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MQAgua - 67
BIOLOGIA AQUÁTICA
A vida biológica depende fortemente das características da qualidade da água, influenciando-a também.
Por essa razão:as espécies e as populações dentro de cada comunidade aquática são indicadores de qualidade da água
Origem dos organismos aquáticos
Factores que afectam o crescimento
Dinâmica das populações
Estrutura trófica
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Origem dos organismos aquáticos
Originários no meio, porque a água é o seu habitat
Não originários do meio, mas para lá conduzidos, como é o caso dos organismos patogénicos
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Factores que afectam o crescimento
Constituição dos microrganismos: matéria orgânica, carbono, oxigénio, hidrogénio, azoto e fósforo
Produção de novas células exige disponibilidade daqueles elementos em fórmula adequada àassimilação.
logo, em cada curso de água desenvolver-se-ão, as espécies cujas condições de habitat estejam estabelecidas nesse curso de água
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Factores que afectam o crescimento (cont.)
Cada espécie terá as suas necessidades específicastipo e quantidade de alimento ou substrato;condições ambientais;
pH;Temperatura;Luz;Outras.
Se existir grande diluiçãoas quantidades de elementos essenciais disponíveis (mg/l ou µg/l) são pequenas;
regista-se limitação no crescimento de cada espécie;
estabelece-se um determinado equilíbrio biológico;
No entanto, se se registarem aumentos de concentrações de elementos essenciais gera-se, ou pode gerar-se, aumento de crescimento e consequente alteração do equilíbrio biológico entre as espécies
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Dinâmica das Populações
É condicionado pelo:
tipo de substrato disponível;
condições ambientais específicas;
concentração de substâncias químicas que limitam o crescimento por espécie.
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Dinâmica das Populações
Cursos de água e Lagos não poluídos
o EQUILÍBRIO BIOLÓGICO apoia-se em várias espécies com poucos indivíduos em cada.
população com diversidade elevadaindicador de grande estabilidade comunitária
Cursos de água e Lagos poluídos
Diversidade baixa porque resiste um número limitado de espécies, com número elevado de indivíduos por espécie, traduzindo-se naturalmente em menor estabilidade.
A diversidade traduzida por
nº espécies / nº de indivíduos total
é um importante indicador da qualidade da água.
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Dinâmica das Populações
a variabilidade dos meios aquáticos que se traduz em alterações de concentração dos substratos, dos constituintes ou de outras condições devidas, por exemplo, a variações sazonais, impõe a alteração do nº de espécies presentes de acordo com a respectiva capacidade de adaptação, logo a diversidade;
a competição por recursos limitados;
a acção dos predadores.
Estabelece:
a Dinâmica das populações
o Equilíbrio entre as espécies na comunidade biológica
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Estrutura Trófica
Reacção Bioquímica
Baseia-se nos aspectos de nutrição de um sistema ecológico.
Produção de microorganismos(novas células),
(desde que as condições adequadas ao crescimento sejam satisfeitas).
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Estrutura Trófica
fotossíntese - produção de matéria orgânica (novas células) e de oxigénio, usando C inorgânico e outras substâncias químicas e, como fonte de energia, a luz solar
CO2 + H2O + energia (CH2O)n + O2
respiração - produção de CO2, água e energia por utilização da matéria orgânica como substrato e de oxigénio
(CH2O)n + O2 � CO2 + H2O + energia
Os processos que envolvem transformações de compostos de carbono, principal constituinte da matéria orgânica e por isso elemento chave, dividem-se em:
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Estrutura Autotrófica
Produtores Primários
Os organismos capazes de desenvolver fotossíntese, formando novas células a partir de luz solar e substâncias inorgânicas, são produtores primários.
Outros organismos utilizam-se deles num encadeamento denominado por cadeia trófica, que pela sua origem, se designa por
AUTOTRÓFICA
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Estrutura Heterotrófica
Decompositores• há formas que libertam matéria
orgânica para água por resíduos do seu metabolismo;
• determinadas bactérias assimilam os detritos e produzem novas formas assimiláveis por outras;
• os produtos finais incluem CO2, outros produtos inorgânicos e sub-produtos orgânicos não biodegradáveis;
Constituem a cadeiaHETEROTRÓFICA
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Estrutura Trófica
AUTOTRÓFICO• sem necessidade de matéria
orgânica como substrato
• fonte de energia – a luz solar
A cadeia ou estrutura trófica é constituída pelos dois ramos:
HETEROTRÓFICO• utilização de matéria orgânica, derivada
de uma cadeia autotrófica ou de outra origem.
