BIOLOGIA AMBIENTAL

Tecnologia em Saneamento Ambiental

Prof.ª Mestranda Alexandra Zampieri & Prof.ª Mestranda Graziele Ruas

2 Sem 2014

TÓPICOS

• O que é Limnologia?

• O sistema aquático.

• Evolução do sistema aquático e circulação da Matéria

• Eutrofização Artificial.

Biologia Ambiental 2014 2

LIMNOLOGIA

• Origem da Palvra

– (Grego) Limné = Lago

– Logia = estudo.

– “Ciência que estuda os Lagoas”.

Biologia Ambiental 2014 3

LIMNOLOGIA

• DEFINIÇÕES – “Estudo da interrelação entre estrutura e função dos

organismos de águas doces, de como são afetados por sua dinâmica física, química e seu ambiente biótico.” (Wetzel, 2001).

– Limnologia é o estudo científico do conjunto das águas continentais em todo o planeta, incluindo lagoas, represas, estuários, rios, lagoas, lagos salinos e áreas pantanosas. Em resumo é a ciência das águas interiores estudadas como ecossistema.” (Tundisi & Tundisi, 2008).

Biologia Ambiental 2014 4

LIMNOLOGIA

• DEFINIÇÕES

–“Limnologia é o estudo ecológico de todas as massas d’água continentais, independente de suas origens, dimensões e concentrações salinas.” (Esteves, 1998)

Biologia Ambiental 2014 5

Biologia Ambiental 2014 6

LIMNOLOGIA

• Áreas de Conhecimento

– Integração de Ciências como Botânica, Zoologia, Química, Física, Geologia, Meteorologia, Engenharia, Matemática, Estatística, entre outras. (ESTEVES, 1998; POMPÊO, 2004).

Biologia Ambiental 2014 7

Biologia Ambiental 2014 8

LIMNOLOGIA

• Lembrando!!

Biologia Ambiental 2014 9

LIMNOLOGIA

• Lembrando!!

Biologia Ambiental 2014 10

LIMNOLOGIA

• APLIÇÕES DA LIMNOLOGIA

– CONTROLE DE POLUIÇÃO;

– GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS;

– MANEJO DE ECOSSISTEMAS;

– EIA/RIMA.

Biologia Ambiental 2014 11

LIMNOLOGIA

• ETAPAS PARA CONHECER UM ECOSSISTEMA

Biologia Ambiental 2014 12

LIMNOLOGIA

• Etapa de Análise • Conhecimento da estrutura do ecossistema

– Baseia-se em investigações sistemáticas das variáveis ambientais, tais como: pH, condutividade elétrica,concentração de nutrientes, penetração de radiação solar, precipitação, ventos, análise qualitativa e quantitativa das comunidades animais e vegetais;

– Término – permite descrever o ecossistema no que diz respeito às suas características principais (grau de fertilidade, diversidade de espécies, diversidade de cadeias alimentares...).

Biologia Ambiental 2014 13

LIMNOLOGIA

• Etapa de Síntese

– Pesquisa - as trocas de energia e matéria entre os diferentes compartimentos (região limnética, litorânea e bentônica), assim como ente seus componentes;

– Elaboração de modelos - permitem avaliar o estoque de biomassa: das espécies e, consequentemente, sua exploração racional.

Biologia Ambiental 2014 14

• Fase Holística • Interações entre o ecossistema aquático e o terrestre

adjacente. – Resultados obtidos sobre o metabolismo dos

ecossistemas aquáticos continentais;

• Ferramenta mais importante para: – Desenvolvimento de várias técnicas de seu manejo –

aquicultura de água doce. – Minimização dos efeitos ecológicos negativos da criação

de lagos artificiais (transformando ecossistemas aquáticos lóticos (rios) em lênticos (lagos artificiais = reservatórios = represas).

Biologia Ambiental 2014 15

LIMNOLOGIA

• Limnologia X Utilização Racional dos Recursos Hídricos – Planos e critérios para utilização racional dos

ecossistemas e suas espécies ;

– Conservação dos ambientes - manter suas condições naturais - múltiplos usos garantidos: • água para abastecimento (doméstico/industrial);

• Pesquisas

• geração de energia elétrica

• produção de alimentos

• lazer

Biologia Ambiental 2014 16

LIMNOLOGIA

• Limnologia X Controle de Qualidade da Água – Enfoque especial - principal campo de atuação de muitas

instituições

– Melhoria da água utilizada pela população - identificação das fontes poluidoras - estabilidade do ecossistema

– Estabelecimentos de critérios biológicos (indicadores), físicos e químicos para controle da qualidade

– Aspecto sanitário - doenças veiculadas pela água - pesquisas dos meios biótico e abiótico – suas comunidades - controle da população de organismos que possam transmitir doenças direta ou indiretamente.

