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Exercícios resolvidos...

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Estudo dirigido - Ciclos biogeoquímicos

1) Por que o fluxo de matéria no sistemas naturais é dito como cíclico? Nos ecossistemas, a matéria circula dos produtores para os consumidores e regressa ao solo, sob a forma de matéria mineral (por ação dos decompositores), ficando assim novamente disponível para os produtores. Diz-se por isto que se acaba de descrever que a matéria circula nos ecossistemas de maneira cíclica e contínua (pois está constantemente a renovar-se);

2) Explique sucintamente os ciclos biogeoquímicos Os ciclos biogeoquímicos são percursos seguidos por entes químicos no ambiente. Chama-se ciclo por ser um processo contínuo de renovação, em que o componente interage com outros constituintes do meio quer sejam bióticos (organismos vivos) ou abióticos (solo, água, ar).

3) Descreva o ciclo da água. O vapor de água, proveniente da evaporação, forma as nuvens na atmosfera. Quando estas nuvens ficam sobrecarregadas e atingem altitudes elevadas ocorrem as chuvas. Estas se formam pois a temperatura cai e a água transformase em líquido (condensação). Esta água que cai nas chuvas vai parar nos oceanos, rios e lagos. Depois, a água vai evaporar novamente, formando assim o ciclo da água mais uma vez.

4) Quais são as principais interferências humanas no ciclo da água? As interferências humanas quebram esse ciclo natural da água com o desmatamento, pecuária, queimadas, invasão humana na área rural. Nas áreas urbanas, há a impermeabilidade do solo, falta de cobertura vegetal e poluição.

5) Quais são os processos que liberam gás carbônico (CO2)? A queima de combustíveis fósseis (o que inclui gasolina, diesel e álcool), a decomposição da matéria orgânica, a decomposição no ciclo do carbono, incêndios florestais, a nossa respiração etc.

6) Como o carbono é retirado do ambiente? As plantas e as microalgas, chamadas de cianofíceas, conseguem absorver o gás carbônico da atmosfera e transformá-lo em biomassa, ou seja, através da reação chamada fotossíntese, os vegetais e outros organismos fotossintetizantes, transformam CO2 e água em açúcares, celulose, proteínas, gorduras e outras substâncias químicas, transformando a energia solar em energia química, que é acumulada nesses compostos.

7) De que modo a queima de combustíveis fósseis interfere no ciclo do carbono. Já quando ocorrem queimadas, incêndios naturais ou queimas de combustíveis fósseis, a consequência é mais intensa liberação de CO2 para a atmosfera, que agrava o Efeito Estufa.

8) Qual a relação entre respiração e fotossíntese? A “matéria-prima” utilizada para reação da fotossíntese (os reagentes = CO2, H2O), são os produtos da reação da respiração. O inverso também é verdadeiro, ou seja, a matéria-prima utilizada para a reação da respiração (os reagentes= (CH2O)n, O2, H2O), são os produtos da reação da fotossíntese.

9) Explique por que a Amazônia não é o “pulmão do mundo”. Na verdade, são as algas marinhas que fazem a maior parte desse trabalho – elas jogam na atmosfera quase 55% de todo o oxigênio produzido no planeta. E mais: florestas como a Amazônia, segundo os cientistas, são ambientes em clímax ecológico. Isso quer dizer que elas consomem todo – ou quase todo – o oxigênio que produzem.

10) Qual a relação entre a quantidade de dióxido de carbono e a temperatura do nosso planeta? Naturalmente existem gases na nossa atmosfera que atuam como verdadeiras barreiras que impedem que os raios solares que penetram na nossa atmosfera retornem ao espaço. Esse efeito estufa é fundamental à vida do nosso planeta pois permite que o planeta permaneça a uma temperatura adequada à vida. O CO2 é um gás a mais que impede que os raios solares voltem para o espaço; armazenando na atmosfera mais energia, mais calor... e aumentando cada vez mais a temperatura terrestre. A título de curiosidade, o que se discute não é o efeito estufa natural, mas sim o aumento do efeito estufa.

