ECOLOGÍACICLOS GEOBIOQUÍMICOS: AGUA, OXÍGENO, CARBONO,

AZUFRE, FOSFORO, Y DE MERCURIO.

Ing. M.Sc. ELADIO GUILLERMO TUYA CASTILLO.eladiogtc@hotmail.com

©Derechos reservadosHuaraz-Perú

2014

UNIVERSIDAD NACIONAL“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”

FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE

INTRODUCCIÓN

PREGUNTAS CLAVES: ¿Qué son los ciclos biogeoquímicos? ¿Cuáles son los ciclos biogeoquímicos? ¿Cuál es la importancia de los ciclos en los sistemas ambientales? ¿Cuáles son os efectos de los ciclos biogeoquímicos en los sistemas

ambientales?.

RESPUESTA:

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

A. cognoscitivos

Define los ciclos biogeoquímicos Clasifica y explica las características de los ciclos biogeoquímicos de:

agua, oxígeno, carbono, azufre, fosforo, y de mercurio en el ecosistema. Describe la importancia de los ciclos en los sistemas ambientales. Describe los efectos de los ciclos biogeoquímicos en los sistemas

ambientales.

b. Actitudinales

Valora la importancia de los ciclos biogeoquímicos de: agua, oxígeno, carbono, azufre, fosforo, y de mercurio en el ecosistema.

c. Procedimental

Diseña modelos de los ciclos biogeoquímicos de : agua, oxígeno, carbono, azufre, fosforo, y de mercurio en el ecosistema.

LOS CICLOS BIOQUÍMICOS: LLUVIA DE IDEAS

¿Qué son los CICLOS BIOQUÍMICOS?

1. Concepto de ciclos biogeoquímicos

Los nutrientes fluyen desde componentes del ecosistema no vivos a los vivos y viceversa, en forma más o menos cíclica

CO2

CO2

O2

O2

N2

SO4

S2

PO4

GaseosoSedimentario

Ciclos gaseosos: globales

2. CLASIFICACIÓN DE LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Nitrógeno Agua Oxígeno Carbono Azufre Fosforo mercurio

CICLO BIOGEOQUÍMICO: CICLO DEL AGUA

1. Concepto del agua   El agua es un líquido que está formado por dos elementos

químicos, el Oxígeno (O2) y el Hidrógeno (H2) (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez, 1997).

  2H2+O22H2O

2. Propiedades del Agua (H2O)  

Es un solvente universal.Es un componente del tejido vivo.Transporta nutrientes a los diferentes sistemas biológicos.Regula la temperatura de la biósfera.

 

3. Los desplazamientos del agua (H2O)   Evaporación: Este proceso se lleva a cabo por la presencia de la energía solar, todos

los cuerpos del agua líquida se evaporan hacia la atmósfera, así formando la humedad atmosférica.

  Condensación: este proceso es generado por el enfriamiento de las nubes en partes

altas de la atmósfera, luego se produce la precipitación.   Absorción de las precipitaciones: Las precipitaciones que caen sobre el suelo son

absorbidos.   Retorno a los mantos acuíferos: A través de:  Precipitación Por infiltración Por los ríos

El ciclo del agua

97,571%

0,001%

2,428%

Evaporación Precipitación

Evapotranspiración

Escurrimiento

Tiempo de residencia del agua en la atmósfera: 2 semanas

Origen del agua= emanaciones volcánicas

Procesos que impulsan el ciclo= evaporación y condensación (físicos)

Cambios de estado

Los reservorios de agua

Océanos y mares

Ríos, arroyos bañados

Aguas subterráneas

Capas de hielo, suelos congelados (permafrost)

Agua en la atmósfera

2,6% dulceAccesible sólo 0,003% del total

Distribución del agua en la Tierra

Océanos

Atmósfera

Suelo

4. El agua en la concepción andina, es:

La fuente de vida y de la divinidad porque hace parte del panteón de los dioses andino.

Un ser vivo.Un elemento vital.Símbolo de la vitalidad.Un integrador de la comunidades humanas.

CICLO BIOGEOQUÍMICO: CICLO DEL OXÍGENO

1. Concepto de oxígeno   Es un elemento químico gaseoso que se desplaza por diferentes

medios del ambiente (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez, 1997).

 

2. Características  

Estado físico: gaseoso.Propiedad.Densidad.Punto de ebullición.Punto de fusión.En humano es el gas dador de la vida.Poder activo que produce todos los fenómenos vitales.El que mantiene la combustión.El agente químico activo en toda vida organizada.

 

IMPORTANCIA DEL CICLO DE OXIGENO: LLUVIA DE IDEAS

IMPORTANCIA DEL CICLO DE

OXÍGENO

3. Importancia  

El oxígeno juega un papel decisivo en las reacciones de oxidación y reducción de todos los ciclos de elementos.

