i.1 – a crise ambiental

Parte I
Fundamentos
TÓPICOS ABORDADOS NA PARTE I
1.CONCEITOS BÁSICOS - A CRISE AMBIENTAL
2. LEIS DE CONSERVAÇÃO DE MASSA E ENERGIA
3. ECOSSISTEMAS
4.CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
5. DINÂMICA DAS POPULAÇÕES
6. DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
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I.1 – A CRISE AMBIENTAL
Energia solar  processamento de recursos naturais finitos

Poluição
Relação entre os principais componentes da crise ambiental:
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I.1 – A CRISE AMBIENTAL
População
População mundial: 2,5 bilhões em 1950 para 6 bilhões em 2000
15% - países “desenvolvidos”
85% - países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento
Questões:
Até quando os recursos naturais serão suficientes para sustentar a população do
planeta?
O problema está na insuficiência de recursos naturais ou na má-distribuição de renda
e na má-orientação da produção agrícola?
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I.1 – A CRISE AMBIENTAL
Recursos Naturais
Recursos naturais  Insumos necessários para manutenção dos
organismos, populações e ecossistemas.
Recursos naturais

Tecnologia
Economia
Meio Ambiente
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I.1 – A CRISE AMBIENTAL
Questão: Um recurso renovável pode passar a ser não-renovável?
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I.1 – A CRISE AMBIENTAL
Poluição
Resultado do uso de recursos naturais pela população.
Discussão: Construção do conceito de poluição.
Fontes poluidoras

Pontuais
Difusas
Efeito da poluição  localizado, regional e global.
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I.1 – A CRISE AMBIENTAL
Questões:
Citar poluentes do ar, água e solo.
Identificar fontes pontuais e difusas.
Identificar efeitos localizados, regionais e globais da poluição.
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I.2 – LEIS DA CONSERVAÇÃO
Matéria  Algo que ocupa lugar no espaço
Energia  capacidade de realização de trabalho
Em qualquer sistema natural
Matéria e energia são conservadas

Lei da Conservação da Massa
Lei da Conservação da Energia - Primeira Lei da Termodinâmica
Segunda Lei da Termodinâmica
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I.2 – LEIS DA CONSERVAÇÃO
Em qualquer sistema, físico ou químico, nunca se cria nem se elimina
matéria, apenas é possível transformá-la de uma forma em outra.
Discussão: Relacione a lei de conservação da massa com poluição.
Primeira Lei da Termodinâmica
A energia pode se transformar de uma fonte em outra, mas não pode ser
criada ou destruída.
Discussão: Como os organismos obtêm energia para a vida?
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I.2 – LEIS DA CONSERVAÇÃO
Segunda Lei da Termodinâmica
Definições qualitativas:
Todo o processo de transformação de energia se dá a partir de uma
maneira mais nobre para uma menos nobre, ou de menor qualidade.
SLT  Sentido das transformações que ocorrem na natureza.
Processo espontâneo  Favorável do ponto de vista termodinâmico.
Questão: Cite processos espontâneos observados na natureza.
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I.2 – LEIS DA CONSERVAÇÃO
Segunda Lei da Termodinâmica
Definição matemática:
Em sistemas isolados, havendo transformações, a função de estado,
denominada entropia (grau de desordem de um sistema), sempre tende a
crescer.
Metáforas populares que indicam direção de espontaneidade:
“Para baixo todo santo ajuda”
“A água sempre corre para o mar”
“Tudo que sobre tem que cair”
“Não há bem que sempre dure e nem mal que nunca se acabe”
“Águas passadas não movem moinhos”
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I.2 – LEIS DA CONSERVAÇÃO
Discussão: Discuta sobre as conseqüências ambientais da SLT.
Texto para leitura:
“Tempo, vida e entropia” de Marcelo Gleiser. FSP (Caderno Mais!), 19
de maio de 2002.
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I.3 – ECOSSISTEMAS
Definição e Estrutura
Ecossistema  Unidade básica do estudo da ecologia.
Ecossistema  Sistemas estáveis, equilibrados e auto-suficientes, com
características invariáveis.
Homeostase  Estado de equilíbrio dinâmico com mecanismos de
autocontrole e auto-regulação que entram em ação quando ocorre alguma
alteração.
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I.3 – ECOSSISTEMAS
Sistema de auto-regulação  Função de manter o equilíbrio do
ecossistema.
No caso da ação extensiva do homem  o mecanismo não consegue
absorver essas mudanças e ocorre o impacto ecológico no meio.
Quantidade de matéria viva no ecossistema  BIOMASSA
Discussão: Discuta sobre os impactos ecológicos que podem ser causados pelo homem
no meio.
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I.3 – ECOSSISTEMAS
Reciclagem da Matéria e Fluxo de Energia

