Ciclos Biogeoquímicos Luciana Ramalho

2018

Ciclos biogeoquímicos

Conceito:

• É o trajeto das substâncias do ambiente abiótico para biótico e o seu retorno ao mundo abiótico.

• Há um movimento cíclico de elementos que formam os organismos vivos (“bio”) e o ambiente geológico (“geo”), onde intervêm mudanças químicas

Ciclo da Água

• Parte ocorre somente no meio ábiótico

(ciclo curto)

• Outra parte envolve os seres vivos

( ciclo longo)

Ciclo da Água

Ciclo do Carbono

O gás carbônico presente no ar ou na água é a única fonte de carbono utilizada pelos seres vivos para a produção de matéria orgânica

Através da

fotossíntese e

quimiossíntese

Ciclo do Carbono

Ciclo do Carbono

• Ele retorna ao meio abiótico na forma de CO2 através da:

• Respiração

• Fermentação

• Decomposição

• Combustão

Combustíveis fósseis

• Condições especiais ( falta de O2) impossibilita o trabalho de decompositores.

No fundo do mar, pântanos ou cavernas...

• Eles não conseguem transformar o Carbono orgânico no atmosférico.

• Ocorre a Fossilização combustíveis fósseis

Petróleo, gás natural, carvão

de pedra, xisto...

Combustíveis renováveis e não poluentes

Efeito Estufa

O que aumenta o efeito estufa?

Queima de combustíveis fosseis

Emissão de metano, CFC, enxofre...

Queimadas

Provocam o aumento do aquecimento global

ENEM 2016

A coleta das fezes dos animais domésticos em sacolas plásticas e o seu descarte em lixeiras convencionais podem criar condições de degradação que geram produtos prejudiciais ao meio ambiente

A Figura 2 ilustra o Projeto Park Spark, desenvolvido em Cambridge, MA (EUA), em que as fezes dos animais domésticos são recolhidas em sacolas biodegradáveis e jogadas em um biodigestor instalado em parques públicos; e os produtos são utilizados

em equipamentos

no próprio parque.

ENEM 2016

Uma inovação desse projeto é possibilitar o(a)

a) queima de gás metano.

b) armazenamento de gás carbônico.

c) decomposição aeróbica das fezes.

d) uso mais eficiente de combustíveis fósseis.

e) fixação de carbono em moléculas orgânicas.

ENEM 2016

Uma inovação desse projeto é possibilitar o(a)

a) queima de gás metano.

b) armazenamento de gás carbônico.

c) decomposição aeróbica das fezes.

d) uso mais eficiente de combustíveis fósseis.

e) fixação de carbono em moléculas orgânicas.

ENEM 2016

Os combustíveis fósseis, que têm papel de destaque na matriz energética brasileira, são formados, dentre outros componentes, por hidrocarbonetos. A combustão completa dos hidrocarbonetos acarreta a formação de um óxido ácido que vem sendo considerado o principal responsável pelo efeito estufa. A fórmula química desse óxido corresponde a:

(A) CO2

(B) SO3

(C) H2 O

(D) Na2 O

UERJ 2015

Os combustíveis fósseis, que têm papel de destaque na matriz energética brasileira, são formados, dentre outros componentes, por hidrocarbonetos. A combustão completa dos hidrocarbonetos acarreta a formação de um óxido ácido que vem sendo considerado o principal responsável pelo efeito estufa. A fórmula química desse óxido corresponde a:

(A) CO2

(B) SO3

(C) H2 O

(D) Na2 O

UERJ 2015

TECNOLOGIA INOVADORA • As vacas e seus puns

produzem até 25% das emissões de gás metano, um dos causadores do efeito estufa.

• Cada animal emite por ano 4,8 toneladas de gás metano, o mesmo liberado anualmente por uma caminhonete com tração nas quatro rodas.

• A mochila é colocada nas costas do animal e tubos são inseridos no trato digestivo das vaca.

• Com isso, os testes mostraram ser possível extrair cerca de 300 litros de metano por dia, o suficiente para fazer uma geladeira funcionar por 24 horas.

TECNOLOGIA INOVADORA

Mamãe, tô indo pra escola.

Acidificação dos oceanos • O aumento do CO2 nos oceanos provoca sua

acidificação.

• Causando a perda de Cálcio nos corais.

• Levando a sua morte

• Para saber mais acesse: ttps://www.biologiatotal.com.br/blog/acidificacao-

dos-oceanos-causas-e-consequencias.html

O potencial brasileiro para transformar lixo em energia permanece subutilizado — apenas pequena parte dos resíduos brasileiros é utilizada para gerar energia. Contudo, bons exemplos são os aterros sanitários, que utilizam a principal fonte de energia ali produzida. Alguns aterros vendem créditos de carbono com base no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), do Protocolo de Kyoto.

