Aula 2 -ecossistemas_problema ambiental

Introdução à Engenharia Ambiental
PHA 2218
Aula 2
1. Instrumentos de gestão e planejamento ambiental
2. Ecossistemas
3. Serviços ecossistêmicos: prática e exercício
Amarilis Lucia Casteli Figueiredo Gallardo
Meio ambiente

Impactos ambientais

Poluição

Degradação ambiental

Processos ambientais: sistemas, ciclos, transferência
de energia e matéria!
Meio ambiente e leis da física


Qual a relação entre a lei de conservação de massa e
1ª lei da termodinâmica (lei da conservação de
energia) e meio ambiente?
Qual a relação entre a 2ª lei da termodinâmica e meio
ambiente?
Meio ambiente e leis da física:
 Processos ambientais podem ser explicados pelas leis da física!
Podem e devem, então, ter uma abordagem quantitativa, sempre que
possível!




Qual a relação entre a lei de conservação de
massa e 1ª lei da termodinâmica (lei da
conservação de energia) e meio ambiente?
Sempre haverá algum tipo de resíduo, não há
processo 100% eficiente!
Reciclagem podem ser explicadas pelos ciclos
biogeoquímicos;
Quando há muito desequilíbrio entre consumo e
reciclagem: eutrofização de lagos, contaminação dos
solos....
Meio ambiente e leis da física:
 Processos ambientais podem ser explicados pelas leis da física!
Podem e devem, então, ter uma abordagem quantitativa, sempre que
possível!





Qual a relação entre a 2ª lei da termodinâmica
e meio ambiente?
Transformação de energia sempre da mais nobre
para a menos nobre;
A energia se preserva, mas sempre a qualidade é
degradada;
Parte da energia em geral se transformou em calor
para o ambiente.
Se não adotadas medidas de controle ambiental
eficiente: haverá um aumento da poluição ambiental!
AS TRÊS LEIS BÁSICAS DA FÍSICA
PODEM EXPLICAR A CRISE:
CONSERVAÇÃO DA MASSA
(CONTINUIDADE) resíduos são
inevitáveis
 PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
(CONSERVAÇÃO) a necessidade de
energia de qualidade
 SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
(CALOR – AUMENTO DA ENTROPIA) o
calor é inevitável e a entropia
ambiental tende a aumentar

EVOLUÇÃO DA RELAÇÃO ENTRE
DESENVOLVIMENTO E MEIO AMBIENTE
Últimos 30/40 anos
• Necessidade de controle da poluição;
• Recursos
naturais
ilimitados;
•
Desenvolviment
o Econômico
desvinculado do
meio ambiente
• Graves
problemas de
poluição;
• Ameaça à
existência da
vida humana.
• Estabelecimento de normas de controle;
• Atuação de órgãos fiscalizadores;
• Minimização dos processos de poluição industrial;
•Inclusão das questões ambientais nos processos de
tomada de decisão;
•Adoção de Planejamento ambiental;
• Desenvolvimento dos conceitos de prevenção da
poluição, produção mais limpa e desenvolvimento
sustentável.
Meio ambiente

Impactos ambientais

Poluição

Degradação ambiental
Como controlar a poluição?
ENTRADAS
SAÍDAS
“controle na
planta”
“controle fim
de tubo”
ABORDAGEM CONVENCIONAL - FIM DE TUBO
 Resíduo é gerado!
 Como tratar e dispor?
CUSTOS AMBIENTAIS
Resíduos sólidos
Energia
Matérias primas
Efluentes líquidos
PROCESSO
PRODUTIVO
Emissões
atmosféricas
Água
atuação
Tratamento
*Resíduos
*Efluentes
*Emissões
Disposição
Final
Meio
Ambiente
Duplo desperdício associado a
geração de resíduos
Matérias-primas e
insumos de produção
Processo
Produtivo
Produto
Desperdício
Resíduos Sólidos
Custos
Efluentes Líquidos
Emissões Atmosféricas
Tratamento
Disposição
Conceitos mais modernos de gestão ambiental....
MEIO AMBIENTE NO OLHAR DA GESTÃO AMBIENTAL
ECOSSISTEMA: É UM CICLO!
Ecossistemas: fluxo de energia e matéria!
Energia Radiante
Cadeia de Pastagem
consumidores
primários
(herbívoros)
Produtores
primários
nutrientes
E
E
Consumidores
Terciários
(carnívoros)
Decompositores
E
E
Carnívoros
Detritos
E
Consumidores
primários
(detritívoros)
Cadeia de Detrito
E
Consumidores
secundários
(carnívoros)
E
NATUREZA
Giannetti & Almeida,
2006
GESTÃO AMBIENTAL: VISÃO MODERNA
Giannetti & Almeida, 2006
What is the Relationship Among Cleaner Production, Pollution Prevention,
Waste Minimization and ISO 14000? W. Burton Hamneri
UMA CLASSIFICAÇÃO DAS FERRAMENTAS DE GESTÃO AMBIENTAL NAS
ORGANIZAÇÕES
INSTRUMENTOS
ANALÍTICOS
 AVALIAÇÃO DE IMPACTO AMBIENTAL
 ANÁLISE DE RISCO (TECNOLÓGICO, ECOLÓGICO E À
SAÚDE HUMANA)
 AUDITORIA AMBIENTAL
 INVESTIGAÇÃO E AVALIAÇÃO DO PASSIVO
AMBIENTAL
 MONITORAMENTO AMBIENTAL
 AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO AMBIENTAL
 AVALIAÇÃO SOCIAL
 AVALIAÇÃO DO CICLO DE VIDA
INSTRUMENTOS
ORGANIZACIONAIS





