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Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 176 constituindo a base da matriz energética de muitos países desde então. Devido a esse uso disseminado, o teor de gás carbônico na atmosfera está aumentando progressivamente, gerando um forte impacto ambiental negativo. O aumento nas queimadas de áreas florestais, relacionado à expansão de áreas urbanas, agrícolas e para pecuária, também tem colaborado fortemente para o aumento nos teores de gás carbônico atmosférico. O gás carbônico não é tóxico para humanos, estando seu efeito poluidor relacionado a problemas como a intensificação do efeito estufa, a acidificação dos ecossistemas aquáticos, e a ocorrência de chuva ácida. Efeito estufa: um fenômeno natural relacionado ao aquecimento da atmosfera O aquecimento da Terra dá a partir da radiação emitida pelo Sol, tendo o solo e a atmosfera terrestres importantes papéis nesse mecanismo. O Sol emite radiações em vários comprimentos de onda, como a radiação ultravioleta (invisível ao olho humano), a luz visível e a radiação infravermelha (invisível ao olho humano e relacionada ao processo de aquecimento do solo e do ar). A radiação infravermelha é barrada pela atmosfera, uma vez que alguns de seus gases retêm calor, de modo que apenas passam a radiação ultravioleta e a luz visível. Os raios ultravioleta, ao atingirem o solo, refletem na forma de raios infravermelho, que aquecem a atmosfera a partir do solo onde surgiram. Como a atmosfera não permite a passagem dos raios infravermelho, o calor é retido na atmosfera, no fenômeno conhecido como efeito estufa ou efeito de cobertura. Efeito estufa. Comparação entre o efeito de retenção de calor em uma estufa e na atmosfera. Os principais gases responsáveis pelo efeito estufa são gás carbônico, metano, óxidos de nitrogênio (NOx), CFCs (clorofluorcarbonos) e vapor de água acumulados na atmosfera. É por isso que ambos estes gases estão relacionados à moderação da temperatura de ecossistemas. EFEITO ESTUFA GASES CONTRIBUIÇÃO (%) Dióxido de carbono 61 Metano 15 Óxido de nitrogênio 4 Clorofluorcarbonetos 11 Outros, inclusive vapor d’água 9 Ciclo do Oxigênio Paralelamente ao ciclo do carbono, há o do oxigênio. Nele, com a fotossíntese dos produtores há a liberação de gás O2 para a atmosfera, que é consumido pela respiração por todos os organismos. Outra justificativa para importância dos produtores para a natureza consiste, então, em produzir o oxigênio utilizado pelos seres vivos. CO2 + H2O (compostos inorgânicos) Glicose (compostos orgânicos) + O2 fotossíntese e quimiossíntese (produtores) respiração aeróbica (produtores, consumidores e decompositores) A manutenção das taxas de oxigênio e de gás carbônico no ambiente depende desses dois processos: a fotossíntese e a respiração. A fotossíntese é realizada somente durante o dia; a respiração é um processo contínuo realizado pelas plantas e pelos animais, de daí e a noite. É interessante notar que o oxigênio é uma substância que não somente garante a vida na Terra, mas também se origina da atividade vital. Praticamente todo o oxigênio livre da atmosfera tem origem biológica, no processo de fotossíntese. Por esse processo, a água é decomposta, sendo o oxigênio libertado e o hidrogênio utilizado na síntese de matéria orgânica, numa etapa da fotossíntese conhecida como fotólise da água ou Reação de Hill. Camada de Ozônio O gás oxigênio (O2) atmosférico age na formação da camada de ozônio (O3) da atmosfera. A camada de ozônio se situa na troposfera, a cerca de 15 a 40 km de altitude na atmosfera, e sua presença é de extrema importância para a vida na Terra, pois exerce papel de filtro das radiações ultravioleta. Essas radiações, úteis em determinada intensidade, como, por exemplo, para a ativação da vitamina D na pele humana, são nocivas em intensidades maiores, podendo desencadear mutações, câncer, queimaduras e morte de microorganismos. Para a formação do ozônio, o gás oxigênio necessita de um catalisador, chamado de terceiro corpo. O próprio ozônio funciona como terceiro corpo, catalisando a formação de novas moléculas de ozônio. Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 177 3O2 → 2O3 ou O + O2 + T → O3 + T Onde: O é o oxigênio atômico (ou nascente), O2 é o oxigênio molecular (ou gás oxigênio), T é o terceiro corpo (catalisador) e O3 é o ozônio. A ação dos raios ultravioleta destrói o ozônio, promovendo a reação inversa, formando oxigênio novamente. Destruição da camada de ozônio Entre os maiores agressores à camada de ozônio, estão gases como os óxidos de nitrogênio (NOx) e os clorofluorcarbonetos (CFCs), usados como propelentes de aerossóis e em sistemas de refrigeração de eletrodomésticos como geladeiras. Os CFCs (clorofluorcarbonos) agridem a camada de ozônio influenciando no ciclo do oxigênio, atuando do modo descrito a seguir: - a radiação ultravioleta do Sol quebra as moléculas de CFC, deixando livres os átomos de cloro: CFC + radiação UV → CF• + Cl• - os átomos de cloro reagem com o ozônio, formando oxigênio e monóxido de cloro: Cl• + O3 → O2 + ClO• - a radiação ultravioleta quebra moléculas de ozônio, originando oxigênio e átomos de oxigênio (oxigênio nascente): O3 →O2 + O• - os átomos de oxigênio reagem com o monóxido de cloro, formando oxigênio e deixando átomos de cloro livres: O• + ClO → O2 + Cl• - com a liberação de átomos de cloro, reinicia-se o ciclo. Os maiores buracos na camada de ozônio se concentram sobre as áreas polares, apesar da pouca presença humana, uma vez que fenômenos climáticos direcionam os gases agressores da camada de ozônio para os polos. Atualmente, o maior desses buracos é encontrado sobre a Antártida, ocupando uma área cerca de três vezes maior que a do território brasileiro. Em 1987, a assinatura de um acordo conhecido como Protocolo de Montreal levou à gradual abolição do uso dos CFCs, que vêm sendo substituídos pelos HFCs (hidrofluorcarbonetos). Os HFCs, por não possuírem cloro, não são agressivos à camada de ozônio. Com a restrição do uso dos principais gases destruidores do ozônio, a camada de ozônio vem apresentando uma certa recuperação, ainda que lenta: cada molécula de CFC pode destruir cerca de 100 mil moléculas de ozônio e tem vida útil de cerca de 100 anos. NÍQUEL NÁUSEA – Fernando Gonsales Poluição por ozônio Apesar de essencial para a manutenção da vida na Terra, na forma da camada de ozônio (situada em grandes altitudes), o ozônio é tóxico em contato direto com humanos. O ozônio pode aparecer como resultado da combustão incompleta de combustíveis fósseis, a partir de reações entre hidrocarbonetos gasosos e óxidos de nitrogênio, nas partes mais baixas da atmosfera e sob a presença da luz solar. O efeito tóxico do ozônio sobre humanos se manifesta como irritação aos olhos e sistema respiratório, promovendo lacrimejamento e desconforto respiratório. Em vegetais, O excesso de ozônio leva a um aumento na taxa de respiração em vegetais, que podem morrer por esgotar suas reservas nutritivas desnecessariamente. Exercícios Questões estilo múltipla escolha 1. (ENEM) Algumas estimativas apontam que, nos últimos cem anos, a concentração de gás carbônico na atmosfera aumentou em cerca de 40%, devido principalmente à utilização de combustíveis fósseis pela espécie humana. Alguns estudos demonstram que essa utilização em larga escala promove o aumento do efeito estufa. Outros fatores de origem antrópica que aumentam o efeito estufa são A) chuva ácida e destruição da camada de ozônio. B) alagamento e inversão térmica. C) erosão e extinção das espécies. D) poluição das águas e do solo. E) queimada e desmatamento. 2. (ENEM) Sabe-se que o aumento da concentração de gases como CO2, CH4 e N2O na atmosfera é um dos fatoresresponsáveis pelo agravamento do efeito estufa; a agricultura é uma das atividades humanas que pode contribuir tanto para a emissão quanto para o sequestro desses gases, dependendo do manejo da matéria orgânica do solo. ROSA, A. H., COELHO, J. C. R. Cadernos Temáticos de Química na Nova Escola. São Paulo, n. 5, .nov. 2003 (adaptado). De que maneira as práticas agrícolas podem ajudar a minimizar o agravamento do efeito estufa? A) Evitando a rotação de culturas. B) Liberando o CO2 presente no solo. C) Aumentando a quantidade de matéria orgânica do solo. D) Queimando a matéria orgânica que se deposita no solo. E) Atenuando a concentração de resíduos vegetais do solo. Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 178 3. (ENEM) Plantas terrestres que ainda estão em fase de crescimento fixam grandes quantidades de CO2, utilizando-o para formar novas moléculas orgânicas, e liberam grande quantidade de O2. No entanto, em florestas maduras, cujas árvores já atingiram o equilíbrio, o consumo de O2 pela respiração tende a igualar a sua produção pela fotossíntese. A morte natural de árvores nessas florestas afeta temporariamente a concentração de O2 e de CO2 próximo à superfície do solo onde elas caíram. A concentração de O2 próximo ao solo, no local da queda, será A) menor, pois haverá consumo de O2 durante a decomposição dessas árvores. B) maior, pois haverá economia de O2 pela ausência de árvores mortas. C) maior, pois haverá liberação de O2 durante a fotossíntese das árvores jovens. D) igual, pois haverá consumo e produção de O2 pelas árvores maduras restantes. E) menor, pois haverá redução de O2 pela falta da fotossíntese realizada pelas árvores mortas. 