Essa fonte de energia subutilizada, citada no texto, é o

A) etanol, obtido a partir da decomposição da matéria orgânica por bactérias.

B) gás natural, formado pela ação de fungos decompositores da matéria orgânica.

C)óleo de xisto, obtido pela decomposição da matéria orgânica pelas bactérias anaeróbias.

D) gás metano, obtido pela atividade de bactérias anaeróbias na decomposição da matéria orgânica.

E) gás liquefeito de petróleo, obtido pela decomposição de vegetais presentes nos restos de comida.

ENEM 2014

O potencial brasileiro para transformar lixo em energia permanece subutilizado — apenas pequena parte dos resíduos brasileiros é utilizada para gerar energia. Contudo, bons exemplos são os aterros sanitários, que utilizam a principal fonte de energia ali produzida. Alguns aterros vendem créditos de carbono com base no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), do Protocolo de Kyoto.

Essa fonte de energia subutilizada, citada no texto, é o

A) etanol, obtido a partir da decomposição da matéria orgânica por bactérias.

B) gás natural, formado pela ação de fungos decompositores da matéria orgânica.

C)óleo de xisto, obtido pela decomposição da matéria orgânica pelas bactérias anaeróbias.

D) gás metano, obtido pela atividade de bactérias anaeróbias na decomposição da matéria orgânica.

E) gás liquefeito de petróleo, obtido pela decomposição de vegetais presentes nos restos de comida.

ENEM 2014

Ciclo do Oxigênio

• Durante a fotossíntese o oxigênio da água (H20) é liberado para a atmosfera na forma de O2

• Na respiração celular os seres utilizam este oxigênio (O2) ao final do processo.

• O oxigênio (O2) se associa ao hidrogênio(H+) e forma água (H20)novamente.

Ciclo do Oxigênio

Ciclo do Oxigênio

• O principal fornecedor de oxigênio do planeta é o fitoplâncton (algas microscópicas e cianobactérias).

• Uma parte do oxigênio sobe pela atmosfera e acumula-se na camada de ozônio (O3).

Os oceanos são os maiores produtores de Oxigênio para a

Terra. E não a Amazônia, já que ela produz bastante, mas

a consome toda!

Camada de ozônio • Protege a terra da radiação

ultra violeta ( nociva a saúde)

• Emissão de gases CFCs destroem

a camada de ozônio

Seu uso está proibido

Camada de Ozônio

ENEM 2014

• A liberação de gases clorofuorcarbonos (CFC) na atmosfera pode provocar depleção de ozônio (O3) na estratosfera. O ozônio estratosférico é responsável por absorver parte da radiação ultravioleta emitida pelo Sol, a qual é nociva aos seres vivos. Esse processo, na camada de ozônio, é ilustrado simplificadamente na figura.

Quimicamente, a destruição do ozônio na atmosfera por gases CFCs é decorrência da

A) clivagem da molécula de ozônio pelos CFCs para produzir espécies radicalares.

B) produção de oxigênio molecular a partir de ozônio, catalisada por átomos de cloro.

C) oxidação do monóxido de cloro por átomos de oxigênio para produzir átomos de cloro.

D) reação direta entre os CFCs e o ozônio para produzir oxigênio molecular e monóxido de cloro.

E) reação de substituição de um dos átomos de oxigênio na molécula de ozônio por átomos de cloro.

ENEM 2014

Quimicamente, a destruição do ozônio na atmosfera por gases CFCs é decorrência da

A) clivagem da molécula de ozônio pelos CFCs para produzir espécies radicalares.

B) produção de oxigênio molecular a partir de ozônio, catalisada por átomos de cloro.

C) oxidação do monóxido de cloro por átomos de oxigênio para produzir átomos de cloro.

D) reação direta entre os CFCs e o ozônio para produzir oxigênio molecular e monóxido de cloro.

E) reação de substituição de um dos átomos de oxigênio na molécula de ozônio por átomos de cloro.

ENEM 2014

Ciclo do Nitrogênio

• No nosso corpo o nitrogênio esta presente nos:

– Aminoácidos e consequentemente proteínas

– Bases nitrogenadas e consequentemente ácidos nucléicos (DNA e RNA)

• Na atmosfera é encontrado

na forma de N2.

• Constitui 79% do ar.

Assimilação do Nitrogênio

ciclo do Nitrogênio

• Produtores introduzem nitrogênio na cadeia alimentar.

• Pelo aproveitamento de formas inorgânicas encontradas no meio, nitratos (NO3) e amônia (NH3

+).

• O ciclo do nitrogênio pode ser dividido em etapas:

Etapas do Ciclo do Nitrogênio

• Fixação: • Transformação do nitrogênio gasoso em

substâncias aproveitáveis pelos seres vivos (amônia e nitrato).

-Biótica: Bactérias e cianobactérias, retiram o nitrogênio do ar formando amônia.

