1. INTRODUÇÃO

O trajeto das substâncias do ambiente abiótico para o mundo dos seres vivos e o seu retorno ao mundo abiótico completam o que chamamos de ciclo biogeoquímico. Em qualquer ciclo biogeoquímico existe a retirada do elemento ou substância de sua fonte, sua utilização por seres vivos e posterior devolução para a sua fonte.

Bio porque os organismos interagem no processo de síntese orgânica e decomposição dos elementos; Geo porque o meio terrestre é a finte dos elementos e; Químico por serem ciclos de elementos químicos.

2. CICLO DA ÁGUA

A água é o principal componente dos seres vivos, com variação de 70% a 90% em peso. Pode ser perdida de várias formas, como por evapotranspiração, excrementos, respiração, entre outros.(1)

A água está em constante mudança de estado físico e há permanente troca dessa substância entre rios, lagos, mares, solos, atmosfera e seres vivos. .(2)

A água presente sob forma líquida na superfície terrestre sofre evaporação e passa para a atmosfera. Com o resfriamento nas camadas mais altas da atmosfera, os vapores d’água condensam-se, formando nuvens, posteriormente voltam ao meio terrestre sob forma de chuva. Se houver resfriamento em excesso, ainda na atmosfera os vapores de água podem se condensar e sofrer solidificação, dando origem à neve ou ao gelo, que podem cair na superfície terrestre formando a nevada e o granizo, respectivamente (1, 3) .

3. CICLO DO OXIGÊNIO

O ciclo do oxigênio é bastante complexo pelo fato do oxigênio ser um elemento de importantíssimo para os seres vivos e por existir nas mais diferentes combinações de compostos químicos. Na atmosfera encontra-se uma maior

abundância de oxigênio para uso dos seres vivos, ele pode ser encontrado nela na forma de gás oxigênio (O2) ou de gás carbônico (CO2). (4)

O O2 é usado por animais e plantas em suas respirações anaeróbias, onde os átomos de hidrogênio e oxigênio se combinam formando moléculas de água, H2O, e os seres a liberarão juntamente com CO2 e energia. Vale salientar que moléculas de água formadas também podem ser liberadas para o meio pela transpiração e excreção. As moléculas de água quando combinadas com o CO2 ajudam a promover a fotossíntese realizada pelos seres autrótofos. (4)

O ciclo do oxigênio se encontra intimamente ligado com o ciclo do carbono, que veremos mais adiante, uma vez que o fluxo de ambos está associado aos mesmos fenômenos: a fotossíntese e a respiração e/ou decomposição. No processo de fotossíntese o oxigênio é liberado para a atmosfera, enquanto os processos de respiração e combustão o consomem. (5)

O oxigênio, sendo um elemento de diversas funções, também pode formar óxidos quando ligado a metais e também atuar como uma barreira de proteção contra radiações solares intensas, pois compõe a camada de ozônio. Nesta última e importante tarefa, ocorre um processo onde as radiações pequenas quebram moléculas de CO2 presente na atmosfera, assim, se dá a liberação de átomos que ao sofrer reação junto com outras moléculas formam o gás ozônio (O3). A destruição dessa camada de ozônio pode trazer graves consequências diretas aos seres, ou indiretas de longo prazo, por isso a importância de preservar a integridade da camada, evitando usar gases que contribuam com sua destruição. (4)

4. CICLO DO CARBONO

Em termos globais, o ciclo do carbono ocorre entre todos os principais reservatórios de carbono da Terra: a atmosfera, a terra e os oceanos. Este ciclo é caracterizado por um pequeno reservatório atmosférico, porém muito ativo, sendo vulnerável às perturbações antropogênicas, ou seja, são atividades humanas, em oposição a aqueles que ocorrem em ambientes naturais sem influência humana. O ciclo global do carbono é formado por dois ciclos que acontecem em diferentes velocidades: o ciclo biogeoquímico e o ciclo biológico. O ciclo biológico envolve as

atividades tanto de microrganismos como de organismos macroscópicos, e está intimamente relacionado com o ciclo do oxigênio, já que a fotossíntese oxigênica tanto remove o CO2 como produz O2, enquanto o processo respiratório produz CO2

e remove O2. (3)