Biologia Ambiental 2014 17

LIMNOLOGIA

• Limnologia X Recuperação de Ecossistemas – Mais destacada em regiões onde estes ecossistemas tem seu

valor como área de recreação e/ou fonte de água para abastecimento, seriamente comprometido;

– Fenômenos de eutrofização artificial; – Poluição e uso indevido de suas margens e/ou da bacia de

drenagem; – Pesquisas - metabolismo de um ecossistema aquático -

ferramenta mais importante para a recuperação; – Recuperação do ambiente, fauna e flora original - uma das

tarefas mais importantes da limnologia moderna; – Reconstituição de ecossistemas tido como irrecuperáveis; – Retorno do ecossistema aquático o mais próximo possível do

estado original - nova estabilidade ecológica.

Biologia Ambiental 2014 18

LIMNOLOGIA

Águas continentais: características do Meio, compartimentos e

comunidades

Biologia Ambiental 2014 19

LIMNOLOGIA

• Características do Meio Aquático

– Alta capacidade para solubilização de compostos orgânicos e inorgânicos, possibilitando que os organismos, especialmente os autotróficos, possam absorver nutrientes.

Biologia Ambiental 2014 20

LIMNOLOGIA

• Gradientes verticais e em certos casos, gradientes horizontais – distribuição desigual da luz, nutrientes, temperatura e gases (oxigênio dissolvido e gás carbônico.

• A distribuição desigual destas variáveis tem consequência direta na distribuição dos organismos.

Biologia Ambiental 2014 21

LIMNOLOGIA

• LIMNOCICLO

– Menor do Biociclos;

– Menor salinidade e profundidade em relação ao mar;

– Maior variação dos fatores ecológicos;

• Balanço Hídrico = fator chave para a existência de águas superficiais;

• As condições hidrológicas e ecológicas são definidas e/ou fortemente influenciadas pelo clima.

Biologia Ambiental 2014 22

LIMNOLOGIA

• ECOSSISTEMAS DE ÁGUA DOCE

– ECOSSITEMA LÊNTICOS – ÁGUAS LÊNTICAS (Lagoas, Lagoas, Açudes e Barragens);

– ECOSSIETMAS LÓTICOS – ÁGUAS LÓTICAS (Rios, Riachos e Córregos);

– ECOSSITEMAS ALAGADOS – BREJOS/PÂNTANOS;

– ÁGUAS SUBTERRÂNEAS.

Biologia Ambiental 2014 23

LIMNOLOGIA

Biologia Ambiental 2014 24

LIMNOLOGIA

• Interação da água com o meio Físico + Biótico

Biologia Ambiental 2014 25

LIMNOLOGIA

Meio Biótico

Competição

Predação

Parasitismo

Simbiose

Meio Abiótico

Luz

pH

Vazão

OD

Salinidade

Temperatura

SS

• ECOTECNOLOGIA:

– Altera-se um dos parâmetros, bióticos ou abióticos, para controlar organismos e por fim alterar o sistema.

• Deve-se conhece bem o ecossistema e as relações que ocorrem nele para não interferir inadequadamente e causar desequilíbrio.

Biologia Ambiental 2014 26

LIMNOLOGIA

• IMPORTÂNCIA DOS ECOSSISTEMAS DE ÁGUA DOCE – Alimentação (piscicultura, pecuária e agricultura);

– Abastecimento Urbano e Rural;

– Turismo;

– Cultural e/ou Religioso;

– Navegação;

– Manutenção de comunidades e ecossistemas;

– Descarte de efluentes.

Biologia Ambiental 2014 27

LIMNOLOGIA

• PROCESSO DE SUCESSÃO EM LAGOS

– Não há equilíbrio estático;

– Lagoas Pântano Solo Seco;

– Não há lago permanente.

• Duração: Meses, anos, Séculos, Milênios.

Biologia Ambiental 2014 28

LIMNOLOGIA

Biologia Ambiental 2014 29

Biologia Ambiental 2014 30

LIMNOLOGIA

LAGO NOVO

Poucas Espécies

CLÍMAX

Muitas Espécies

Vários Nichos

É a condição Ideal!