11) Como ocorre o processo de fixação de nitrogênio. Nos organismos, átomos de nitrogênio fazem parte de diversas substâncias orgânicas, como proteínas e ácidos nucleicos. Porém, a maioria dos seres vivos não consegue utilizar o nitrogênio na forma molecular N2. Apenas algumas espécies de bactérias são capazes de utilizá-lo, incorporando os átomos de nitrogênio em suas moléculas orgânicas e disponibilizando-o em outras formas moleculares para o uso de diversas espécies. A fixação do nitrogênio ocorre pela conversão do gás nitrogênio (N2) em amônia (NH3). As bactérias fixadoras possuem um complexo enzimático chamado nitrogenase, que se liga ao gás nitrogênio e doa elétrons para ele em uma sequência de reações com gasto de energia de moléculas de ATP. Essas reações provocam a redução do N2 produzindo duas moléculas de amônia.

12) Apesar de 78% da composição da atmosfera terrestre ser composta de gás nitrogênio, ele não poder ser absorvido imediatamente por plantas e animais. Como o elemento nitrogênio é incorporado pelos seres vivos? As plantas só conseguem utilizá-lo na forma de amônia (NH3) ou nitrato (NO-3), enquanto os animais conseguem aproveitá-lo somente na forma de aminoácidos. Portanto, com exceção de alguns microrganismos, os seres vivos são incapazes de aproveitar diretamente esse gás. 13) O que é amonificação? 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+).

14) O que é nitrificação? É um processo químico-biológico de formação de nitrito no solo pela ação conjunta de bactérias quimiossintetizantes nitrificantes, pela ação de conversão da amônia em nitrato, ocorrendo em duas etapas (nitrosação e nitratação).

15) O que é desnitrificação? Desnitrificação é o processo no qual, por meio de bactérias desnitrificantes, fazem o Nitrato (NO³) torna-se novamente o nitrogênio (N²). É importante porquê as plantas precisam absorver N² pelas raízes para recomeçar o ciclo, não só para as plantas mas para outros organismos próximos que se aproveitam do ciclo, como bactérias.

16) Faça um esquema representando o ciclo biogeoquímico do nitrogênio, representando os processos que o compõe.

Fonte: (https://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_do_nitrog %C3%AAnio#/media/File:Nitrogen_Cycle_pt.png) 17) O que são os macronutrientes? Quais são eles? Os macronutrientes são os nutrientes que fornecem calorias ou energia. São substâncias necessárias para o crescimento, o metabolismo, e para muitas outras funções do corpo. São eles: Proteína, Hidratos de carbono (glicídios) e Gordura (lipídios).

18) Qual é o papel dos organismos decompositores nos ciclos biogeoquímicos? Os produtores produzem a energia que é passada na cadeia alimentar de quase todos os seres vivos do planeta. Eles precisam de algumas substâncias para isso, e quem as oferece são os decompositores, a partir da matéria orgânica. Atuam em sua maioria no solo, transformando nitritos em nitratos, contribuindo essencialmente para o ciclo do nitrogênio .

19) Qual a importância do fósforo para a biota terrestre e aquática? O fósforo é um nutriente essencial para as plantas e animais em forma de íons. Nutriente limitante aos organismos aquáticos. Faz parte de importantes moléculas de sustentação da vida comum na biosfera. Fósforos não entram na atmosfera, são mantidos na maioria em terra e minerais de rochas e do solo. Oitenta por cento de fósforo extraído é utilizado para fazer fertilizantes, tipo de ácido fosfórico diluído usado em refrigerantes. Fosfatos podem ser eficazes em tais formas, mas também causam problemas de poluição em lagos e riachos. Enriquecimento de fosfato pode levar a eutrofização das águas doces e costeiras marítimas, levando à proliferação de algas, que possuem nutrientes em excesso. Bactérias consomem as algas. Respiração celular de bactérias e decompositores utilizam todo o oxigênio na água, fazendo com que morressem muitos peixes.

