Características Gerais do Ciclo Biogeoquímico da Água


CICLOS BIOGEOQUIMICOS

Os elementos químicos circulam na natureza ora participando de moléculas inorgânicas encontradas no solo, no ar ou na água, ora compondo as moléculas orgânicas dos seres vivos. A morte dos seres vivos leva à decomposição dos seus corpos. A esse movimento contínuo dos elementos químicos, passando dos seres vivos para o meio físico e daí novamente para os seres vivos, dá-se o nome de ciclos biogeoquímicos. Esses ciclos envolvem vários elementos químicos, como carbono, oxigênio, nitrogênio, fósforo, cálcio, etc., além de algumas substâncias, como a água.

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Ciclo da Água

A água passa do meio físico para os organismos vivos e destes, novamente, para o meio físico, constituindo um ciclo. O nosso planeta é constituído de 3Â de água, o que equivale a mais de l bilhão de km3. Desse total, 97% correspondem à água salgada, formando os mares e oceanos. Os restantes 3% são água doce e formam os rios, lagos, lagoas, água subterrânea, vapor de água da atmosfera e o gelo das geleiras e calotas polares. Para melhor elucidação do ciclo do nitrogênio, vamos dividi-lo em partes. O nitrogênio participa na composição de proteínas, DNA e RNA.

Fixação biológica do nitrogênio

A fixação do nitrogênio gasoso da atmosfera é um fenômeno complexo e ocorre quando certos organismos transformam o N2 em amônia (NH3). A energia para essa fixação vem direta ou indiretamente da fotossíntese. Grande parte da amônia, posteriormente, é convertida em nitratos (NO 3). Estes , por sua vez, são transformados em matéria orgânica nitrogenada.

A fixação do nitrogênio foi constatada em certas bactérias e nas algas azuis (cianofíceas). Também foi observada nas simbioses de bactérias com plantas superiores e de algas azuis com fungos, briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. Uma das simbioses mais importantes é a associação entre as bactérias do gênero Rhizobium(bacilo radicícola) e as raízes de plantas leguminosas (feijão, soja, ervilha, amendoim, etc.). Essa simbiose provoca o aparecimento, nas raízes das leguminosas, de regiões mais espessas, ricas em matéria nitrogenada, chamadas nódulos ou nodosidades.

Quando as nodosidades produzidas pelas bactérias Rhizobium nas plantas leguminosas envelhecem, morrem e se desagrega, enriquecem o solo com material nitrogenado. No processo chamado adubação verde, a leguminosa é plantada e, quando está na fase de florescimento, faz-se a gradeação e incorpora-se o vegetal ao solo. A decomposição desse material provoca um considerável aumento de nitrogênio no solo.
 
O nitrogênio das plantas passa para o reino animal através da cadeia alimentar. Portanto, o nitrogênio penetra no organismo animal na forma orgânica. Quando os vegetais e animais morrem, a decomposição da matéria proteica, que constitui os corpos, dá origem ao húmus. Essa decomposição ocorre por ação de fungos e bactérias, levando à formação de compostos orgânicos nitrogenados malcheirosos, como é o caso da cadaverina, do escatol, do indol, etc.

O nitrogênio do húmus é transformado em nitrogênio mineral por ação das bactérias nitrificantes. O fenômeno ocorre em três fases:
=> Amonização – Os compostos orgânicos nitrogenados são transformados em amônia (NH3), por ação dos decompositores.

=> Nitrosação – As bactérias do gênero Nitrosomonas oxidam a amônia (NH3) até a formação do ácido nitroso (HN02). Este se dissocia, formando nitritos.

=> Nitratação – As bactérias do género Nitrobacter oxidam o ácido nitroso a ácido nítrico. Este se dissocia, formando nitratos (NO 3).

Em todas essas reações há libertação de energia. Essa energia é utilizada pelas bactérias para a síntese de substâncias orgânicas (quimiossíntese).

Os nitratos formados serão agora absorvidos pelas raízes dos vegetais e transformados em matéria orgânica nitrogenada.

raízes das plantas
material orgânico nitrogenado
Oxidação do N2 da atmosfera

Por ocasião de tempestades, as descargas elétricas podem provocar a oxidação do nitrogênio livre da atmosfera (IM2) em nitritos (NO 2 ) e nitratos (NO § ). Esses íons, solúveis em água, podem ser utilizados pelos vegetais na síntese de substâncias orgânicas.

Desnitrificação

Também chamada de denitrífícação, é o processo em que bactérias existentes no solo, nos oceanos, etc., são capazes de produzir, a partir de nitratos, o nitrogênio livre que volta para a atmosfera. Essas bactérias são chamadas desnitrificantes ou denitrificantes

Eliminação do nitrogênio pelos animais

O nitrogênio sai do reino animal quando esses seres morrem e são decompostos e através da excreção. Dependendo do animal, a matéria orgânica nitrogenada eliminada varia:
=>   Os peixes ósseos eliminam amônia.
=>   Os peixes cartilaginosos e mamíferos excretam ureia.
=>   Aves e répteis eliminam ácido úrico.