1. Carbono Água
CICLOS
BIOGEOQUÍMICOS
Oxigênio Nitrogênio

2. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
 Circulação de átomos de diversos elementos químicos entre as
substâncias orgânicas dos seres vivos (biosfera) e as substâncias
inorgânicas do planeta (atmosfera, hidrosfera e litosfera).
 Todos os elementos químicos naturais apresentam um movimento
dinâmico nos ecossistemas, transitando constantemente entre o meio
físico e os organismos.
 Tais ciclos envolvem etapas biológicas, físicas e químicas,
alternadamente, daí a denominação usada.

3. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclos: representam a troca e a circulação de
matéria entre os componentes vivos e físico-químicos
da biosfera.
Bio: os organismos interagem no processo de
síntese orgânica e na decomposição dos elementos.
Geo: o meio terrestre (solo) é o reservatório
dos elementos.
Químico: ciclo dos elementos e processos
químicos de síntese e decomposição.

5. IMPORTÂNCIA
 Com a morte de organismos ou a perda de partes de seu corpo, a
matéria orgânica é degradada por ação dos decompositores.
 Os átomos retornam ao ambiente, onde poderão ser incorporados
por outros seres vivos.
 Se não houvesse esse reaproveitamento, os átomos de alguns
elementos químicos fundamentais para a constituição de novos seres
vivos poderiam tornar-se indisponíveis para a continuidade da vida.

6. SER HUMANO
Acelera o movimento de muitos materiais
Interferência nos ciclos biogeoquímicos
Carência/excesso

8. TABELA - DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA NO
PLANETA
Estado físico Tipos Volume da água do
planeta (%)
Sólido Calotas de gelo, 2,15
geleiras
Líquido Oceanos 97,21
Águas subterrâneas 0,626
Águas superficiais 0,009
Gasoso Vapor atmosférico 0,005

9.  Cerca de 97% pertencem ao talassociclo
 conjunto que abrange todos os ecossistemas marinhos
 Cerca de 2,6% pertence ao limnociclo
conjunto de todos os ecossistemas de água doce
 Geleiras: principal reservatório de água doce
 Possuem 77% de toda água doce do planeta

10. Reservatórios de água:
Oceanos
Calotas polares e glaciais
Aqüíferos subterrâneos
Lagos e rios
Umidade do solo
Vapor de água na atmosfera
Organismos vivos

11. O ciclo da água é conduzido pela ENERGIA SOLAR
Evapotranspiração
Características climáticas

12. O ciclo hidrológico é essencial ao ambiente:
 A água está associada aos processos metabólicos de todos os
seres vivos.
 O ciclo transporta e faz circular a água de uma região para
outra.
 É um importante agente modelador da crosta terrestre ( devido à
erosão e ao transporte de sedimentos).
 Condicionante de toda a cobertura vegetal do planeta, ou seja, de
toda a vida na Terra.

13. Ciclo Curto da Água
 Evaporação: água dos oceanos, lagos, rios, geleiras, água do solo.
 Formação de vapor d’água na atmosfera.
 Condensação do vapor d’água nas camadas mais altas da
atmosfera, formando nuvens.
 Precipitação: retorno à superfície terrestre na forma de chuvas
(neve, granizo).
Obs: não ocorre a participação propriamente dita dos seres vivos.

14. Ciclo Longo da Água
 Participação dos seres vivos.
 Plantas: raízes absorvem a água do solo, e esta é utilizada em
seus processos biológicos.
 A água é uma das matérias-primas da fotossíntese: seus átomos
de hidrogênio irão fazer parte da glicose fabricada, e seus átomos
de oxigênio se unem para formar o O2 liberado para a atmosfera.
 As plantas perdem água por meio dos seus estômatos (na
superfície foliar), em um processo chamado de transpiração.Também
liberam água por meio da respiração.

