Os ciclos biogeoquímicos descrevem as trocas cíclicas de elementos químicos entre seres vivos e o meio ambiente. São processos que envolvem etapas biológicas, físicas e químicas e que serão estudados para a água, carbono, oxigênio e azoto. O documento também discute os impactos humanos nestes ciclos e as particularidades de cada um.

1. Ciclos
biogeoquímicos

2. O que são?
• Ciclos Biogeoquímicos são as trocas cíclicas dos
elementos químicos que ocorrem entre os seres
vivos e o meio ambiente.
• Todos os elementos químicos naturais
apresentam um movimento dinâmico nos
ecossistemas transitando constantemente entre
o meio físico e os organismos.
• Estes ciclos envolvem etapas biológicas, físicas e
químicas, alternadamente, daí o seu nome.

3. Ciclos
biogeoquímicos • De entre as várias transferência de elementos
químicos entre os seres vivos e o meio ambiente
iremos estudar:
• O ciclo da água
• O ciclo do carbono
• O ciclo do oxigénio
• O ciclo do azoto

4. Ciclo da água • Embora a água não seja um elemento químico,
mas antes uma substância composta por
hidrogénio e oxigénio, estudaremos o seu ciclo
pelo facto de estar intimamente associada a
todos os processos metabólicos.

5. Ciclo da água
Água
• Componente mais abundante dos seres vivos.
• 75% da superfície da Terra é coberta por água.
• Menos de 1% da água está disponível para o
consumo.
• Reservatório: Oceanos, rios e lagos.
• Sujeito à atuação do homem – Desflorestação e
eutrofização

6. Ciclo da água
Pequeno ciclo : quando no
percurso da H2O não entram
os seres vivos.
Grande ciclo : quando o
percurso da H2O passa pelos
seres vivos do meio.

7. Ciclo da água
 Pequeno ciclo
 No pequeno ciclo, a água dos oceanos, lagos, rios,
icebergs e mesmo a embebida no solo sofre
evaporação pela ação do calor ambiental passa à
forma de vapor, dando origem às nuvens. Nas
camadas mais altas da atmosfera, o vapor de água
sofre condensação, e a água líquida volta à superfície
terrestre na forma de chuva.
 Grande ciclo
 No grande ciclo, a água é absorvida pelos seres vivos
e participa do seu metabolismo, sendo
posteriormente devolvida ao ambiente.

8. • Na natureza, observa-se, diariamente, uma grande
evaporação da água a partir dos oceanos, lagos, rios, seres
vivos etc.
• O vapor de água eleva-se na atmosfera e, em contato com
os ventos frios das grandes alturas, condensa-se em
gotinhas, formando as nuvens e neblinas.
• As plantas absorvem, por meio das suas raízes, a água
infiltrada no solo.
• A água é uma das matérias-primas da fotossíntese: os seus
átomos de hidrogénio irão fazer parte da glicose fabricada,
e os seus átomos de oxigénio unem-se para formar o O2
(oxigénio) libertado para a atmosfera.
• Na respiração, as plantas degradam as moléculas
orgânicas que elas mesmas fabricaram para obter energia,
libertando dióxido de carbono e água.
• As plantas estão sempre a perder água por meio da
transpiração, principalmente durante o dia, quando seus
estômatos estão abertos.
Particularidades
do ciclo da água

9. Desequilíbrios provocados pelo Homem no ciclo da água:
Poluição das
águas
Matéria
orgânica
Esgotos
domésticos
Metais
Petróleo
Esgotos
industriais e
derrames
Eutrofização

10. Desequilíbrios provocados pelo Homem no ciclo da água:
Desperdício
Agricultura
Rega sem
planeamento
Residências
Consumo excessivo
Rebentamento de
canalizações
Indústria
Ausência de sistemas de
reaproveitamento

11. Ciclo do
carbono
O carbono existente na atmosfera como CO2
entra na composição das moléculas
orgânicas dos seres vivos, a partir da
fotossíntese.
A sua devolução à atmosfera ocorre através
da respiração aeróbia, da decomposição e
da combustão da matéria orgânica.
Parte do carbono retirado ao ar passa a
constituir a biomassa dos seres. Esta poderá
ser transferida primeiro para um herbívoro e
depois para um carnívoro. Dessa forma, o
carbono fixado na fotossíntese vai passando
através das cadeias alimentares de um nível
trófico para outro nível trófico superior.

12. Ciclo do carbono

13. Ciclo do
carbono
CO2
atmosférico
Matéria
Orgânica
Fotossíntese
respiração
combustão
decomposição

14. Desequilíbrios
provocados pelo
homem no ciclo do
carbono:
AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DE CO2
• Após a revolução industrial, a emissão de
poluentes derivados da queima de
combustíveis fósseis têm aumentado
surpreendentemente.
• A queima destes combustíveis provoca:
o desertificação
o diminuição da biodiversidade.
DIMINUIÇÃO DO CONSUMO DE CO2
• Pelo petróleo derramado pelos oceanos, que
provoca.
• Pela morte do plancton pela obstrução da
passagem da luz;
• Pela desflorestação.

15. CO2 e o Efeito de
estufa
A acumulação de
CO2 na atmosfera
aumenta a retenção
de calor próximo a
superfície terrestre
provocando o
aumento do efeito
de estufa.