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BIOLOGIA AQUÁTICANAS RESERVAS HÍDRICAS NATURAIS
As características físicas e químicas dos rios influenciam a biologia aquática actuando sobre a diversidade
Diferentes características:
• entre rios;
• no mesmo rio, ao longo do seu percurso e ao longo do ano,
terá de haver diversidade variável e variabilidade da qualidade da água nos meios hídricos naturais.
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BIOLOGIA AQUÁTICANAS RESERVAS HÍDRICAS NATURAIS - ANÁLISE DE UM RIO DE MONTANHA
TROÇO INICIALpequena área drenante;área drenante florestada;caudais reduzidos;inclinação elevada, velocidade elevada;arraste de areias e de sedimentos;organismos predominantes fixados nas pedras;água sem turvação, temperatura baixa, matéria orgânica baixa (não há descargas de efluentes nem poluição difusa proveniente da agricultura);N e P baixo;fitoplancton reduzido, nº baixo de heterotróficos;diversidade média e comunidades pouco populosas
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BIOLOGIA AQUÁTICANAS RESERVAS HÍDRICAS NATURAISANÁLISE DE UM RIO DE MONTANHA
TROÇO MÉDIO (a caminho da planície)inclinação baixa;velocidade menor;maior profundidade e maior largura;descargas de efluentes e escoamento superficial (lixiviação) de zonas agrícolas (matéria orgânica, SST, N e P);deposição de sedimentos;maior crescimento de fitoplancton;maior população, porque existe mais biomassa;se biomassa aumenta, o O2 dissolvido diminui, reduz-se o nº de espécies e diversidade menor.
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BIOLOGIA AQUÁTICANAS RESERVAS HÍDRICAS NATURAISANÁLISE DE UM RIO DE MONTANHA
TROÇO FINALárea de drenagem aumenta;escoamento quase lento; pode verificar-se influência da maré com variações de salinidade (em profundidade) e turvação elevadas (no caso do rio desaguar no mar);maior profundidade, implica menor penetração de luz nas camadas mais profundas, menor quantidade de autotróficos;Com o aumento da salinidade existe uma alteração significativa das espécies (reduzem-se as de água doce mas desenvolvem-se outras que são favorecidas pelo ambiente salino).
Conforme aumenta a área da bacia hidrográfica drenante, diminui a qualidade da água
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BIOLOGIA AQUÁTICANAS RESERVAS HÍDRICAS NATURAISMEIOS LÓTICOS (Águas correntes)
FIXOS - localizar-se-ão nas zonas onde sejam trazidos alimentos e os resíduos serão levados para jusante, isto é, exigem velocidade da água;PLANCTON - movimenta-se com a água, pelo que mais facilmente se multiplica até que se esgote o substrato.
Os rios são meios LÓTICOS o que tem impacto na respectiva vida aquática dependendo se os organismos são:
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BIOLOGIA AQUÁTICANAS RESERVAS HÍDRICAS NATURAISMEIOS LÓTICOS (Águas correntes)
Nos rios o crescimento é fundamentalmente heterotróficoporque:
maior tempo de crescimento;turbulência inadequada ao estabelecimento de espécies de maior dimensão;maior quantidade de sedimentos implica aumento de turvação;
são condições desfavoráveis aos autotróficos
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BIOLOGIA AQUÁTICANAS RESERVAS HÍDRICAS NATURAISMEIOS LÊNTICOS (Águas paradas)
Os Lagos e Albufeiras são sistemas LÊNTICOS mas com indução de movimento por:
afluência e efluência de caudais;vento;Força de Coriolis;correntes de densidade diferente;movimento verticais e horizontais provocadas por diversas causas.
Isto é,velocidade que favorece deposição de sedimentos no fundo;e menos unidireccional que nos rios.
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BIOLOGIA AQUÁTICANAS RESERVAS HÍDRICAS NATURAISMEIOS LÊNTICOS (Águas paradas)
Nas camadas superficiais a turvação é menor o que favorece o crescimento fotossintéctico.Nas camadas inferiores haverá
(-) fotossíntese;(+) reacções envolvendo organismos heterotróficos;(+) matéria orgânica.
