Gradiente longitudinal biológico, químico e físico no eixo rio-barragem.

• Hidrodinamismo.

Dinâmica horizontal dos nutrientes

• Tendência rio-barragem.

• Modificações estacionais (chuva e seca).

Nível Trófico do reservatório

Distribuição Biológica

Conclusão

• Hidrodinamismo afeta a circulação dos nutrientes.

• Sazonalidade interfere indiretamente.

• Sazonalidade – Hidrodinamismo – Ciclo biogeoquímico – Distribuição Biológica.

Referências Bibliográficas

Zanata, L.H. & Espíndola, E.L.G., 2002, Longitudinal processes in

Salto Grande Reservoir (Americana, SP, Brazil) and its influence in

the formation of compartment system, Brazilian Journal of Biology,

62 (2), 347-361.

Mauro, J.B.N.; Guimarães, J.R.D. & Melamed, R., 1999,

Aguapé agrava contaminação por mercúrio, Ciência Hoje, 25 (150),

68-71.

Esteves, F.A, 1998, Fundamentos de Limnologia, Editora

Interciêrncia.

Rebouças, A. C.; Braga, B. & Tundisi, J. G., 1999, Águas

doces do Brasil, Capital Ecológico, uso e conservação, Editora

Escrituras.

Odum, E.P., Fundamentos de Ecologia, 1971, Editora W.B.

Saunders Company.

obrigado