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.
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LIMNOLOGIA
• Origem da Palvra
– (Grego) Limné = Lago
– Logia = estudo.
– “Ciência que estuda os Lagoas”.
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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).
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LIMNOLOGIA
• DEFINIÇÕES
–“Limnologia é o estudo ecológico de todas as massas d’água continentais, independente de suas origens, dimensões e concentrações salinas.” (Esteves, 1998)
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LIMNOLOGIA
• Áreas de Conhecimento
– Integração de Ciências como Botânica, Zoologia, Química, Física, Geologia, Meteorologia, Engenharia, Matemática, Estatística, entre outras. (ESTEVES, 1998; POMPÊO, 2004).
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LIMNOLOGIA
• Lembrando!!
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LIMNOLOGIA
• Lembrando!!
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LIMNOLOGIA
• APLIÇÕES DA LIMNOLOGIA
– CONTROLE DE POLUIÇÃO;
– GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS;
– MANEJO DE ECOSSISTEMAS;
– EIA/RIMA.
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LIMNOLOGIA
• ETAPAS PARA CONHECER UM ECOSSISTEMA
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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...).
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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.
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• 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).
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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
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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.
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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.
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LIMNOLOGIA
Águas continentais: características do Meio, compartimentos e
comunidades
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LIMNOLOGIA
• Características do Meio Aquático
– Alta capacidade para solubilização de compostos orgânicos e inorgânicos, possibilitando que os organismos, especialmente os autotróficos, possam absorver nutrientes.
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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.
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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.
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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.
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LIMNOLOGIA
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LIMNOLOGIA
• Interação da água com o meio Físico + Biótico
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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.
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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.
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LIMNOLOGIA
• PROCESSO DE SUCESSÃO EM LAGOS
– Não há equilíbrio estático;
– Lagoas Pântano Solo Seco;
– Não há lago permanente.
• Duração: Meses, anos, Séculos, Milênios.
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LIMNOLOGIA
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LIMNOLOGIA
LAGO NOVO
Poucas Espécies
CLÍMAX
Muitas Espécies
Vários Nichos
É a condição Ideal!
SENECÊNCIA
Poucas
Espécies
Plantas Superiores
Assoreamento
Eutrofização
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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.
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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.
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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.
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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!
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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.
•
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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.
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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.
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EUTROFIZAÇÃO
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• 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.
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EUTROFIZAÇÃO
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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
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• 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
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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
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• 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.
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