3º ANO A - 2ª ATIVIDADE DE BIOLOGIA & 2º EXERCÍCIO
(4ª Fase das Atividades Remotas)
Ciclos Biogeoquímicos e
problemas ambientais: Ciclo da água, do carbono e
do nitrogênio e problemas ambientais relacionados ao ciclo de cada elemento.
CICLO DO CARBONO E O AQUECIMENTO GLOBAL
O carbono é o componente de
todos os compostos ditos orgânicos, como carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos
nucleicos. As substâncias pertencentes a essa classe são estruturadas em
cadeias carbônicas. As etapas do ciclo do carbono na natureza estão representadas
na Figura 1 abaixo:
Figura 1 – Ciclo do carbono em suas diversas etapas. Em um modelo de ciclo
biogeoquímico é importante observar como o elemento em debate, nesse caso o Carbono,
sai e entra de cada compartimento. Por exemplo, pelos animais herbívoros o carbono
entra na cadeia alimentar e pode sair pela respiração (eliminação de CO2) e
pela decomposição de seres vivos mortos.
Vídeo-aula 1: Ciclo do Carbono (Brasil Escola)
A interferência humana
no ciclo do carbono tem promovido aumento da concentração de CO2 na atmosfera
pelo consumo exagerado de combustíveis fósseis e pela remoção da cobertura
vegetal. Petróleo e carvão natural são exemplos de combustíveis fósseis.
Eles são assim chamados pois derivam da acumulação e transformação física e
química de restos de animais que viveram há muito tempo no passado. Sendo
derivado de matéria orgânica (seres vivos), os combustíveis fósseis são ricos
em carbono. No último século, mais precisamente durante a após a revolução
industrial, combustíveis fósseis estão sendo utilizados massivamente na geração
de energia (usinas) e transportes (veículos). A quantidade de carbono, principalmente
na forma de gás carbônico (CO2), que retorna à atmosfera em um relativo curto
espaço de tempo é exorbitante.
O gás carbono, o metano e o vapor d’água são chamados de gases do efeito estufa, pois conseguem reter grande quantidade de energia solar na forma de calor em suas moléculas. Isso faz com que o planeta Terra mantenha temperaturas constantes ao longo do ano, sem variações de temperatura que eliminem a vida. Esse efeito de abafamento que tais gases promovem na atmosfera e a consequente manutenção das temperaturas na superfície terrestre é chamado de efeito estufa (Figura 2). O efeito estufa é importante e essencial à manutenção da vida na Terra, do contrário teríamos variações tão grandes de temperatura ao longo do dia ou durante o ano que não seria mais possível a existência de vida no nosso planeta.
Figura 2 – O processo de retenção de calor causado por gases como o CO2
(um dos gases do efeito estufa). Parte da energia emitida pelo sol é mantida na
superfície (raios vermelhos) devido a ação dos gases do efeito estufa. Fonte: https://www.todamateria.com.br/efeito-estufa/.
Porém
com o crescente aumento de gases do efeito estufa na atmosfera, principalmente CO2
está desencadeando o aumento desregrado da temperatura média do planeta. Ou
seja, apela interferência humana a quantidade de carbono na atmosfera está aumentando
e a cada ano estão sendo registradas temperaturas mais altas em regiões
anteriormente muito gélidas. Tal
aquecimento tem como consequência também o derretimento das calotas de gelo dos
polos. Antes permanentes, das geleiras polares atualmente se desprendem montanhas
de gelo (icebergs) de quilômetros de comprimento, que derreterão com o
tempo à deriva no oceano. Como um efeito cascata, é previsto que com o
derretimento das geleiras dos polos, o nível médio do mar também se
elevará em um futuro breve, ocasionando a inundação de grandes metrópoles
costeiras.
Abaixo vocês podem conferir um vídeo do biólogo Átila Iamariano em seu canal no Youtube. Vocês já devem ter ouvido sobre o Átila durante a pandemia de Covid, divulgando informações baseadas em modelos matemáticos sobre a expansão da Covid pelo mundo. Nessa vídeo-aula, ele faz um apanhado sobre o aquecimento global e como existe uma propaganda negacionista, produtora de falsas-notícias (fake news) e de cunho ideológico para negar a existência do aumento das temperaturas globais. Vale a pena ressaltar que o aquecimento global é um fato (comprovado cientificamente) e não uma questão de opinião!
