Trabalho De Engenharia E Ambiente

Nitrogênio

O maior reservatório de nitrogênio no planeta é a atmosfera, onde este se encontra, principalmente, na forma de N2. O nitrogênio também pode ser encontrado no solo na forma de substâncias inorgânicas, nos organismos vivos e em depósitos de substâncias orgânicas.

O ciclo do nitrogênio

Há uma troca contínua de nitrogênio entre a atmosfera, o solo, os oceanos e os organismos vivos, cuja quantidade é estimada em 108 a 109 t/ano. Esse processo é denominado ciclo do nitrogênio. Considere o nitrogênio combinado existente no solo: ele está presente na forma de nitratos, nitritos e compostos de amônio.

Fixação:

A fixação é a conversão do nitrogênio gasoso da atmosfera em substâncias sólidas, líquidas ou íons solúveis no solo. As principais formas do nitrogênio no solo são os íons Amônia (NH4⁺), Nitrato (NO2⁻) e Nitrito (NO3⁻).

A fixação é um processo de elevada importância ecológica porque a maioria dos seres vivos não é capaz de absorver o nitrogênio na forma gasosa, dependendo portanto desses íons dissolvidos no solo para a síntese de suas moléculas.

Fixação atmosférica:

A fixação pode ocorrer através de processos não bióticos. As descargas elétricas, o calor de vulcões e até mesmo a radiação solar podem provocar a conversão do nitrogênio atmosférico nos íons Amônia, Nitrato ou Nitrito. Este processo é denominado fixação atmosférica.

Fixação Biológica:

Algumas bactérias possuem a capacidade de absorver o nitrogênio na forma gasosa e converte-lo em íons no solo. Estas bactérias são chamadas “fixadoras” e possuem importante papel no ecossistema, pois disponibilizam estes nutrientes para posterior absorção pelas plantas. As bactérias fixadoras podem estar livres no solo, liberando amônia, ou na raízes das plantas, realizando uma interação de mutualismo com estas.

Nitrificação:

Este processo é realizado pelas bactérias nitrificantes e ocorre em dois passos. Primeiramente, a Amônia é convertida em Nitrito, e posteriormente, o Nitrito é convertido em Nitrato. A importância desse processo se dá no fato de que as plantas não são capazes de absorver Amônia, somente o Nitrato. Dessa forma, a nitrificação é essencial para a disponibilização do nitrogênio para as plantas.

Assimilação:

A assimilação é realizada pelas plantas, que absorvem os o nitrogênio principalmente na forma de nitrato e o utiliza na síntese de substâncias orgânicas. A assimilação é o único meio de entrada do nitrogênio na cadeia alimentar.

Consumo:

O consumo provoca o fluxo de nitrogênio na cadeia alimentar. O nitrogênio assimilado pelas plantas e utilizado na síntese de substâncias orgânicas é transferido para outro ser vivo através do consumo e assim consecutivamente.

Decomposição:

O processo de decomposição da matéria orgânica resulta em liberação de íons nitrogenados no solo, principalmente Amônia. O nitrogênio retorna assim ao ciclo, podendo ser convertido pelas bactérias em Nitrito e Nitrato e assimilado pelas plantas posteriormente.

Desnitrificação:

É um processo que pode ocorrer por meios abióticos ou por ação de bactérias desnitrificantes, denominadas Denitrificans, que convertem nitratos nos gases N2 ou NH3, que escapam para a atmosfera (por causa disso os estábulos exalam odor de amônia). O NH3 é devolvido ao solo pela primeira chuva, mas não o N2. Dentre as bactérias desnitrificantes podem ser citadas as Pseudomonas e Achromobacter.

Enxofre

A litosfera é o maior reservatório de enxofre, com um tempo de permanência da ordem dos 10 anos. Dentro das rochas sedimentares, os evaporitos incluem sulfatos como o gesso (CaSO) e outros. Outros tipos de rochas, de natureza sedimentar ou ígnea, incluem sulfetos metálicos (pirites, blenda, galena, etc.). O enxofre encontra-se ainda, na forma nativa, junto a fontes hidrotermais e em depósitos vulcânicos, à superfície ou no subsolo. Alguns depósitos de elementos sulfurosos, incluindo sulfetos metálicos como a pirite, são de origem biogénica.

CICLO DO ENXOFRE

O enxofre apresenta um ciclo que passa entre o ar e os sedimentos, sendo que existe um grande depósito na crosta terrestre e nos sedimentos e um depósito menor na atmosfera.

O enxofre é um elemento relativamente abundante na crosta terrestre, ocorrendo principalmente na forma de sulfatos solúveis. Grande parte dos reservatórios de enxofre inerte está em rochas sulfurosas, depósito de elementos sulfurosos e combustíveis fósseis. As atividades do homem têm mobilizado parte destes reservatórios inertes, obtendo desta forma desagradáveis consequências como a poluição. Por fim, alguns depósitos de elementos sulfurosos e alguns minérios de sulfeto podem ser de origem biogênica. O enxofre pode ser adicionado também na ecosfera na forma reduzida (H2S), como resultado da atividade vulcânica e do metabolismo microbiano.

O enxofre pode ser encontrado também em diversos estados de oxidação nos compostos orgânicos e inorgânicos. Os microrganismos catalisam a oxidação e redução das diferentes formas de enxofre, estabelecendo deste modo um ciclo. O enxofre é um componente essencial do sistema de vida, estando contido em diversos aminoácidos na forma de grupo sulfidrila (-SH), além de ser um componente essencial de várias co-enzimas.

Em resumo pode-se afirmar que o ciclo do enxofre ocorre na seguinte seqüência: como o enxofre na sua forma elementar não pode ser utilizado por organismos superiores, para que sua assimilação se torne possível é necessário que microrganismos oxidem a sulfa elementar a sulfatos. Neste processo podem participar bactérias fotopigmetadas dos gêneros Chlorobium e Pelodityon. Porém, as mais ativas neste processo são as não fotopigmetadas em especial as do gênero Thiobacillus, que podem gerar ácido sulfúrico durante o processo. O sulfato gerado pode ser assimilado diretamente por vegetais, algas e diversos organismos heterotróficos sendo incorporados à aminoácidos enxofrados. O mesmo sulfato também pode ser dissimilado formando H2S.

Sulfobactérias:

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