Para procesos de fotosíntesis. Para formar compuestos de CO2, H2O. Para el desarrollo de microorganismos autótrofos. El oxígeno es empleado para la obtención de energía (ATP) en la

respiración. Para la degradación de materia orgánica.  

     

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS: CICLO DEL CARBONO

1. Concepto   El ciclo del carbono es predominantemente un ciclo de CO2. Este

compuesto se encuentra, por un lado, ligado directamente con el ciclo del oxígeno y por otro, al transporte de energía que discurre por el medio de las moléculas químicas orgánicas (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez, 1997).

 

2. Características  

Estado físico: gaseoso. Propiedad. Densidad. Punto de ebullición. Punto de fusión. Se encuentra en la atmósfera asociado a CO2 y en los carbohidratos. Las etapas del ciclo de carbono pasan por los procesos de fotosíntesis y

respiración de los organismos autótrofos y heterótrofos. Reaccionan en medio acuático formando ácido carbónico. Forma parte de diferentes carbohidratos, como: almidón, celulosa, pectina,

glutina.

IMPORTANCIA DEL CICLO DE CARBONO: LLUVIA DE IDEAS

IMPORTANCIA DEL CICLO DE

CARBONO

3. Importancia  

El carbono sirve de base para la elaboración de la materia orgánica de los seres vivos.

Para el proceso de combustión. El combustible por excelencia. La base de todas las sustancias orgánicas. Elemento químico que forma la mayor variedad de

compuestos.    

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS: FOSFORO 1. Concepto

Es un elemento único que tiene un ciclo de carácter local (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez, 1997).

 2. Características  Densidad: 1,82 gr/cm3 . Punto de ebullición: 2800°C. Punto de fusión: 44,2°C. En estado físico tiene forma de cuadrado. Se encuentra depositado en las rocas de la corteza terrestre. Es un factor limitante del crecimiento más importante de la vegetación. Es introducido en el ciclo mineral como ion PO4

-3 . El fosfato juega un papel especial en el metabolismo energético de los

seres vivos. Se encuentra en los desechos (heces) de los animales.

IMPORTANCIA DEL CICLO DE FOSFORO: LLUVIA DE IDEAS

IMPORTANCIA DEL CICLO DE

FOSFORO

3. Importancia  

El fósforo es un componente de las plantas, son absorbidos en forma de H2PO4

-, HPO-42.

El fósforo es un componente vital de DNA, RNA, y ATP. Las especies vegetales utilizan el fósforo para sintetizar ácidos

nucleicos. Las especies vegetales utilizan para almacenar y transferir energía. Sirve para acelerar la maduración y producción de semillas. Sirve para estimular el crecimiento temprano y la formación de la

raíz. Forma parte del esqueleto de los animales vertebrados.

4. Efectos de la deficiencia de fósforo en las plantas  

Crecimiento lento.Coloración púrpura de follaje.Maduración retardada de frutos.

     

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS: CICLO DEL AZUFRE

1.Concepto   Es un elemento químico que se transforma en diversos

compuestos y circula a través de la ecosfera (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez, 1997).

 

2. Características

Estado físico: Sólido. Propiedad: es ácido. Densidad: 2,07 gr/cm3. Punto de ebullición: 444,4°C. Punto de fusión: 114,0°C.

El azufre circula en la atmósfera desde fuentes naturales como (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez, 1997) :

Sulfuro de hidrógeno (H2S), gas incoloro y altamente venenoso con olor a huevo podrido, desde volcanes activos y la descomposición de la materia orgánica en pantanos.

Dióxido de azufre (SO2) gas incoloro y sofocante proveniente de volcanes activos y circulación de automóviles.

Partículas de Sulfato (SO4).

Su ciclo consta de los procesos de mineralización, asimilación, oxidación y de reducción por acción química o biológica.

El estado de oxidación le permite combinarse con un número muy variado de cationes.

El azufre se encuentra en muchas combinaciones como:

Sulfuros presentes en rocas ígneas. Sulfatos en los depósitos sedimentarios en fondos lacustres y

marinos. En estado nativo se presenta en forma de moléculas en los

volcanes.  

3. Origen del Azufre (S) Los orígenes del azufre son (SUTTON, 1998; ODUM, 2007; Vásquez,

1997):  

Biológico: El H2S se origina por la descomposición de la materia orgánica en tierras y mares, se emite el aire a razón de 9x106

t anuales es oxidado a SO2.

Antropogénica: La actividad humana lanza a la atmósfera 100x106t de SO2 (5x106 de S), el 80% por combustión (del petróleo y carbón) y 20%fusión de minerales con metales no ferrosos.

