Curso de Pós Graduação em Gestão Ambiental Módulo - Ecologia

Curso de Pós Graduação em Gestão AmbientalCurso de Pós Graduação em Gestão Ambiental

Módulo - EcologiaMódulo - Ecologia

Ecologia de Ambiente do solo:

• Características Gerais

• Propriedades

• Efeitos de Poluição Antrópica • Biomassa

• Ciclos de Carbono, Nitrogênio, Enxôfre, Fósforo

Importancia de Estudos do Solo

• Agricola– Fonte de nutrientes para plantas– Substrato de Crescimento e suporte– Reciclagem Nutrientes (decomposição)– Biomassa microbiana Xx

• Mineral – Fonte Minerais e elementos– Mineração

Argila + Mat. Org. + Biomassa = Fração coloidal do soloArgila + Mat. Org. + Biomassa = Fração coloidal do solo

SoloAmbiente heterogêneo formado pela desintegração

de rochas-mãe

Particulas Inorgânicas

• Argila

• Silte

• Areia

Particulas Orgânicas

• Biomassa

• Matéria Orgânica

Componentes Minerais do Solo

Areia

0,05 a 2 mm

Silte

0,02 a 0,05 mm

Argila

Menor que 0,02 mm

a) Granulos de Areia. Aspectos irregulares com predominancia de quartizito.

b) Silte muito similar à areia mas com menor tamanho

c) Argila muito ampliada ( Feldspato)

Original photos by J. R. Glasmann, Union Oil Research. Diagram published in Brady,

The Nature and Properties of Soils, 9th Edition, Macmillan Publishing Co.

Caolinita Montmorilonita

ilita

Part. solo

Argilas Silicatadas

Propriedades Gerais de Coloides

• Tamanho < 1,0 µm

• Superficie ativa alta (interna e externa)

• Carga residual negativa

• Capacidade de Troca Cationica (CTC)

• Tipos: Argilas

Matéria Orgânica

Biomassa

• Características Físicas– Textura e Estrutura

– Compactação (densidade)

– Umidade (capacidade de retenção de água)

• Caracteristicas Química

(Nutrientes)– pH

– Capacidade de troca catiónica (CTC)

– Disponibilidade de Nutrientes (NPKS Ca Mg)

Solo: Propriedades Físicas e Química

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

10

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102030405060708090100

Argiloso(muito fino)

Argiloso(fino)%

arg

ila

% lim

o

% areia

Arenoargiloso

Areno-limo-argiloso

Areno-limosoareia

Barrentoarenoso Barrento grosso Limoso

(puro)

barrento

Limoso-argila

Barro fino

barro limoso

Caracteristicas do Solo

• Textura – Diversas combinações de Areia Silte e Argila

• EstruturaCom o desenvolvimento do solo as particulas tendem a se juntar formando agregados. O Elemento cimentante destes agregados e o material produzido por microrganismos do solo.Importancia dos agregados - Propriedades Fisico-quimicas – Oxigênio, umidade, retençao de nutrientes etc

Tipos de Estrutura do SoloGranular Bloco

Prismatico

Colunar

Placas

SOLO – Aspectos Estruturais

Po ou Poeira Massa ou Barro

Ausencia de Estrutura no solo

SOLO: Aspectos Estruturais

Formação do solo:

Clima (intemperismo)

Organismos

Rocha- mãe

Tempo

Vulcanismo(?)

Perfíl de um solo Horizontes

L – “Litter” ou Serapilheira

0 – Região de decomposição

A – Orgânico - Húmus

E - Lixiviação

B – Sub-solo

C – Região Intemperizada

R – Rocha- mãe

Luvisol escuro

Podsolico Ferrico

HumicoCernozem

escuro

Perfis de alguns tipos de solos

Tamanho de Partículas e espaço poroso

Interações de moléculas de água com superfície de argilas, cátions e anions no solo.