Assista à video-aula 2 abaixo:
CICLO DA ÁGUA
A água é uma das substâncias
mais importantes no planeta, possui estreita relação com a origem e
manutenção da vida na Terra e é componente obrigatório nas mais diversas
formas de vida. A quantidade de água dentro dos organismos varia, mas ela está
sempre presente (Figura 3).
Figura 3 – A quantidade de água presente em algumas formas de vida,
incluindo o ser humano e como se dá a perda e a obtenção dessa substância.
A água ocupa vários compartimentos
em diversos estados físicos ao longo de um ciclo, como quando está presente nas
nuvens em forma de vapor d’água, nos rios e mares na forma líquida ou nas geleiras
e topos de grandes montanhas na forma sólida. Observe na Figura 4 o ciclo
que a água percorre nos ecossistemas (ciclo hidrológico).
Figura 4 – Ciclo da água ou ciclo hidrológico. Observe que é importante
saber como a água passa de um estado físico pra outro (evaporação, condensação,
congelamento) e quais partes do ecossistema ela ocupa em cada um dos estados
físicos: líquido (água), sólido (gelo) e gasoso (vapor d’água). Vamos assistir uma explicação
de como o ciclo da água se dá na natureza? Vamos assistir a mais uma aula do
Prof. Fred do canal Brasil Escola (vídeo-aula 3):
Prestem bem atenção que o Prof. Fred menciona as expressões fatores bióticos e fatores abióticos, vocês lembram delas lá do começo do ano?
Muitas atividades humanas interferem direta ou indiretamente no ciclo da água, causando problemas ambientais diversos, tais como:
> Eutrofização: É o excesso de
nutrientes em um ambiente aquático, resultante da decomposição de detritos
orgânicos. Tais detritos podem ser provenientes de esgoto das residências e de
indústrias. O excesso de nutrientes é utilizado pelas algas que se proliferam.
Quando essas algas morrem, a matéria orgânica derivada das algas é decomposta
por microrganismos aeróbios, o que aumenta a dinâmica bioquímica de oxigênio
(DBO): o oxigênio da água é consumido e ocasiona a morte de peixes e outros seres
vivos aquáticos. Com a diminuição de na quantidade de oxigênio dissolvido e o
acúmulo de matéria orgânica animal e vegetal morta, a decomposição passa a
ocorrer por ação de bactérias anaeróbias, que ao degradar a matéria orgânica,
liberam substâncias de odor forte como o ácido sulfídrico. A água deste local
se torna totalmente imprópria para o consumo humano e para o desenvolvimento de
outros seres vivos.
> Derramamento de Petróleo:
Petróleo e derivados podem chegar aos ambientes aquáticos mais frequentemente
por acidentes com plataformas, navios petroleiros ou dutos de transporte destes
produtos. Sendo escuro o petróleo impede a penetração de luz e a realização da
fotossíntese, o que compromete as cadeias alimentares aquáticas. Além disso, é
tóxico para o plâncton, impermeabiliza a superfície das águas e bloqueia as
trocas gasosas com a atmosfera. Nas aves marinhas, o petróleo forma uma cola,
que pode impossibilitar o voo e o nado e retira a camada lipídica impermeabilizante
na superfície das penas.
> Mercúrio: Alcança principalmente
rios pelo descarrego de detritos industriais e na garimpagem ilegal. Na busca
de ouro muitos garimpeiros utilizam ilegalmente o mercúrio. Este elemento é misturado
ao cascalho e jogado novamente no rio, sem o devido tratamento. O mercúrio é
ingerido por peixes, crustáceos e moluscos e entra na cadeia alimentar. Os
peixes podem ser ingeridos pelos seres humanos ou outros animais e o mercúrio
ir se acumulando ao longo da cadeia alimentar. Esse fenômeno é chamado de magnificação
trófica: ocorre
quando há acúmulo progressivamente maior de uma substância tóxica de um nível trófico para
outro ao longo da cadeia alimentar. Isso faz com que os consumidos do topo da cadeia
concentrem níveis cada vez maiores de substância, nesse caso o mercúrio. Nos seres
humanos, a ingestão de mercúrio é irreversível - não há como expelir o mercúrio
– e acarreta principalmente danos ao sistema nervoso.