As plantas realizam fotossíntese retirando o carbono do CO2 do ambiente para formatação de matéria orgânica. Esta última é oxidada pelo processo de respiração celular, que resulta em liberação de CO2 para o ambiente. A decomposição e queima de combustíveis fósseis (carvão e petróleo) também libera CO2 no ambiente. Além disso, o aumento no teor de CO2 atmosférico causa o agravamento do efeito estufa que pode acarretar o descongelamento de geleiras e das calotas polares com consequente aumento do nível do mar e inundação das cidades litorâneas. (3, 5)

O ciclo biogeoquímico regula a transferência do carbono entre a atmosfera e a litosfera (oceanos, rios e solos). (3) O CO2 que é solúvel em água, é trocado entre a atmosfera e a hidrosfera pelo processo de difusão, esta troca é contínua até o estabelecimento de um equilíbrio entre a quantidade de CO2 na atmosfera acima da água e a quantidade de CO2 na água. Uma outra maneira de troca de carbono é encontrada no ciclo do carbono-silicato que contribuir com aproximadamente 80% do total de CO2 trocado entre a parte sólida da litosfera e a atmosfera. O CO2

atmosférico dissolve-se na água da chuva, produzindo H2CO3. Essa solução ácida, nas águas superficiais ou subterrâneas, facilita a erosão das rochas silicatadas (Si é o elemento mais abundante da crosta terrestre). O intemperismo e a erosão provocam a liberação dos íons Ca2+ e HCO3-, que podem ser lixiviados para os oceanos. Os organismos marinhos assimilam Ca2+ e HCO3- e os usam para construção de suas conchas carbonatadas. Quando esses organismos morrem, as conchas depositam-se, acumulando-se como sedimentos ricos em carbonatos. Esse sedimento de fundo, participando do ciclo tectônico, pode migrar para uma zona cuja pressão e calor fundem parcialmente os carbonatos. A formação desse magma libera CO2 que escapa para a atmosfera pelos vulcões. Podendo se combinar novamente com a água da chuva, completando o ciclo. (5)

5. CICLO DO NITROGÊNIO

As plantas requerem certo número de elementos além daqueles que obtém diretamente da atmosfera (carbono e oxigênio sob a forma de dióxido de carbono) e da água do solo (hidrogênio e oxigênio). Todos estes elementos, com exceção de um, provêm da desintegração das rochas e são captados pelas plantas a partir do solo. A exceção é o nitrogênio, que representa 78% da atmosfera terrestre. (7)

Embora as rochas da superfície terrestre constituam também a fonte primária de nitrogênio, este penetra no solo, indiretamente por meio da atmosfera, e, através do solo, penetra nas plantas que crescem sobre ele. Entretanto, a maioria dos seres vivos é capaz de utilizar o nitrogênio atmosférico para sintetizar proteínas e outras substâncias orgânicas. Ao contrário do carbono e do oxigênio, o nitrogênio é muito pouco reativo do ponto de vista químico, e apenas certas bactérias e algas azuis possuem a capacidade altamente especializada de assimilar o nitrogênio da atmosfera e convertê-lo numa forma que pode ser usada pelas células. A deficiência de nitrogênio utilizável constitui muitas vezes, o principal fator limitante do crescimento vegetal.

O processo pelo qual o nitrogênio circula através das plantas e do solo pela ação de organismos vivos são conhecidos como ciclo do nitrogênio. (6,7)

Apesar de 78% da atmosfera ser constituída de nitrogênio, a grande maioria dos organismos é incapaz de utilizá-lo, pois este se encontra na forma gasosa (N2) que é muito estável possuindo pouca tendência a reagir com outros elementos.

Os consumidores conseguem o nitrogênio de forma direta ou indireta através dos produtores. Eles aproveitam o nitrogênio que se encontra na forma de aminoácidos. Produtores introduzem nitrogênio na cadeia alimentar, através do aproveitamento de formas inorgânicas encontradas no meio, principalmente nitratos (NO3) e amônia (NH3

+). O ciclo do nitrogênio pode ser dividido em algumas etapas: (6)

Fixação: Consiste na transformação do nitrogênio gasoso em substâncias aproveitáveis pelos seres vivos (amônia e nitrato). Os organismos responsáveis pela fixação são bactérias, retiram o nitrogênio do ar fazendo com que este reaja com o hidrogênio para formar amônia. (7)

Amonificação: Grande parte do nitrogênio encontrado no solo provém de materiais orgânicos mortos, nos quais existe sob a forma de compostos orgânicos complexos,

tais como proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos e nucleótides. Entretanto, estes compostos nitrogenados são, em geral, rapidamente decompostos em substâncias mais simples por organismos que vivem nos solos. As bactérias saprófitas e várias espécies de fungos são os principais responsáveis pela decomposição de materiais orgânicos mortos.