INSTRUMENTOS DE
COMUNICAÇÃO
 RELATÓRIO DE DESEMPENHO AMBIENTAL, BALANÇO
SOCIAL E RELATÓRIO DE SUSTENTABILIDADE
 ROTULAGEM AMBIENTAL E CERTIFICAÇÃO
 PROGRAMAS DE COMUNICAÇÃO EMPRESARIAL
SISTEMAS DE GESTÃO AMBIENTAL
SISTEMAS DE GESTÃO DE SAÚDE E SEGURANÇA
PROGRAMAS DE ATENDIMENTO A EMERGÊNCIAS
PROGRAMAS DE RESPONSABILIDADE SOCIAL
CONTABILIDADE AMBIENTAL
Fonte: Prof. Luis Enrique Sánchez
ECOSSISTEMAS E MEIO AMBIENTE
 Amplificação
 Serviços
 ....
biológica
ecossistêmicos
ECOSSISTEMAS E MEIO AMBIENTE
 Amplificação
biológica
CADEIAS ALIMENTARES: CAMINHO SEGUIDO PELA
ENERGIA NO ECOSSISTEMA
• Produtores:
vegetais
• Consumidores
primários:
herbívoros
• Consumidores
secundários:
carnívoros
• Consumidores
terciários: que se
alimentam dos
secundários
• Decompositores:
bactérias, fungos,
etc.
AMPLIFICAÇÃO BIOLÓGICA
AMPLIFICAÇÃO BIOLÓGICA
O
que ocorre quando um poluente entra na
cadeia alimentar no nível dos produtores?
Prof. Mierzwa
AMPLIFICAÇÃO BIOLÓGICA
O
que ocorre quando um poluente entra na
cadeia alimentar no nível dos produtores?


O mesmo pode ser degradado pelos processos
naturais ou metabólicos.
A sua concentração irá aumentar à medida que se
avança na cadeia;
O
aumento da concentração se deve à
assimilação do poluente pelos organismos, na
síntese dos seus tecidos ou gordura
(bioacumulação);
Prof. Mierzwa
FATORES PARA A OCORRÊNCIA DA
AMPLIFICAÇÃO BIOLÓGICA
1.
Pela termodinâmica, um nível trófico necessita de um
grande número de indivíduos do nível trófico anterior
para se alimentar;
Nível trófico ou alimentar  posição ocupada pelo
organismo na cadeia alimentar; indica a passagem de
energia entre os seres vivos em um ecossistema
Pirâmide de Energia
Consumidores
Terciários
(1 Kcal)
Prof. Mierzwa
Consumidores
Secundários
(10 Kcal)
Consumidores
Primários
(100 Kcal)
Produtores
(1000 Kcal)
Os seres vivos incapazes de sintetizar seus alimentos têm à sua
disposição uma quantidade total de energia bem inferior à disponível
aos seres capazes de tal síntese.
Exemplo: Para formar 1 kg de atum é preciso 10.000 kg de algas!

FATORES PARA A OCORRÊNCIA DA
AMPLIFICAÇÃO BIOLÓGICA
1.
2.
3.
Pela termodinâmica, um nível trófico necessita de um
grande número de indivíduos do nível trófico anterior
para se alimentar;
O poluente deve ser recalcitrante, ou seja, persistente
no ambiente;
O poluente deve ser lipossolúvel;
Nível trófico ou alimentar  posição
ocupada pelo organismo na cadeia
alimentar; indica a passagem de energia
entre os seres vivos em um ecossistema
PCB - Bifenila
Policlorada
Deposição de Pó com PCB’s
Grandes Peixes
(10 a 20 ppm)
Pontoporéia
Pequenos Peixes e Alevinos
(5 a 6 ppm)
Zooplâncton
PCB’s na Água
(0,000005 ppm)
Ascarel no Brasil,
organoclorados
Fitoplâncton
Prof. Mierzwa
Para os Sedimentos
DDT:
Usado em pesticidas
Causa câncer
Mortalidade de pássaros
Primavera Silenciosa
Da aula passada....
30
Desastre de Minamata (Japão - 1956). Mais de 900 pessoas morreram devido a
envenenamento por mercúrio, lançado na Baía de Minamata por uma fábrica de
acetaldeído e PVC. Cerca de 2 milhões de pessoas podem ter sido afetadas por
comer peixe contaminado (1930-1956).
QUAL A PAPEL DA ENGENHARIA PARA
SOLUÇÃO DESSE PROBLEMA AMBIENTAL?