15. Ciclo Longo da Água
 Transpiração vegetal: resfriamento da planta e manutenção da
umidade relativa do ar, influenciando o regime de chuvas em várias
regiões. As plantas estão sempre perdendo água por meio da
transpiração,principalmente durante o dia, quando seus estômatos
estão abertos.
ex: Amazônia (a evapotranspiração vegetal é a principal fonte
de vapor d’água atmosférico)
 Respiração vegetal: degradação das moléculas orgânicas que as
próprias plantas fabricam para obter energia (fotossíntese),
liberando gás carbônico e água.

16. Ciclo Longo da Água
 Animais: obtêm água bebendo-a ou ingerindo-a nos alimentos e a
utilizam em seus processos biológicos. Perdem água para o ambiente
através da urina, fezes, suor, ou pela respiração
 Decompositores: Parte da água que plantas e animais obsorvem é
usada na síntese de substâncias orgânicas. Seus átomos ficam
incorporados aos tecidos animais e vegetais, até a morte destes,
quando serão devolvidos ao ambiente pela ação dos decompositores

18. O Ciclo da Água e o Ambiente
Desmatamento
 Provoca alterações no ciclo da água, por reduzir a cobertura
vegetal, os níveis de evapotranspiração e, consequentemente os
índices pluviométricos;
 As folhas refletem cerca de 10% da radiação solar. A redução da
cobertura vegetal diminui essa reflexão, o que ocasiona maior
aquecimento do solo. Isto acelera ainda mais o processo de
evaporação e ressecamento do solo, aumentando assim o risco de um
processo de desertificação do ambiente.
 Deixa o solo nu, facilitando a erosão e o assoreamento dos rios,
lagos e lagoas.

19. O Ciclo da Água e o Ambiente
Erosão
 Deixa o solo impróprio para a agricultura e atividades pastoris e o
assoreamento dos rios pode provocar enchentes catastróficas.
 Assoreamento: "Entupimento" do corpo d'água, ou seja, fenômeno
causado pela deposição de sedimentos minerais (como areia e argila)
ou de materiais orgânicos. Com isso, diminui a profundidade do curso
d'água e a força da correnteza.

20. O Ciclo da Água e o Ambiente
Poluição
 Lançamento de esgotos industriais e domésticos, contaminação por
metais pesados prejudicam toda a cadeia alimentar existente, além
de estimular a proliferação de vários agentes causadores de doenças.
A água mal tratada é um dos principais focos de transmissão de
doenças
 Provoca grande destruição do Fitoplâncton: estes seres liberam na
atmosfera dimetilsulfeto, um gás cujas partículas se aderem às
moléculas de água, contribuindo para a formação das nuvens e das
chuvas. Desta forma, o fitoplâncton interfere de maneira
significativa na pluviosidade dos ecossistemas.

22.  Consiste na passagem dos atómos de carbono (C), componentes do
gás carbônico (CO2), para moléculas que constituem as substâncias
orgânicas dos seres vivos (proteínas, lipídios, carboidratos...)
 O carbono existente na atmosfera como CO2 entra na composição
das moléculas orgânicas dos seres vivos, a partir da fotossíntese.
As plantas utilizam o CO2 e o vapor de água da atmosfera para, na
presença de luz solar, sintetizar compostos orgânicos de carbono, hidrogênio e
oxigênio, tais como a glicose (C6H12O6).
Reação da fotossíntese:
6CO2 + 6 H2O + energia solar = C6H12O6 + 6O2
 A fixação do carbono em sua forma orgânica indica que a
fotossíntese é a base da vida na Terra. A energia solar é
armazenada como energia química nas moléculas orgânicas da glicose.