16. O dióxido de carbono e o monóxido de
carbono ficam concentrados em
determinadas regiões da atmosfera
formando uma camada que bloqueia a
dissipação do calor.
Esta camada de poluentes, tão visível
nas grandes cidades, funciona como um
isolante térmico do planeta Terra.
O calor fica retido nas camadas mais
baixas da atmosfera trazendo graves
problemas ao planeta.
Efeito de
estufa

17. Consequências
do aumento do
efeito de estufa:
 Alterações climáticas que poderão
influenciar negativamente muitos
ecossistemas levando a que espécies
vegetais e animais possam ser extintos e a
alterações da produção agrícola de vários
países, reduzindo a quantidade de
alimentos no nosso planeta.
 Degelo dos icebergues e o alagamento de
ilhas e regiões do litoral.
 Desvio do curso das correntes
marítimas, podendo diminuir a
quantidade de peixes nos mares.

18. H2O
O2
atmosf
respiração
fotossíntese
Ciclo do oxigénio

19. CICLO DO
OXIGÉNIO
10NADH2 + 2FADH2 + 6O2 38ATP + 6H2ORespir. celular
(cadeia respir.)
2H2O
luz
4H + O2
+Fotossíntese
(fotólise da H2O)
- Consumido na respiração celular
- Libertado na fotossíntese
OXIGÉNIO
Curiosidade

20. CICLO DO
OXIGÉNIO
• Reservatório: Atmosfera – 21%.
• Produção: Fotossíntese
• Consumo: Respiração aeróbia,
decomposição e combustão.
• Atuação do homem: Camada de
ozono

22. O Azoto também designado de nitrogénio é
indispensável à vida, uma vez que entra na
constituição das proteínas e ácidos nucléicos.
Admite-se que, no corpo humano, 16% do peso
é constituído por proteínas.
A mais importante fonte de azoto é a atmosfera.
Cerca de 78% do ar é formado por azoto livre
(N2), mas a maioria dos seres vivos é incapaz
de aproveitá-lo no seu metabolismo.
Os únicos seres que fixam o azoto são
bactérias, cianobactérias e os fungos por
apresentarem enzimas apropriadas a essa
função.
Ciclo do Azoto

23. Reservatório: Atmosfera – 78%.
Indispensável na formação de
ácidos nucléicos e proteínas.
Fixação: Descargas elétricas
(raios), bactérias e cianofíceas
NO2
-- NH3 ou NO3
-
Retorno: Decomposição
Ciclo do Azoto

24. O azoto molecular, N2 é um gás biologicamente não-
utilizável pela maioria dos seres vivos. A sua
entrada no mundo vivo ocorre graças à atividade
dos microrganismos fixadores, as algas azuis e
algumas bactérias, que o transformam em amônia.
No processo de nitrificação, outras bactérias
transformam a amônia em nitritos e nitratos.
Essas três substâncias são utilizadas pelas plantas
para a produção de compostos orgânicos azotados
que serão aproveitados pelos animais.
O ciclo fecha-se a partir da atividade de certas
espécies de bactérias, que efetuam a desnitrificação
e devolvem o azoto molecular, N2 à atmosfera.
ETAPAS DO
CICLO DO
AZOTO

25. NH3
amônia
NO3
nitrato
NO2
nitrito
N2
atmosférico

26. A plantação de leguminosas (feijão, por
exemplo),a chamada adubação verde,
enriquece o solo com compostos azotados,
uma vez que nas raízes dessas plantas há
nódulos repletos de bactérias fixadoras de
azoto.
Outro procedimento agrícola usual é a
rotação de culturas, na qual se alterna a
plantação de não-leguminosas, que retiram
do solo os nutrientes azotados, com
leguminosas que devolvem esses
nutrientes ao solo.
PARTICULARIDADES
DO CICLO DO
AZOTO

27. Etapas do ciclo do
azoto Bactérias
desnitrificantes
NITRIFICAÇÃO
DESNITRIFICAÇÃOAssimilação pelos herbívoros
Excreção Morte
NITRIFICAÇÃONitrosomonas
Bactérias
fixadoras de N2
no solo
NO3(nitrato)
Absorção
de NH3 por
algumas plantas
NO2 (nitrito)
NH3(amônia)
Nitrobacter
Decompositores
Rhizobium:
Bactérias
fixadoras de
N2 nos
nódulos de
raízes de
leguminosas
Absorção pelas raízes
N2 atmosférico
Chuva
NITRATAÇÃO

28. Azoto – entra na constituição de aminoácidos
(proteínas) e nucleótidos (ácidos nucleicos)
As plantas e os animais não utilizam diretamente
o azoto da atmosfera.
As reações de fixação e transformação do azoto
são realizadas por bactérias (solo)
CICLO DO AZOTO
Para recordar

29. N2
atmosférico
NO2
-
nitrito
NO3
-
nitrato
animais
decomposição
excreção
desnitrificação
amônia
NH3
Fixaçãobiológica
Fixaçãofísica
plantas

30. Neste caso, o N2 atmosférico, se
houver fornecimento de grande
quantidade de energia, o que ocorre em
tempestades com aparecimento de
relâmpagos, é fixado, transformando-se
em óxidos de azoto.
Estes, ao serem hidratados pelo vapor
de água, transformam-se em nitratos,
que são levados para a terra pela chuva.
N2 + 02 ------ > NO3
(Nitrato)
FIXAÇÃO FÍSICA

31. FIXAÇÃO
BIOLÓGICA
- É a principal forma de fixação.
- Algumas espécies de cianobactérias e de
bactérias são capazes de transformar o
azoto atmosférico (N2) em amônia (NH3),
sendo por isso chamadas fixadoras de
azoto.
- As plantas da família das leguminosas
(soja, feijão...) apresentam nas suas raízes
nódulos de bactérias do gênero Rhizobium,
que são capazes de realizar a fixação
biológica, o que as permitem realizar
técnicas de reposição de nutrientes,
através de rotação de culturas e plantio
simultâneo.

32. NÓDULOS DE BACTÉRIAS EM LEGUMINOSAS

33. Rotação de
culturas
Associação de culturas