O Resultado Final,
Gradual acumulação de organismos, matéria orgânica e nutrientes na massa global da água do lago.
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BIOLOGIA AQUÁTICANAS RESERVAS HÍDRICAS NATURAISMEIOS LÊNTICOS (Águas paradas)
por falta de controlo, a entrada anormal de nutrientes durante períodos longos acelera processos metabólicos e provoca o desequilíbrio;por crescimento descontrolado especialmente de plantas verdes (autotróficos).
Gradual acumulação de organismos, matéria orgânica e nutrientes na massa global da água do lago.
EUTROFIZAÇÃO
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LAGOS – Estratificação Térmica
Uma característica muito importante dos lagos e reservatórios profundos é a estratificação térmica em profundidade porque determina a qualidade da água.
Temperatura (ºC)
Profundidade (m)
0 5 10 15 20 25
60
45
30
15
0inverno primavera
verão
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LAGOS - Estratificação Térmica
Em LAGOS profundos distinguem-se as seguintes camadas:
epilimnionágua quente;organismos fotossintéticos.
metalimnion ou termoclima
hipolimnionágua fria;diminuição de actividade fotossintética;aumento de matéria orgânica;diminuição de O2;diminuição de diversidade.
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BIOLOGIA AQUÁTICANAS RESERVAS HÍDRICAS NATURAIS - LAGOS – Estratificação Térmica
No Outono, a temperatura atmosférica baixa e a temperatura das camadas superficiais dos lagos também baixa, aumentando a densidade.As camadas mais profundas mantêm temperatura mais alta e densidade menor. O efeito do vento é suficiente para provocar um movimento ascensional de inversão das camadas e consequente alteração da qualidade de água:
água com défice de oxigénio;concentrações elevadas de nutrientes à superfície;
favorece o crescimento de algas, logo alteração da diversidade.
Nota: Muito importante no caso de origem para abastecimento.
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EUTROFIZAÇÃO
A Eutrofização pode ser definida como o excessivo crescimento de espécies vegetais (produção primária) no meio aquático para níveis em que se considere que afecte a utilização normal e desejável da água.
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EUTROFIZAÇÃOPrincipais Consequências
As principais consequências que podem interferir com o uso pretendido da água são os seguintes:
grandes variações diárias do OD que podem resultar em níveis de muito baixos nos períodos nocturnos com o consequente desaparecimento de certas espécies de peixes;o excesso de fitoplancton provoca o aumento da sedimentação desta matéria orgânica no fundo de lagos e albufeiras com a consequente formação de sedimentos orgânicos que contribuem para a redução do OD para níveis muito baixos no hipolimnio;diminuição da transparência da água;
…
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EUTROFIZAÇÃOPrincipais Consequências (cont.)
complicação nos processos de tratamento das águas para a distribuição de água potável: sabor e odor desagradáveis; produção de algas filamentosas que obrigam à redução dos períodos de lavagem dos filtros;proliferação das plantas aquáticas que constituem um obstáculo àpratica da navegação de lazer;degradação da qualidade da paisagem;Incómodo para o banho;Algumas vezes associado a processos de eutrofização está a proliferação de algas tóxicas que em zonas costeiras afectam bivalves que se forem consumidos dão origem a intoxicações graves que afectam o sistema nervoso central.
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EUTROFIZAÇÃOEstado Trófico de Lagos
Uma massa de água pode ser caracterizada pelo seu estado trófico, isto é o seu grau de eutrofização.
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EUTROFIZAÇÃOPrincipais Fontes de Nutrientes
águas residuais domésticas;águas residuais industriais;águas lixiviantes de terrenos agrícolas e florestais;águas pluviais de zonas urbanas e suburbanas;precipitação atmosférica.
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EUTROFIZAÇÃOCargas Médias de Nutrientes
Fontes difusas de Poluição:
Sistemas de drenagem de águas residuais domésticas:
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EUTROFIZAÇÃOLimitação de Nutrientes (exemplo)
P = min {N/an; P/ap}
em que
N = azoto disponível [M/L3];an = rácio azoto/clorofila [M/L3];P = fósforo disponível [M/L3];ap = rácio fósforo/clorofila [M/L3].
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