23.  Parte do carbono retirado do ar passa a constituir a biomassa dos
seres , que poderá ser transferida para um herbívoro ou carnívoro.
Dessa forma, o carbono fixado pela fotossíntese vai passando de um
nível trófico para outro na cadeia alimentar.
 O carbono retorna ao meio abiótico na forma de CO 2, através da
respiração dos seres vivos, da fermentação, da decomposição e da
combustão.
Reação da respiração:
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6 H2O + 640 kcal / mol de glicose

24. COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
 Restos de cadáveres de grande quantidade de organismos, em
certas condições no passado, não sofreram decomposição.
 Em geral, por terem sido rapidamente depositados em bacias de
sedimentação, com carência de O2 (fundo do mar, pântanos, cavernas).
 Nesses ambientes, os decompositores não puderam transformar o
carbono orgânico em CO2, ocorrendo então um processo de
fossilização, que levou à formação dos combustíveis fósseis (petróleo,
gás natural, carvão mineral...).
 Esses combustíveis armazenam em suas moléculas grande
quantidade de energia, originalmente captada da luz solar
(fotossíntese), há milhões de anos atrás.

25. COMBUSTÍVEIS FÓSSEIS
 O homem passou a queimar esses combustíveis fósseis em taxas
cada vez mais crescentes nos últimos 150 anos.
 Consequência: o CO2 resultante dessas combustões passou a ser
liberado na atmosfera em taxa muito superiores à sua captação pela
fotossíntese, aumentando assim a sua concentração na atmosfera

27. O Ciclo do Carbono e o Ambiente
Desmatamento:
1. Aumento do CO2 emitido em função da emissão no momento da
queima.
2. Redução da taxa fotossintética.
3. Queimadas de florestas.
4. Efeito estufa (desequilíbrio) – intervenções antropogênicas no
ciclo do carbono.

28. O Ciclo do Carbono e o Ambiente
Efeito estufa:
1. Utilização excessiva de combustíveis fósseis (falta de incentivos
para a geração de energia alternativa).
2. Desmatamento.
3. Poluição ambiental.
Intensificação do efeito estufa:
1. Mudanças climáticas.
2. Aquecimento global.
3. Mudança nos níveis dos oceanos.

31.  O oxigênio molecular (O2), indispensável à respiração aeróbica, é o
segundo componente mais abundante da atmosfera, onde existe na
proporção de cerca de 21%.
 O oxigênio teria desaparecido da atmosfera, não fosse o contínuo
reabastecimento promovido pela fotossíntese, principalmente do
fitoplâncton marinho, considerado o verdadeiro "pulmão" do mundo.
 O oxigênio pode ser consumido da atmosfera através das seguintes
vias:
 Atividade respiratória de plantas e animais;
 Combustão;
 Formação de ozônio (O3);
 Combinação com metais do solo (principalmente o ferro), formando
óxidos metálicos (oxidação).

34. A Camada de Ozônio
 O ozônio (O3) é composto de 3 átomos de oxigênio. Não é muito
estável e pode se quebrar em O2 muito facilmente.
 É encontrado nas camadas altas de nossa atmosfera, formando uma
camada que protege os seres vivos contra uma parte da radiação do
Sol que é nociva aos seres vivos.
 Nos seres humanos, a exposição a longo prazo a esta radiação está
associada ao risco de dano à visão, à supressão do sistema imunológico
e ao desenvolvimento do câncer de pele.
 Os animais também sofrem as conseqüências. Os raios ultravioletas
prejudicam os estágios iniciais do desenvolvimento de peixes, camarões,
caranguejos e outras formas de vida aquáticas e reduz a produtividade
do fitoplâncton, base da cadeia alimentar aquática.

36. O Buraco na Camada de Ozônio
 Entre 1965 e 1985, cientistas mediram uma redução de até 50% em
áreas da camada sobre a Antártida, o que ganhou o apelido de "buraco
na camada de ozônio"
 Destruição provocada por gases poluentes liberados por atividades
humanas, principalmente o CFC (Clorofluorcarbono), muito utilizado em
aerossóis e como gás de refrigeração em geladeiras e aparelhos de ar
condicionado.
 Atualmente os aparelhos mais modernos não utilizam mais o CFC
como gás de refrigeração, o que está contribuindo para a regeneração
dessa camada, diminuindo assim o tamanho do buraco.

