Ciclos Biogeoquimicos

INTRODUÇÃO

Os ciclos biogeoquímicos são definidos como processos naturais da natureza que, por vários meios, reciclam vários elementos em diferentes formas químicas do meio ambiente para os organismos e depois, fazem o processo inverso. Assim, a água, o carbono, o nitrogênio, o oxigênio, o enxofre, o fósforo, entre outros elementos, percorrem esses ciclos transformando o planeta Terra em um sistema funcional e dinâmico.

Todos os elementos químicos tendem a circular na biosfera em vias características, do ambiente aos organismos e destes, novamente, ao ambiente. Como os recursos na Terra são finitos e a vida depende do equilíbrio natural desse ciclo, esse processo de reciclagem da matéria é de suma importância. A interferência do homem nos ciclos biogeoquímicos acelera o movimento de muitos materiais e assim os ciclos tendem a se tornar imperfeitos.

O estudo desses ciclos se torna cada vez mais importante, com, por exemplo, para avaliar o impacto ambiental que um material potencialmente perigoso, possa vir causar no meio ambiente e nos seres vivos que dependem direta ou indiretamente desse meio para garantir a sua sobrevivência. É essencial a compreensão do funcionamento dos ciclos para um melhor monitoramento da poluição; estabelecimento de técnicas de manejo, tendo em vista das necessidades sustentáveis; determinação e controle da perda de fertilizantes; uso racional de recursos hídricos e minerais; controle do aumento de CO2 na atmosfera. O objetivo deste trabalho é levar os estudantes de Engenharia Sanitária e Ambiental ao entendimento dos ciclos biogeoquímicos e às diversas formas de aplicação dessa pesquisa num contexto prático como alguns citados acima.

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Um ciclo biogeoquímico pode ser entendido como sendo o movimento ou um ciclo de um elemento ou elementos químicos através da atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera da Terra. Tais elementos são essenciais à vida e são incorporados aos organismos na forma de compostos orgânicos ou através de diversas reações químicas.

Os elementos essenciais quando disponíveis na forma molecular ou iônica recebem o nome de nutrientes, divididos em macro nutrientes (participam com quantidades superiores a 0,2% do peso orgânico seco ou P.O. S.) e os micronutrientes (participam com quantidades inferiores a 0,2% do P.O. S.). Entre os principais macro nutrientes, encontra-se o Hidrogênio, o Oxigênio, o Fósforo, o Nitrogênio entre outros. No grupo dos micronutrientes destacam-se o Alumínio, o Boro, o Zinco e o Cromo.

Vamos ver agora, os principais ciclos biogeoquímicos.

Ciclo Hidrológico ou da Água

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

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, formam nuvens e depois 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.

Os seres vivos absorvem ou ingerem água, pois ela é fundamental para sua sobrevivência. Parte da água presente no corpo dos seres vivos retorna ao meio ambiente através da respiração, pela excreção e principalmente pela transpiração.

A água participa de vários processos dentro do corpo dos seres vivos. As raízes das plantas absorvem água do solo. Parte dela sobe às folhas e participa da fotossíntese, outra parte patê volta à atmosfera pela transpiração, processo importante não só para resfriar o corpo da planta, como também para a condução da seiva bruta até as folhas.

Nos animais terrestres, a água é obtida pela ingestão e retorna ao ambiente por meio da respiração, da excreção (urina e fezes) e, principalmente, da transpiração.

Podemos resumir o ciclo hidrológico por meio dos seguintes processos:

1. Detenção: parte da precipitação fica retida na vegetação, depressões do terreno e construções. Essa massa de água retorna à atmosfera pela ação da evaporação ou penetra no solo pela infiltração.

2. Escoamento Superficial: constituído pela água que escoa pelo solo, fluindo para locais de altitudes inferiores, até atingir um corpo d’água como um rio, lago ou oceano. A água que compõe o escoamento superficial pode também sofrer infiltração para as camadas superiores do solo, ficar retida ou sofrer evaporação.

3. Infiltração: a água infiltrada pode sofrer evaporação, ser utilizada pela vegetação, escoar ao longo da camada superior do solo ou alimentar o lençol de água subterrânea.

4. Escoamento Subterrâneo: constituído por parte da água infiltrada na camada superior do solo, sendo bem mais lento que o escoamento superficial. Parte desse escoamento alimenta os rios e os lagos, além de ser responsável pela manutenção desses corpos durante épocas de estiagem.

5. Evapotranspiração: parte da água existente no solo que é utilizada pela vegetação e é eliminada pelas folhas na forma de vapor.

6. Evaporação: em qualquer das fases descritas anteriormente, a água pode voltar à atmosfera na forma de vapor, reiniciando o ciclo hidrológico.

7. Precipitação: água que cai sobre o solo ou sobre um corpo d’água.

Nesse ciclo, o desmatamento e a impermeabilização do solo (devido à pavimentação) causados pelo homem, aceleram a evaporação e reduz a recarga dos lençóis freáticos. A partir disso, as enchentes nos cursos d’água que cortam centros urbanos aumentam e podem trazer efeitos catastróficos à população.

Ciclo do Carbono

O carbono é um elemento químico de grande importância para os seres vivos, pois participa da composição química de todos os componentes orgânicos e de uma grande parcela de inorgânicos também.

Na atmosfera, encontra-se na forma de dióxido de carbono (CO2), um gás, que nas condições normais de temperatura e pressão, é inodoro e incolor. O ciclo do carbono é perfeito, pois o carbono é devolvido à mesma taxa que é sintetizado pelos produtores.

As plantas utilizam o CO2 e o vapor d’água da atmosfera para, na presença de luz solar, sintetizar compostos orgânicos de carbono, hidrogênio e oxigênio, tais como a glicose.

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