Volcánico: Los volcanes emiten anualmente 2x106 t de S en forma de H2S o de SO2,

4. Importancia  

Es un elemento fundamental para los seres vivos, ya que forma parte de nutrientes para todos los organismos.

Forma parte de los aminoácidos: Cisteína, mitionina y cisteína. Es un elemento esencial para la síntesis de proteínas. Es un elemento importante para la formación de los nódulos de las

raíces de las plantas.

 

5. Efectos del Azufre (S) en el ecosistema  

Coloración apropiada de las especies productoras (+). Ayudan al crecimiento de las plantas(+). La restitución de S a los ecosistemas es en forma oxida. El dióxido de azufre con oxígeno para producir trióxido de azufre

(SO3), el cual reacciona con vapor de agua para producir gotitas de ácido sulfúrico H2SO4(-)

6. Dióxido de azufre (SO2)  

El SO2 es distribuido a la atmósfera a través de la quema de combustible fósil.

Tiene un sabor metálico en la boca. En estado líquido es corrosivo al contacto con los ojos y la piel. En la atmósfera es lentamente transformado en ácido

sulfúrico. Del tracto respiratorio el SO2 pasa a la sangre. Su eliminación

ocurre a través de la orina, luego de su biotransformación en sulfato en el hígado.

 

LA LLUVIA ÁCIDA

CICLO BIOGEOQUÍMICO: CICLO DEL MERCURIO

1. Concepto

El Mercurio es un elemento que puede ser encontrado de forma natural en el

medio ambiente. Se encuentra en forma de metal, como sales de mercurio o como mercurio orgánico.

Es un metal extremadamente volátil que puede ser transportado a grandes distancias una vez que se ha emitido a la atmósfera.

La preocupación ambiental por el mercurio está asociada principalmente con el metilmercurio, el cual es el complejo mercurial orgánico más común.

Según el Programa Internacional de Seguridad Química de las Naciones Unidas, el mercurio en forma orgánica, el metilmercurio, es uno de los seis peores contaminantes del planeta. Virtualmente todo el mercurio que se encuentra en tejidos animales está en forma de metilmercurio

El metilmercurio se forma cuando el mercurio elemental se libera al ambiente y se transforma a través de los procesos de metilación en complejos orgánicos. Esta transformación está mediada por la interacción con bacterias y otros microorganismos que viven en el suelo, las aguas y los sedimentos (1).

Se sabe que el metilmercurio se bioacumula y bioconcentra en la cadena alimenticia. Esto es, la concentración de Mercurio aumenta en los organismos en posición más alta en la cadena alimentaria. De este modo, por ejemplo, las concentraciones mercuriales serán progresivamente más elevadas al ir tomando muestras de algas (2), zooplancton (3), peces fitófagos (4), peces depredadores (5) y organismos que comen pescado como patos, garzas (6) o el hombre (7).

Efectos toxicológicos

Cuando es ingerido por mujeres embarazadas, el metilmercurio atraviesa la placenta y se acumula en el cerebro y el sistema nervioso central del feto en desarrollo. Incluso cantidades relativamente despreciables pueden producir serios retrasos motores y de comunicación. Los lactantes pueden exponerse a elevados niveles de metilmercurio durante la lactancia. La EPA estima que más de siete millones de mujeres y niños comen pescado contaminado por mercurio por encima de los niveles considerados seguros (US EPA 1997a). Las concentraciones de mercurio en los peces usualmente exceden en gran medida las concentraciones en el agua donde viven.

El mercurio tiene un gran número de efectos sobre los humanos, que pueden ser todos simplificados en las siguientes principalmente:

Daño al sistema nervioso. Daño a las funciones del cerebro. Daño al ADN y cromosomas. Reacciones alérgicas, irritación de la piel, cansancio, y dolor de cabeza. Efectos negativos en la reproducción, daño en el esperma, defectos de

nacimientos y abortos.

El daño a las funciones del cerebro puede causar la degradación de la habilidad para aprender, cambios en la personalidad, temblores, cambios en la visión, sordera, incoordinación de músculos y pérdida de la memoria. Daño en el cromosoma y es conocido que causa mongolismo.

RESUMEN DE APRENDIZAJE

Tema: Ciclo del Agua Explicación

RESUMEN DE APRENDIZAJE

Tema: Ciclo del Azufre Explicación

RESUMEN DE APRENDIZAJE

Tema: Ciclo del Fósforo Explicación

RESUMEN DE APRENDIZAJE

Tema: Ciclo del Mercurio Explicación

RESUMEN DE APRENDIZAJE

Tema: Importancia de

los ciclos biogeoquímicos

CARACTERIZACIÓN

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