> Poluição térmica: Esse
tipo de poluição decorre do uso da água para o resfriamento em indústrias,
usinas termelétricas e nucleares. Depois de passar pelos sistemas de
arrefecimento (resfriamento), a água é devolvida a seu meio original (rios,
lagos ou oceanos) com a temperatura muito superior àquela temperatura de entrada
no sistema. O aquecimento da água em um lago ou rio resulta na diminuição da
quantidade de oxigênio dissolvido, o que afeta os organismos aeróbios.
CICLO DO NITROGÊNIO E PRÁTICAS AGRÍCOLAS
Embora represente 79%
(em massa) do ar atmosférico, o nitrogênio gasoso (N2 ou nitrogênio molecular)
é biologicamente inerte em animais e plantas: ele entra e sai do organismo sem
se incorporar em nenhum tecido. O nitrogênio é essencial à manutenção da vida,
compondo substâncias orgânicas como as proteínas, os ácidos nucleicos, a
clorofila e a molécula de ATP.
Além do N2, as principais
formas de nitrogênio inorgânico são a amônia (NH3), os nitritos
(NO-2) e os nitratos (NO-3). A principal fonte de nitrogênio para as
plantas (seres produtores) são os nitratos, embota também possa utilizar a
amônia. Os consumidores (como os animais) obtêm, direta oi indiretamente
compostos nitrogenados alimentando-se dos produtores, que os fabricam a partir
de substâncias inorgânicas retiradas do ambiente.
O caminho percorrido
por esse importante nutriente na biosfera constitui o ciclo do nitrogênio (Figura
5), que sofre diversas influências da ação humana. Um exemplo é a emissão
atmosférica de óxido nitroso (N2O), liberado na queima de combustíveis fósseis
e um dos responsáveis pela intensificação do efeito estufa e aumento das
temperaturas médias do planeta (aquecimento global).
Figura 5 – Ciclo do nitrogênio. Vale especial atenção o papel das bactérias fixadoras, nitrificantes e desnitrificantes na conversão das diferentes formas de nitrogênio na natureza (amônia, nitritos e nitratos).
O desenvolvimento das
plantas requer diversos nutrientes, dos quais três são considerados macronutrientes
essenciais: nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K). Estes três
elementos formam a composição de um dos mais conhecidos fertilizantes na
agricultura, o NPK. A deficiência de nitrogênio torna as folhas
amareladas e reduz a taxa fotossintética, bem como a velocidade de crescimento
e a produtividade das plantas. As lavouras podem retirar grandes quantidades de
nitrogênio do solo, exigindo a reposição na forma de fertilizantes orgânicos
(como o esterco animal) ou fertilizantes nitrogenados inorgânicos.
Ainda com relação ao
plantio de gêneros agrícolas, a fixação biológica de nitrogênio pela mediação de
bactérias tem sido desenvolvida no Brasil desde 1950, na Empresa Brasileira de
Pesquisa Agropecuária (Embrapa), propiciando ao país grande economia
anual de gastos com fertilizantes. Bactérias fixadoras de nitrogênio
atmosférico são incorporadas em plantas de arroz e de cana-de-açúcar, tornando
as plantações menos dependentes de fertilizantes.
Veja abaixo a vídeo-aula sobre ciclo no nitrogênio com o prof. Fred, do canal Brasil Escola no Youtube:
Na internet ou em algum
livro didático vocês podem conferir o ciclo de outros elementos nos ecossistemas,
como o ciclo do cálcio, do oxigênio e do enxofre.
Por hoje é só, fiquem com a segunda atividade de Biologia da quarta Unidade de
atividade remotas.
Abraços
Prof. Vinicius
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2º EXERCÍCIO
(4ª FASE DE ATIVIDADES REMOTAS)
Abaixo o atalho para a segunda atividade da quarta fase de aulas remotas sobre os temas trabalhados acima: ciclos biogeoquímicos e problemas ambientais.
Clique aqui: 2ª atividade - 4ª Unidade
Abraços
VInicius
2º EXERCÍCIO
(4ª FASE DE ATIVIDADES REMOTAS)