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Parte I Fundamentos

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. I.1 – A CRISE AMBIENTAL.

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Presentation Transcript


  1. Parte I Fundamentos

  2. 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

  3. I.1 – A CRISE AMBIENTAL Energia solar  processamento de recursos naturais finitos  Poluição Relação entre os principais componentes da crise ambiental:

  4. 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?

  5. I.1 – A CRISE AMBIENTAL Recursos Naturais Recursos naturais  Insumos necessários para manutenção dos organismos, populações e ecossistemas. Recursos naturais  Tecnologia Economia Meio Ambiente

  6. I.1 – A CRISE AMBIENTAL Questão: Um recurso renovável pode passar a ser não-renovável?

  7. 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.

  8. 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.

  9. 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

  10. Lei da Conservação da Massa 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?

  11. Lei da Conservação da Massa 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.

  12. Lei da Conservação da Massa 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”

  13. Lei da Conservação da Massa 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.

  14. Lei da Conservação da Massa 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.

  15. Lei da Conservação da Massa 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.

  16. Lei da Conservação da Massa I.3 – ECOSSISTEMAS Reciclagem da Matéria e Fluxo de Energia Seres Vivos  Autótrofos Heterótrofos quimiossintetizantes 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)

  17. Lei da Conservação da Massa I.3 – ECOSSISTEMAS Cadeias Alimentares Questão: Por que haverá maior eficiência na cadeia produtor-homem do que na cadeia produtor-boi-homem? Qual a implicação disso na prática?

  18. Lei da Conservação da Massa 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?

  19. Lei da Conservação da Massa 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

  20. Lei da Conservação da Massa 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

  21. Lei da Conservação da Massa I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Elementos Essenciais  Ciclos Biogeoquímicos Organismos vivos interagem no processo de síntese orgânica e decomposição Ciclos de elementos químicos Meio terrestre é fonte dos elementos 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

  22. Lei da Conservação da Massa 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

  23. Lei da Conservação da Massa I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Ciclo do Carbono Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo do carbono?

  24. Lei da Conservação da Massa I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Ciclo do Nitrogênio Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo do nitrogênio?

  25. Lei da Conservação da Massa I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Ciclo do Fósforo Ciclo lento – da litosfera para hidrosfera Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo do fósforo?

  26. Lei da Conservação da Massa I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Ciclo do Enxofre Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo do enxofre?

  27. Lei da Conservação da Massa 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

  28. Lei da Conservação da Massa I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Ciclo Hidrológico

  29. Lei da Conservação da Massa I.4 – CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Ciclo Hidrológico Questão: Como o Ser Humano interfere no ciclo hidrológico?

  30. Lei da Conservação da Massa 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

  31. Lei da Conservação da Massa I.6 – DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

  32. Lei da Conservação da Massa I.6 – DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

  33. Lei da Conservação da Massa 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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