37. Como a Camada de Ozônio é destruída?
“Quando a luz solar de alta energia atinge uma molécula de CFC (1) ,
ela se quebra e produz um átomo de cloro (2).O átomo de cloro
atinge uma molécula de ozônio (3). Isso faz com que o ozônio se
transforme em oxigênio comum. O oxigênio (O2) não possui nem o
tamanho nem a forma exatos para absorver a radiação solar que é
perigosa.”

39.  Consiste na incorporação de átomos de nitrogênio de substâncias
inorgânicas do ambiente em moléculas orgânicas de seres vivos, e sua
posterior devolução ao meio ambiente.
 O nitrogênio é um elemento que participa da composição química
de aminoácidos, proteínas e das bases nitrogenadas que formam os
ácidos nucléicos (DNA, RNA).
 A mais importante fonte de nitrogênio é a atmosfera. Cerca de
78% do ar é formado por nitrogênio livre (N2), mas a maioria dos
seres vivos é incapaz de aproveitá-lo no seu metabolismo.
 Os únicos seres que fixam o nitrogênio atmosférico são algumas
espécies de bactérias e de cianobactérias, por apresentarem enzimas
apropriadas para essa função. São chamado de fixadores de
nitrogênio.

40. Etapas do Ciclo do Nitrogênio
1) Fixação do N2
2) Nitrificação
3) Denitrificação

41. Fixação Nitrogênio (N2)
 Processo que envolve a utilização direta do N 2, incorporando os átomos de
nitrogênio em moléculas orgânicas.
 Na natureza, são poucas as formas vivas capazes de promover a fixação
biológica do N2.
 Alguns desses organismos têm vida livre, e entre eles podem-se citar
certas algas azuis (cianobactérias), como a Nostoc, e bactérias do gênero
Azotobacter e Clostridium.
 Os mais importantes fixadores de N 2, vivem associados às raízes de
plantas leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa, etc.). São as bactérias do
gênero Rhizobium.
 As bactérias Rhizobium vivem no solo, de onde alcançam as raízes de
leguminosas, instalando-se e reproduzindo-se no interior das células destas
plantas, formando nódulos.
 Ali as bactérias se desenvolvem, fixando o N 2 atmosférico e
transformando-o em sais nitrogenados, que são utilizados pelas plantas.

42. Fixação Nitrogênio (N2)
 O Rhizobium funciona como um verdadeiro adubo vivo, fornecendo à
planta os sais de nitrogênio necessários a seu desenvolvimento. Em
contrapartida, a planta fornece matéria orgânica para as bactérias,
definindo uma relação de benefícios mútuos denominada mutualismo.
 Graças à essa associação, as plantas leguminosas podem viver em solos
pobres em compostos nitrogenados, nos quais outras plantas não se
desenvolvem bem.
 Ao morrer e se decompor, as plantas leguminosas liberem, na forma de
amônia (NH3), o nitrogênio de suas moléculas orgânicas, fertilizando assim o
solo.

44. Nitrificação
 Consiste em transformar a amônia (NH3) em nitrito (NO2-) e esse em
nitrato (NO3-), que é um composto mais facilmente assimilado pelos vegetais.
 Ocorre nos solos, pela ação conjunta de dois grupos de bactérias
quimissintetizantes (bactérias nitrificantes).
Bactérias do gênero Nitrosomonas: oxidação da amônia (processo em que a
amônia se combina com moléculas de O2, produzindo nitrito (NO2-)).
Nitrosomonas sp.
2NH3 + 3O2  2NO2- + 2H2O + 2H+ + ENERGIA
 A energia liberada na reação é utilizada pela própria bactéria em seu
metabolismo.