Autótrofos
quimiossintetizantes
Seres Vivos

Heterótrofos
fotossintetizantes
Fluxo energético:
Energia solar  compostos químicos  utilização por processo respiratório  Segue
as leis da termodinâmica.
Fonte de energia na Terra  Radiações recebidas do sol (luz solar)
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I.3 – ECOSSISTEMAS
Cadeias Alimentares
Questão: Por que haverá maior eficiência na cadeia produtor-homem do que na cadeia
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produtor-boi-homem? Qual a implicação disso na prática?
I.3 – ECOSSISTEMAS
Produtividade Primária
Produtividade primária líquida (PPL)  Parte utilizável do
material produzido pela fotossíntese.
Controle da produtividade primária: Disponibilidade de água
Intensidade luminosa
Quantidade de sais minerais
Questão: Como aumentar a produtividade primária? Qual a implicação ambiental desse
aumento?
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I.3 – ECOSSISTEMAS
Aumento da produtividade com fluxo suplementar de energia:
-Ampliação da área agrícola
-Trabalho humano ou animal e combustíveis fósseis
-Irrigação
-Fertilização
-Seleção genética e controle de pragas
EUA  1 HP por hectare
Ásia e África  0,1 HP por hectare
_____________________________________________
Produção por hectare  EUA 3 x maior que Ásia e África
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I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Síntese de matéria Orgânica  Organismos autótrofos
Decomposição e retorno ao meio  Organismos heterótrofos

Processo de reciclagem da matéria
Elementos essenciais à vida  Nutrientes (forma molecular ou iônica) cerca de 40
Principais Macronutrientes  C, H, O, N, P, S
Principais Micronutrientes  Al, Bo, Cr, Zn, Mo, V, Co
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I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Elementos Essenciais

Ciclos Biogeoquímicos
Organismos vivos
interagem no
processo de
síntese orgânica e
decomposição
Meio terrestre é
fonte dos
elementos
Ciclos de
elementos
químicos
Ciclos sedimentares  reservatório que supre os elementos e os recebe de volta é a
litosfera (P, S, Ca, Mg)
Ciclos gasosos  reservatório que supre os elementos e os recebe de volta é a
atmosfera (C, N, O)
Ciclo hidrológico  ciclo do composto vital: água
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I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclo do Carbono
Reservatório  Atmosfera (CO2)
Ciclo perfeito  C devolvido ao meio na mesma taxa em que é sintetizado.
Ciclo principal (rápido):
Fotossíntese: 6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2
Respiração: C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 640 kcal/mol de glicose
Ciclo secundário (lento)  organismos transformados em combustíveis fósseis
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I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclo do Carbono
Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo do carbono?
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I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclo do Nitrogênio
Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo do nitrogênio?
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I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclo do Fósforo
Ciclo lento – da
litosfera para
hidrosfera
Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo do fósforo?
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I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclo do Enxofre
Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo do enxofre?
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I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclo Hidrológico
Fenômenos básicos  Evaporação e precipitação.
Resumo dos processos no ciclo hidrológico:
-Detenção (em vegetações, depressões de terreno...)
-Escoamento superficial
-Infiltração
-Escoamento subterrâneo
-Evapotranspiração (Ex.: 0,5 ha de milho tranpira 2 milhões de litros de
água em um ciclo vegetativo)
-Evaporação
-Precipitação
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I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclo Hidrológico
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I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Ciclo Hidrológico
Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo hidrológico?
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I.5 – DINÂMICA DAS POPULAÇÕES
Populações  Entidades estruturadas
Comunidadeconjunto de populações agrupadas em uma certa área
Fator limitante  Fator ecológico (biótico ou abiótico) que condiciona as possibilidades de
sucesso de um organismo no ambiente.
Fatores limitantes:
Meio terrestre: fósforo, luz, temperatura e água
Meio aquático: oxigênio, fósforo, luz, temperatura, salinidade
Biodiversidade:
Número total de espécies na Terra  Ainda desconhecido
Atualmente 
1,4 milhão de espécies catalogadas
750 mil insetos
265 mil plantas
41 mil vertebrados
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I.6 – DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
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I.6 – DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
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ESTUDO
Braga, B., Hespanhol, I.; Conejo, J.G.L.; Spencer, M.;
Porto, M.; Nucci, N.; Juliano, N.; Eiger, S. Introdução
à Engenharia Ambiental. Prentice Hall, 2002.
pp. 2 - 49
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