Reatores Controlados por Saturação para Compensação de Reativos
BEV 180 - Limnologia -...
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O AMBIENTE AQUÁTICO BIODIVERSIDADE
AQUÁTICA I
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pássaros homens tartarugas
peixes
Algas e bactérias
Nutrientes
Biodiversidade aquática
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Ecologia
Abundância
Distribuição
Adaptações Ambiente
Fatores
limitantes
Condições
Recursos
Interações
HABITAT
Limites de tolerância
FITNESS
NICHO
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HABITAT
FL F
L
NICHONICHONICHO
LIMITE DE TOLERÂNCIA
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CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
Polaridade
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Molécula polar
Pontes de hidrogênio
VISCOSIDADE
TENSÃO SUPERFICIAL
SOLVENTE UNIVERSAL
DENSIDADE VARIÁVEL
RESFRIADOR
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CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
Polaridade
Viscosidade
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MOVIMENTO E ALIMENTAÇÃO
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CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
Polaridade
Viscosidade
Tensão superficial
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gravidade
tensão
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CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
Polaridade
Viscosidade
Tensão superficial
Solvente
Gases
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Solu
bilid
ad
e d
o o
xig
ênio
(m
g/L)
Temperatura
Pressão do ar
ProfundidadeOXIGÊNIO VEM DA
SUPERFÍCIE
BOLHAS:
O2 OU CO2
VEGETAÇÃO
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CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
Polaridade
Viscosidade
Tensão superficial
Solvente
Gases
pH
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𝐻2𝑂 ↔ 𝐻+ + 𝑂𝐻−
PARÂMETRO QUÍMICO
𝑝𝐻 = −log[𝐻+]temperatura
Lago vulcânico Pântano Lago deserto
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CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
Polaridade
Viscosidade
Tensão superficial
Solvente
Gases
pH
Oxidação
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𝑂𝑥𝑖𝑑𝑎çã𝑜 = 𝑝𝑒𝑟𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑜𝑛𝑠
Potencial redox:
elétrico
Exemplos de reação de oxidação em ambientes aquáticos
Reação Atividade elétrica Potencial elétrico
Respiração aeróbica baixo Alto
Solubilização do ferro
Fixação de nitrogênio
Redução do sulfato
Respiração anaeróbica
Fotossíntese alto baixo
oxigênio
Fotossíntese e
respiração
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CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
Polaridade
Viscosidade
Tensão superficial
Solvente
Gases
pH (acidez)
Oxidação
Íons (salinidade)
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Cálcio (Ca+)
Magnésio (Mg+)
Bicabornato (HCO3-)
Sódio (Na+)
Potássio (K+)
Sulfato (SO4-2)
Clorito (Cl-)
Nitrato (NO2-)
Fosfato (PO4-3)
Silicato (SiO4-2)
fluxo
evaporaçãoTroca com atmosfera lixiviação
Atividade biológica
CONDUTIVIDADE produtividade
dura mole
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CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
Polaridade
Viscosidade
Tensão superficial
Solvente
Gases
pH (acidez)
Oxidação
Íons (salinidade)
Densidade
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Densidade em função da temperatura
Temperatura
Ág
ua s
alina
form
a g
elo
Ág
ua d
oce
form
a g
elo
Densi
da
de m
áxim
aestrutura distância
movimento
Rio:
Corpo fusiforme
Preferência por remanso
(trade-off comer e gastar)
Relação velocidade x energia
V3
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CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
Polaridade
Viscosidade
Tensão superficial
Solvente
Gases
pH (acidez)
Oxidação
Íons (salinidade)
Densidade
Calor
Resfriamento
Evaporação
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Resumo das características da água à 1 atm
Temperatura (°C) Densidade
(g/cm³)
Viscosidade O2 (mg/litro) Tensão superficial
0 0.99 1.8 15 76
4 1 1.6 13 74
20 0.99 1 9 72
30 0.95 0.8 7 71
CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
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PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO TÉRMICA
Pro
fund
ida
de (m
)
O2 dissolvido (mg/L)Temperatura
Estratificação do Lago Mendota no verão de 17 Julho de 2000
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RIOS
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Densidade em função da temperatura
Temperatura
Ág
ua s
alina
form
a g
elo
Ág
ua d
oce
form
a g
elo
Densi
da
de m
áxim
a
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HETEROTÉRMICO / ISOTÉRMICO
EPILÍMIO
METALÍMIO
HIPOLÍMIO
TERMOCLINA
Tamanho do lago
Claridade da água
Temperatura média
Período do ano
Profundidade
Força do vento
Topografia
Sais dissolvidos
Vento
Recarga e Descarga
Convecção
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INVERNO
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PRIMAVERA
Derretimento do gelo
Ventos de primavera
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VERÃO
Tempestades de verão
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OUTONO
Dias curtos
Clima frio
Estratificação
inversa
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PADRÕES ANUAIS DE ESTRATIFICAÇÃO
Dimítico: estratifica 2 vezes ao ano (zona boreal)
Monomítico: estratifica apenas no verão (zona temperada e polar)
Amítico: estratificado o ano todo (zona polar e topo de montanha congelada)
Polimítico: estratifica várias vezes (lagos rasos)
Meromítico: estratificado com parte profunda isolada (lagos muito fundos ou enclausurados).