20) Quais são os principais impactos humanos no ciclo do fósforo? A ação predadora do homem sobre os animais marinhos, aliada à crescente exploração das fontes de fósforo pela mineração, pela ocupação desordenada do solo, pelo desmatamento e, principalmente, pelo incremento das atividades industrial e agrícola, tem ocasionado a alteração da dinâmica desse nutriente no meio ambiente. Assim, estima-se que as taxas de retorno do fósforo ao seu ciclo biogeoquímico estejam cada vez mais reduzidas em comparação com as suas perdas, com impactos na disponibilidade de suas fontes naturais e na qualidade das águas, em decorrência dos processos de eutrofização. Calcula-se que de 2 milhões de toneladas de fósforo que são produzidas atualmente, somente cerca de 60 mil retornam ao meio de origem Em bacias mais desenvolvidas economicamente e com grande concentração populacional, o aporte de fósforo nas águas está mais relacionado com as fontes denominadas artificiais ou antrópicas, que são decorrentes da ação do homem. Nesses locais, apesar de ocorrer a contribuição dos processos naturais, estima-se que as fontes artificiais sejam sensivelmente mais importantes e, dentre elas, destacam-se o escoamento superficial de áreas cultivadas, os efluentes industriais e, principalmente, o lançamento de esgotos domésticos.

21) Explique o processo de eutrofização cultural. Eutrofização é o processo de poluição de corpos d´água, como rios e lagos, que acabam adquirindo uma coloração turva ficando com níveis baixíssimos de oxigênio dissolvido na água. Isso provoca a morte de diversas espécies animais e vegetais, e tem um altíssimo impacto para os ecossistemas aquáticos. O problema da eutrofização tem como ponto de partida o acúmulo de nutrientes dissolvidos na água. Deve-se lembrar que o oxigênio atmosférico demora a se dissolver na água, e o oxigênio liberado como produto da fotossíntese de algas e cianobactérias em geral vai para a atmosfera. Dessa forma, não constituem uma fonte abundante desse gás para os animais aquáticos. São as plantas enraizadas, em geral, as responsáveis pela oxigenação de rios e lagos. Com o aumento da disponibilidade de nutrientes, temos um aumento considerável no número de algas e cianobactérias. Num primeiro momento, há mais alimento disponível para os heterótrofos, mas há pouca troca de gases entre o corpo d´água e a atmosfera, ocasionando uma baixa oxigenação da água. A maior quantidade de algas na superfície também diminui a passagem de luz para as plantas enraizadas que realizam fotossíntese, dificultando seu crescimento.

22) Descreva a contribuição das emissões antrópicas de dióxido de enxofre (SO2) para a formação da chuva ácida. O nitrogênio gasoso (N2) e o oxigênio molecular (O2) da atmosfera podem reagir formando o monóxido de nitrogênio (NO). No entanto, esta reação não é espontânea, necessitando de muita energia para ocorrer. Por exemplo, durante a queima de combustível no motor do carro ou em fornos industriais a temperatura é muito elevada, fornecendo a energia necessária para que ocorra a formação do monóxido de nitrogênio de forma eficiente. O monóxido de nitrogênio pode ser oxidado na atmosfera (que contém O2) e formar o dióxido de nitrogênio (NO2) que tem cor marrom. Muitas vezes, o fato do céu ter um tom marrom em cidades com tantos veículos como São Paulo, se deve

à formação do NO2 na atmosfera, somado com a grande emissão de material particulado (incluindo a fuligem) que também escurece a atmosfera. O dióxido de nitrogênio pode sofrer novas reações e formar o ácido nítrico (HNO3), que contribui para aumentar a acidez da água de chuva....