SENECÊNCIA

Poucas

Espécies

Plantas Superiores

Assoreamento

Eutrofização

Biologia Ambiental 2014 31

LIMNOLOGIA

• Clímax

– Condição ideal;

– Equilíbrio entre o que é produzido e consumido;

– Controlar a entrada de nutrientes (Evitar a Eutrofização);

– Controlar a entrada de SS e ST através de sistemas de retenção de materiais. (Ex: Mata de Galeria ou Mata Ciliar).

EUTROFIZAÇÃO

• DEFINIÇÃO

– É o aumento da concentração de nutrientes, especialmente o fósforo e o nitrogênio, nos sistemas aquáticos, causam o aumento da produtividade.

– Pode ser natural ou artificial.

Biologia Ambiental 2014 32

EUTROFIZAÇÃO

• Eutrofização Natural

– É um processo lento e continuo que resulta no aporte de nutrientes trazidos pelas chuvas e pelas água superficiais que erodem e lavam a superfície terrestre.

– É o envelhecimento natural do lago.

Biologia Ambiental 2014 33

EUTROFIZAÇÃO

• Eutrofização Artificial

– A eutrofização artificial é induzida pelo homem, sendo chamada de artificial, cultural ou antrópica;

– Nesse caso a origem dos nutrientes pode ser: efluentes domésticos, efluentes industriais e/ou atividades agrícolas.

– Causa o envelhecimento “precoce” do ecossistema lacustre.

Biologia Ambiental 2014 34

EUTROFIZAÇÃO

• Eutrofização Artificial

– É um processo dinâmico que modifica quantitativa e qualitativamente as comunidades aquáticas, as condições físicas e químicas do meio e seu nível de produção primária => podendo ser considerada uma forma de POLUIÇÃO!

Biologia Ambiental 2014 35

EUTROFIZAÇÃO

• A evolução de um lago do estado oligotrófico para eutrófico não pode ser considerada como exemplo de sucessão ecológica, visto que o lago oligotrófico, do ponto de vista ecológico, já se encontra no estádio de clímax.

•

Biologia Ambiental 2014 36

EUTROFIZAÇÃO

• Este ponto de vista pode ser evidenciado através do equilíbrio existente nestes lagos, entre a taxa de produção e decomposição da matéria orgânica (razão igual ou próxima de um) e na maior diversidade de espécies. Segundo MARGALEF(1974), as alterações existentes são contrárias ao conceito de sucessão, assim sendo, o mais apropriado é estudar a eutrofização como um caso de regressão do ecossistema.

Biologia Ambiental 2014 37

Biologia Ambiental 2014 38

EUTROFIZAÇÃO

Níveis de Trofia Características

Oligotrófico Lagoas claros e com baixa produtividade.

Mesotrófico Lagos com produtividade intermediária

Eutrófico Lagos com elevada produtividade, comparado ao nível natural básico.

Hipereutrófico Enriquecimento máximo de nutrientes; número excessivo de algas e plantas aquáticas

(ao ponto de impedir ou dificultar a navegação). Exige Intervenção do homem.

Biologia Ambiental 2014 39

Biologia Ambiental 2014 40

EUTROFIZAÇÃO

Biologia Ambiental 2014 41

• Dinâmica dos Lagoas

– Epilímio: camada superior, mais quente, menos densa, com maior circulação;

– Termoclina: Camada de transição;

– Hipolímio: Camada inferior, mais fria, mais densa, com maior estagnação.

Biologia Ambiental 2014 42

EUTROFIZAÇÃO

Biologia Ambiental 2014 43

Entrada de Nutrientes (N

e P)

Crescimento exagerado de Algas e Macrófitas

Aumenta a DBO

Diminui o OD (noite)

Aumenta o OD (Dia)

Aumenta o Sedimento Orgânico

EUTROFIZAÇÃO

Biologia Ambiental 2014 44

• O crescimento exagerado de algas e macrófitas, causa:

– OD do sistema diminui , especialmente no fundo.

– Há produção de Metano e H2S;

– O sistema entra em colapso quando não há mais OD (↑Amônia e H2S)↑↓↓

EUTROFIZAÇÃO

Biologia Ambiental 2014 45

Noite P < R

• Subsaturado de O2;

• Antes do amanhecer ocorre o maior consumo de O2;

• pH mais ácido;

• Fosfato tem maior concentração pela manhã.

Dia P > R

• Há maior produção de O2 do que consumo;

• Pode atingir concentração de O2 acima da saturação;

• pH mais básico.

Perguntas

Biologia Ambiental 2014 46

• 1. Com as suas palavras defina o que é Limnologia.

• 2. O que é eutrofização?

• 3. Descreva as condições ambientais durante o dia e a noite em um Lago ou Reservatório Eutrofizado.