45. Nitrificação
 O nitrito é tóxico para as plantas, mas raramente se acumula no solo por
muito tempo, pois é imediatamente oxidado por bactérias de gênero
Nitrobacter, que o transformam em nitrato (NO3-).
Nitrobacter sp.
2NO2- + O2  + 2NO3- + ENERGIA
 Os nitratos são altamente solúveis em água, de modo que as plantas os
absorvem principalmente através dos pêlos absorventes das raízes.
 O nitrogênio é utilizado na síntese de moléculas orgânicas (aminoácidos,
proteínas, bases nitrogenadas).
 Quando são comidas por herbívoros, as substâncias orgânicas
nitrogenadas das plantas fornecem matéria-prima para a produção das
moléculas das células animais, ao longo da cadeia alimentar.

46.  Metabolismo animal: degradação de proteínas e de ácidos nucléicos
 Produção de compostos nitrogenados (excreções ou excretas),
principalmente na forma de amônia, uréia e ácido úrico.
 Eliminação das excretas no ambiente
 Ação de decompositores: o nitrogênio constituinte das moléculas orgânicas
retorna ao solo na forma de amônia e pode passar novamente por processos
de nitrificação.
Denitrificação
 Realizado por bactérias denitrificantes, presentes no solo.
 Para obter energia, essas bactérias degradam compostos nitrogenados,
liberando gás nitrogênio (N2), que retorna à atmosfera, fechando assim o
ciclo do nitrogênio na natureza.

48. Importância do Ciclo do Nitrogênio
 O plantio de leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa), enriquece
o solo com compostos nitrogenados, uma vez que nas raízes dessas
plantas há nódulos repletos de bactérias fixadoras de nitrogênio.
 A utilização de leguminosas como método de fertilização do solo é
conhecida como adubação verde.
 Outro procedimento agrícola usual é a rotação de culturas, na qual
se alterna o plantio de não-leguminosas, que retiram do solo os
nutrientes nitrogenados, com leguminosas que devolvem esses
nutrientes para o meio.

50.  Como no ciclo do carbono, também envolve um estágio sólido e
outro gasoso, onde microrganismos, que obtêm energia a partir da
oxidação química de compostos inorgânicos, exercem papéis
fundamentais.
 O enxofre é um elemento químico de cor amarela, encontrado no
solo e que queima com facilidade.
 É muito usado na fabricação de ácido sulfúrico, fertilizantes,
corantes e explosivos.
 É encontrado nas rochas sedimentares e vulcânicas, no carvão e no
gás natural.
 É um elemento químico essencial à vida, fazendo parte da
composição de algumas proteínas.

51.  A natureza recicla o enxofre sempre que algum animal ou alguma
plante morre.
 Quando as plantas e os animais mortos são decompostos pelos
microrganismos saprófitos aeróbios e anaeróbios, destes últimos
desprende-se gás sulfídrico. Parte desse gás é transformada em
enxofre por certas bactérias que através dele obtém energia.
 Processos geoquímicos e metereológicos tais como erosão,
lixiviação (arraste por lençóis freáticos) e ação da chuva são
importantes na recuperação do enxofre dos sedimentos mais
profundos.

56.  O fósforo é um componente muito importante para os seres vivos,
pois está ligado ao metabolismo respiratório e fotossintético.
 É encontrado em maior concentração nas rochas fosfatadas.
 A erosão do solo pelas águas ou pelos ventos desagrega essas
rochas e esse fósforo mineral é levado para os oceanos. Uma grande
parte é sedimentada nas profundezas, assim não sendo aproveitada.
 A pequena parte aproveitada pelos seres marinhos, entre eles
certas aves marinhas, é restituída ao solo, de onde pode novamente
ser retirado pela plantas, que servem de alimento para os animais.
 Após a morte dos animais ou por excreções lançadas pelos mesmos
durante sua vida, assim os compostos contendo fósforo retornam ao
solo onde são decompostos por bactérias e fungos, fechando assim
seu ciclo.