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PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE OXIGÊNIO
Temperatura
Atividade biológica
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PADRÕES DE ESTRATIFICAÇÃO DE OXIGÊNIO
DEPENDENTE DA TEMPERATURA
AFETADO PELOS ORGANISMOS
Ortogrado: saturação de oxigênio em toda coluna de água.
Clinogrado: saturação apenas no epilímnio.
Heterogrado: saturação no metalímnio
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PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO VERTICAL DE LUZ
PARTÍCULAS
ORGANISMOS
PIGMENTAÇÃO
ABSORBÂNCIA
PRODUTIVO
NÃO-
PRODUTIVO
Zona fótica
Zona de compensação
Zona afótica
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PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE ALGAS
Algas unicelulares e coloniais
Fitoplâncton
Adaptações a estratificação da luz
Produtividade x Luminosidade
Algas e oxigênio maior abaixo
da termoclina
LUMINOSIDADE E OXIGÊNIO
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PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE MACRÓFITAS
Macroalgas e Plantas
Epilímnio superior: macrófitas emergentes (ciperáceas, taboas, juncos)
Epilímnio médio: macrófitas submersas (lírios, aquiléia, macroalgas, ervas aquáticas)
Epilímnio inferior: musgos e algas
(+) LUZ
(-) CIRCULAÇÃO
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PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE BACTÉRIAS
Lagos com baixa concentração de oxigênio
Hipolímnio
Sedimento
(-) LUZ
(-) OXIGÊNIO
(+) TEMPERATURA
(+) NPK
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PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE ZOOBENTOS
Anelídeos, crustáceos e insetos no sedimento (zona bêntica)
(+) OXIGÊNIO
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PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE ZOOPLÂNCTON
Protozoários e invertebrados da zona planctônica
movimento em resposta a predação (migração vertical)
(-) MOVIMENTO
(+) TEMPERATURA
(+) LUZ
(+) OXIGÊNIO
(+) PRESAS
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PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE NÉCTON
Peixes
Migração vertical
Predadores grandes precisam de luz
Predadores pequenos fogem dos grandes
(+) TEMPERATURA
(+) OXIGÊNIO
(+) PRESAS
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PERFIL DE ESTRATIFICAÇÃO DE PRODUTIVIDADE PRIMÁRIA
Saldo energético da fotossíntese e respiração Eutrófico: alta produtividade primária
Mesotrófico: média produtividade primária
Oligotrófico: baixa produtividade primária
Distrófico: Influencia externa: carbono orgânico dissolvido (COD)
Baxíssima produtividade primária
Poucos peixes
Muitas plantas carnívoras
(+) luz
(+) oxigênio
(+) gas carbônico
(+) sais
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INTERAÇÃO ENTRE CALOR E LUZ
LUZ E
TEMPERATURA
algas
zooplancton
peixes
-
-
-
+
-
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MOVIMENTOS DA ÁGUA
Difusão por energia cinética (temperatura)
Correntes por Ventos e Gravidade
Ondas por Vento e Gravidade
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Correntes verticais
FLUXO LAMINAR
FLUXO TURBULENTO
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2% da vel. do vento
Velocidade da água
e calor do sediemnto
Correntes horizontais
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Movimentos periódicos
Movimento circular
ONDAS PROGRESSIVAS
ONDAS ESTACIONÁRIAS
MARÉ
20X
distante
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FIM