....

....

....
QUAL A PAPEL DA ENGENHARIA PARA
SOLUÇÃO DESSE PROBLEMA AMBIENTAL?




Tecnologias e pesquisa para tratamento de efluentes
residenciais e industriais
Tecnologias e pesquisa para reaproveitamento de
resíduos
Tecnologias para desenvolvimento de novos materiais
para substituição de tóxicos e outros
....
EXTRA CLASSE:



Qual a implicação do fenômeno de amplificação
biológica nos dias atuais?
Pesquise a quantidade de produtos químicos
existentes na atualidade, sua utilização e destino.
Relação resíduos x problemas de saúde!
ECOSSISTEMAS E MEIO AMBIENTE
 Serviços
ecossistêmicos
BIOMAS
São grandes regiões que apresentam características
distintas, que propicia o desenvolvimento de espécies
adaptadas às condições locais;
 Os biomas distribuem-se na superfície terrestre,
basicamente, em função da latitude;
 Esta distribuição, além de outros fatores, é devida à
variação do clima

BIOMAS TERRESTRES


Tundra
Florestas coníferas
(Taiga)
Florestas Temperadas
 Florestas Tropicais
 Campos
 Desertos

Biomas brasileiros
Fonte: Embrapa-AGE/MAPA
http://www.achetudoeregiao.com.br/animais/biomas.htm
Biomas: conjuntos de ecossistemas

Ecossistemas: conjunto de seres vivos que interagem
entre si e com o meio natural de forma equilibrada e
auto-suficiente, por meio da reciclagem de matéria e
uso eficiente da energia.
Serviços ecossistêmicos
Origem: o problema
Ecossistemas
Ecossistemas têm declinado muito rapidamente nos últimos 50
anos numa velocidade nunca vista na história da humanidade
Crescimento populacional, expansão econômica, mudanças
climáticas
Afeta nossa existência
Afeta a economia
Serviços ecossistêmicos
Bens e serviços que representam os
benefícios para populações humanas e
que derivam, direta ou indiretamente,
das funções do ecossistema.
(Costanza et al. 1997; de Groot et al. 2000; MEA, 2005)
Processos do ecossistema que suportam
(direta ou indiretamente) a qualidade de
vida humana.
(Millennium Ecosystem Assessment, 2005)
 Origem: meio científico
Costanza et al. 1997 (Nature, vol. 387, p.253-260)
“The value of the world´s ecosytem services and natural capital”
 serviços ecossistêmicos não são totalmente “capturados” nos
mercados comerciais e adequadamente quantificados em comparação
aos serviços econômicos e o capital manufaturado
Valor econômico de 17 serviços ecossistêmicos para 16 biomas
(estudos publicados e alguns cálculos originais)
 biosfera: U$16-54 trilhões por ano (média U$33 trilhões por ano) x
PIB global U$18 trilhões por ano
 “como as mudanças na quantidade e qualidade dos vários tipos de
capital natural e serviços ecossistêmicos podem ter impacto no bem
estar humano?”
Origem: inserção na agenda política mundial
Millennium Ecosystem Assessment (Avaliação Ecológica
do Milênio – 2005)
programa de trabalho internacional (1300 autores, 95 países só
na avaliação global)
Informações científicas para tomadores de decisão e do público
acerca sobre os impactos sobre os ecossistemas ao bem-estar
humano e as opções de respostas a essas mudanças
2001-2005 – ONU Kofi Annan
Melhor gestão dos ecossistemas, redução de pobreza,
desenvolvimento sustentável
1. Origem e Conceitos
Classificação dos serviços ecossistêmicos
4 categorias (MEA, 2005):
Provisão: relaciona-se com o suprimento de recursos naturais
Regulação: manutenção dos processos ecológicos essenciais e
do sistema de suporte à vida
Culturais: aptidão do ecossistema para o desenvolvimento
cognitivo
De suporte: espaços adequados para a sobrevivência da flora e
da fauna e manutenção da diversidade biológica e genética
Serviços ecossistêmicos
Exercício