- Abiótica: Descargas

elétricas.

Etapas do Ciclo do Nitrogênio

• Amonificação: • Decomposição ou amonificação é realizada

por bactérias e fungos.

• Processo que libera amônia no solo a partir de compostos orgânicos.

Etapas do Ciclo do Nitrogênio

Nitrificação: É o nome dado ao processo de conversão da

amônia em Nitrito (NO2-) e depois a Nitratos (NO3-)

Nitrosação

Bác. Nitrosomonas

Nitratação

Bác. Nitrobácter

Etapas do Ciclo do Nitrogênio

• Desnitrificação

• As bactérias desnitrificantes (como, por exemplo, a Pseudomonas denitrificans)

• Convertem os nitratos em nitrogênios molecular, voltando a atmosfera fechando o ciclo.

Nódulo na raízes de Leguminosas

• Báctéroa do gênero Rhizobium

• Relação mutualística entre o vegetal e a bactéria

Leguminosas

• Utilização na agricultura através da rotação de cultura que provê uma fertilização natural do solo

Exemplo de plantas leguminosas

ENEM 2017

ENEM 2017

Ciclo do Fósforo

• Esse elemento faz parte do:

• material hereditário ( DNA e RNA)

• moléculas energéticas de ATP.

• Não existem muitos compostos gasosos de fósforo e, portanto, não há passagem pela atmosfera.

• íon fosfato.

Ciclo do Cálcio

• Participa de diversas estruturas dos seres vivos, ossos, conchas, paredes celulares das células vegetais, cascas calcárias de ovos...

• Atua em alguns processos fisiológicos como:

-contração muscular

-coagulação do sangue nos vertebrados.

Exercícios

• (Fuvest-1998) A maior parte do nitrogênio que compõe as moléculas orgânicas ingressa nos ecossistemas pela ação de:

• a) algas marinhas.

• b) animais.

• c) bactérias.

• d) fungos.

• e) plantas terrestres.

Exercícios

• (Fuvest-1998) A maior parte do nitrogênio que compõe as moléculas orgânicas ingressa nos ecossistemas pela ação de:

• a) algas marinhas.

• b) animais.

• c) bactérias.

• d) fungos.

• e) plantas terrestres.

Exercícios (Fuvest-1999) O ciclo do carbono pode ser resumido no esquema : As etapas I e II podem ser, respectivamente: a) fotossíntese e quimiossíntese.

b) decomposição e queima de combustíveis.

c) fotossíntese e queima de combustíveis.

d) quimiossíntese e fotossíntese.

e) fermentação e respiração.

Resposta

• Alternativa: C

• A fotossíntese e a quimiossíntese são os processos que, na natureza, transformam gás carbônico em matéria orgânica. A devolução desse gás para a atmosfera se dá através da respiração celular, da decomposição e da queima de combustíveis

Exercícios • (Fuvest-2000) O esquema abaixo representa o

ciclo do carbono. A utilização do álcool como combustível de automóveis intensifica, principalmente, a passagem representada em a) I.

• b) II.

• c) III.

• d) IV.

• e) V.

Resposta

• Alternativa: A O álcool combustível é extraído da cana-de-açúcar (produtor). Ao ser queimado, libera água e gás carbônico para a atmosfera. Portanto, no esquema intensifica a passagem representada em I.

Exercícios

• (PUC - RJ-2008) Johanna Döbereiner foi uma pesquisadora pioneira no Brasil, que correlacionou a maior produção de biomassa vegetal em leguminosas com a presença de nódulos em suas raízes. Essas estruturas estão relacionadas a que processo abaixo descrito?

• a) Denitrificação.

• b) Fixação de N2.

• c) Fixação do CO2

• d) Respiração das raízes.

• e) Amonificação.

Exercícios

• (PUC - RJ-2008) Johanna Döbereiner foi uma pesquisadora pioneira no Brasil, que correlacionou a maior produção de biomassa vegetal em leguminosas com a presença de nódulos em suas raízes. Essas estruturas estão relacionadas a que processo abaixo descrito?

• a) Denitrificação.

• b) Fixação de N2.

• c) Fixação do CO2

• d) Respiração das raízes.

• e) Amonificação.

Exercícios

• (VUNESP-2009) Pesquisas recentes indicam que alguns dos efeitos mais visíveis do desaparecimento da floresta amazônica seriam as alterações no regime de chuvas, com impactos na produção agrícola e na matriz energética do país. Justifique por que haveria alterações no regime de chuvas e qual a relação destas com o sistema energético do país.

Resposta

• A retirada da cobertura vegetal implicaria a diminuição da transpiração, o que reduziria a umidade relativa do ar. Assim, ficaria alterado o regime de chuvas, diminuindo a precipitação e, portanto, a vazão dos rios. Menor quantidade de água nos rios resulta em menor geração de energia por usinas hidrelétricas.