Estes microrganismos utilizam as proteínas e os aminoácidos como fonte para suas próprias proteínas e liberam o excesso de nitrogênio sob a forma de amônio (NH4

+ ). Este processo é denominado amonificação. O nitrogênio pode ser fornecido sob a forma de gás amoníaco (NH3), mas este processo ocorre geralmente apenas durante a decomposição de grandes quantidades de materiais ricos em nitrogênio, como numa grande porção de adubo ou fertilizante. Em geral, a amônia produzida por amonificação é dissolvida na água do solo, onde se combina a prótons para formar o íon amônio. (7)

Nitrificação: Várias espécies de bactérias comumente encontradas nos solos são capazes de oxidar a amônia ou amônio. A oxidação do amoníaco, conhecida como nitrificação, é um processo que produz energia e a energia liberada é utilizada por estas bactérias para reduzir o dióxido de carbono, da mesma forma que as plantas autotróficas utilizam a energia luminosa para a redução do dióxido de carbono. Tais organismos são conhecidos como autotróficos quimiossintéticos (diferentes dos autotróficos fotossintéticos, como as plantas e as algas). As bactérias nitrificantes quimiossintéticas Nitrosomonas e Nitrosococcus oxidam o amoníaco dando nitrito (NO2

-).

Desnitrificação: As bactérias desnitrificantes (como, por exemplo, a Pseudomonas denitrificans), são capazes de converter os nitratos em nitrogênios molecular, que volta a atmosfera fechando o ciclo. (7)

6. CONCLUÇÃO

Os ciclos biogeoquímicos são mecanismos que fazem parte da dinâmica da terra para promover o balanço de nutrientes e minerais, suprindo as necessidades dos seres vivos.

Eles têm uma ligação entre si que fazem da terra o sistema dinâmico que é.

O ciclo da água regula os outros ciclos, caso ele seja alterado todos os demais ciclos sofrerão abalos em sua cadeia.

Os ciclos biogeoquímicos são os mecanismos do planeta para tornar possível a vida, sendo a partir deles que a vida começa e é reciclada.

7. REFERÊNCIAS

1. NETO, L. Ciclo Biogeoquímico da Água. Disponível em: <http://pt.slideshare.net/Luiz_Neto/ciclo-biogeoqumico-da-gua>. Acesso em: 01 de ago. 2014.

2. Só Biologia. Disponível em: <http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia27.php>. Acesso em: 01 de ago. 2014.

3. Universidade Católica Dom Bosco. Ciclos Biogeoquímicos. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAABCnoAE/ciclos-biogeoquimicos>. Acesso em: 05 de ago. 2014.

4. ESTUDO PRÁTICO. Ciclo do Oxigênio e sua Importância. Disponível em: <http://www.estudopratico.com.br/ciclo-do-oxigenio-e-sua-importancia/>. Acesso em: 10 de ago. 2014.

5. Universidade de São Paulo. Instituto de Biociências. Disponível em: <http://www.ib.usp.br/~delitti/projeto/rhavena/Index.htm>. Acesso em: 10 de ago. 2014.

6. GALLO, L. C. UNIVERSIDADE SÃO PAULO. O Nitrogênio e o Ciclo do Nitrogênio. Disponível em: <http://docentes.esalq.usp.br/luagallo/nitrogenio.htm>. Aceso em: 09 de ago. 2014.

7. Só Biologia. Disponível em: <http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia26_1.php>. Aceso em: 09 de ago. 2014.

ESCOLA TÉCNICA DA UNIFACEX

TÉCNICO EM MEIO AMBIENTE

ECOLOGIA

DOCENTE: ANA ANGÉLICA

DISCENTE: JAQUELINE CRISTINA OLIVEIRA DOS SANTOS

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS DA ÁGUA, DO ÓXIGÊNIO, DO

CARBONO E DO NITROGÊNIO

NATAL/RN

2014