Super-ficie da Argila

Solução do solo

água

Argilas Silicatadas e sua interação com ions da soluçao do solo

Características dos colóides Orgânicos do Solo

Humus

•Material orgânico altamente polimerizado

•Elevada Recalcitrancia e estrutura omplexa

•Componentes: C= 40-50% N= 1 a 5%

•Carga Residual Negativa – Elevada CTC

•Efeito benéfico para as propriedades do solo

Ilustraçao da determinaçao da Capacidade de Troca Cationica (CTC) de um solo

Alguns valores representativos da capacidade de troca cationica nos diversos tipos de solos

(pH = 7,0)

Material do soloCapacidade de Troca Cationica (CEC)

Material do Solo Capacidade Troca CATIÔNICA (CTC)

Cmols Kg-1

Mat. Orgânica (Húmus) 100-300Vermiculita ( Argila) 100-150Smectita (Argila) 100-150Caolinita (Argila) 2-16Óxidos Hidratados 2-8

Atividades Antropicas no Solo – Impactos ambientais

Impactos Ambientais Negativos

Fertilizaçao Quimica

Irrigaçao e salinização de solos

Acidificação (Chuva ácida)

Desmatamento (Diminuição da materia orgãnica)

Erosão

Impactos positivos

Agricultura organica ( Adição de Matéria Orgânica)

Plantio direto ( Matéria |Orgânica da Palha no solo)

Ilustraçao dos mecanismos de geração de chuva acida nos solos e lagos

Programa de Pós-graduação em Engenharia ambiental – PPGEA-UFES

EcologiaEcologia

CICLO DO CARBONOCICLO DO CARBONO

Transformações do Carbono no Ambiente

Composição (%) da Biomassa Bacteriana

50%

20%15%

8% 3%

1%

2%

1%

7%

Carbono (C)

Oxigenio (O)

Nitrogenio (N)

Hidrogenio (H)

Fosforo (P)

Enxôfre S

Potássio K

Ca,Cl, Mg,Fe,Micro

Reservatório de C [C] x 1011 ton % Total

Biosfera   (100)

Atmosfera 7,0 9.7

Biomassa 4,8 6.3

Águas continentais 2,5 3.5

Marinho 5,0 a 8,0 11.0

Mat. Orgânica do solo 30 a 50 70,0

Profundidade ( ate 16 Km)   (100)

Detritos orgânicos (Mar.) 30 0,00037

Petróleo 100 0,00050

Marinho (abissal) 345 0,00170

Sedimentos 200.000 99,763

Onde está o Carbono?

CarbonoCarbono

FotossínteseFotossínteseQuimiossinteseQuimiossintese

RespiraçãoRespiraçãoCombustãoCombustão

Mat. Org. (CHO)Mat. Org. (CHO)BiomassaBiomassa

COCO22 + H + H22OO

Autótrofos

Heterótrofos

Ciclagem do Carbono

Carbono Fóssil (DEP.)

Carbono Fóssil (DEP.)

Niveis de CO2 atmosféricos de 1958 a 2000

Desde iniciou-se a medida do dioxido de carbono

atmosférico pode-se constatar um aumento significativo de 13% de 1958 a 2000. Isto é

devido à quima de combustíveis fósseis e (carros + industrias). Os prováveis efeitos deste incremento de CO2 são: 1) aumento de

temperatura devido ao efeito estufa, 2) alterações nos

regimes sazonais, 3) alteração das calotas polares e aumento

dos níveis dos oceanos.

O Ciclo do Carbono

Química do carbonato em sistemas aquáticos

CaCO3 + H2O + CO2 Ca++ + 2HCO3-

CO2 + H2O H2CO3- H+ + HCO3

-

Solubilidade

Acidez x alcalinidade

Ciclo da matéria orgânica – Biodegradabilidade aeróbia

Resumo do Processo de Humificação de Resíduos

 Biomassa refere-se à material biológico fresco ou com vida derivado de qualquer ser vivo, como por exemplo uma árvore recém cortada, folhas recém colhidas, insetos ou microrganismos.

 Resíduo orgânico natural, refere-se principalmente à biomassa já morta ou em início de decomposição. Geralmente é muito difícil a separação física nítida entre biomassa e resíduo.

  Material orgânico natural, geralmente refere-se aos a um tipo específico de resíduo ou, também, aos componentes orgânicos presentes na biomassa ou resíduos orgânicos, tais como amido, celulose, hemiceluloses, quitina, etc.

  Matéria Orgânica Resíduos ou material orgânico já processado e complexado no ambiente. Geralmente tomado como sinônimo de Húmus, no seu estágio de processamento final e já estabilizado.

   Xenobiótico refere-se a compostos orgânicos artificialmente produzidos e que podem constituir uma fração do resíduo orgânico presente em um ambiente.

  Recalcitrância é o termo que descreve a resistência a transformações ou decomposição de uma determinada molécula ou resíduo orgânico.

Biodegradabilidade – Propriedade de um composto ou substância ser transformada em CO2 ou CH4 ou moleculas menores facilmente assimilaveis. Sin. Decomposiçao ou biotransformação