4. (ENEM) O rótulo de um desodorante aerossol informa ao consumidor que o produto possui em sua composição os gases isobutano, butano e propano, dentre outras substâncias. Além dessa informação, o rótulo traz, ainda, a inscrição “Não contém CFC”. As reações a seguir, que ocorrem na estratosfera, justificam a não utilização de CFC (clorofluorcarbono ou Freon) nesse desodorante: I. CF2Cl2 → CF2Cl• + Cl• II. Cl• + O3 → O2 + ClO• A preocupação com as possíveis ameaças à camada de ozônio (O3) baseia-se na sua principal função: proteger a matéria viva na Terra dos efeitos prejudiciais dos raios solares ultravioleta. A absorção da radiação ultravioleta pelo ozônio estratosférico é intensa o suficiente para eliminar boa parte da fração de ultravioleta que é prejudicial à vida. A finalidade da utilização dos gases isobutano, butano e propano neste aerossol é A) substituir o CFC, pois não reagem com o ozônio, servindo como gases propelentes em aerossóis. B) servir como propelentes, pois, como são muito reativos, capturam o Freon existente livre na atmosfera, impedindo a destruição do ozônio. C) reagir com o ar, pois se decompõem espontaneamente em dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), que não atavam o ozônio. D) impedir a destruição do ozônio pelo CFC, pois os hidrocarbonetos gasosos reagem com a radiação UV, liberando hidrogênio (H2), que reage com o oxigênio do ar (O2), formando água (H2O). E) destruir o CFC, pois reagem com a radiação UV, liberando carbono (C), que reage com o oxigênio do ar (O2), formando dióxido de carbono (CO2), que é inofensivo para a camada de ozônio 5. (ENEM) De acordo com o relatório “A grande sombra da pecuária” (Livestock’s Long Shadow), feito pela Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a Alimentação, o gado é responsável por cerca de 18% do aquecimento global, uma contribuição maior que a do setor de transportes. Disponível em: www.conpet.gov.br. Acesso em: 22 jun. 2010. A criação de gado em larga escala contribui para o aquecimento global por meio da emissão de A) metano durante o processo de digestão. B) óxido nitroso durante o processo de ruminação. C) clorofluorcarbono durante o transporte de carne D) óxido nitroso durante o processo respiratório. E) dióxido de enxofre durante o consumo de pastagens. 6. (ENEM) Os oceanos absorvem aproximadamente um terço das emissões de CO2 procedentes de atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis e as queimadas. O CO2 combina-se com as águas dos oceanos, provocando uma alteração importante em suas propriedades. Pesquisas com vários organismos marinhos revelam que essa alteração nos oceanos afeta uma série de processos biológicos necessários para o desenvolvimento e a sobrevivência de várias espécies da vida marinha. A alteração a que se refere o texto diz respeito ao aumento A) da acidez das águas dos oceanos. B) do estoque de pescado nos oceanos. C) da temperatura média dos oceanos. D) do nível das águas dos oceanos. E) da salinização das águas dos oceanos. 7. (ENEM) A Lei Federal n.º 11.097/2005 dispõe sobre a introdução do biodiesel na matriz energética brasileira e fixa em 5%, em volume, o percentual mínimo obrigatório a ser adicionado ao óleo diesel vendido ao consumidor. De acordo com essa lei, biocombustível é “derivado de biomassa renovável para uso em motores a combustão interna com ignição por compressão ou, conforme regulamento, para geração de outro tipo de energia, que possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil”. A introdução de biocombustíveis na matriz energética brasileira A) colabora na redução dos efeitos da degradação ambiental global produzida pelo uso de combustíveis fósseis, como os derivados do petróleo. B) provoca uma redução de 5% na quantidade de carbono emitido pelos veículos automotores e colabora no controle do desmatamento. C) incentiva o setor econômico brasileiro a se adaptar ao uso de uma fonte de energia derivada de uma biomassa inesgotável. D) aponta para pequena possibilidade de expansão do uso de biocombustíveis, fixado, por lei, em 5% do consumo de derivados do petróleo. E) diversifica o uso de fontes alternativas de energia que reduzem os impactos da produção do etanol por meio da monocultura da cana-de-açúcar. 8. (UNIFOR) Com base na imagem a seguir e nos conhecimentos científicos inerentes ao aquecimento global, pode-se concluir que: Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 179 Disponível em http://ciceroart.blogspot.com/2009/05/aquecimento-global.html I. Segundo o IPCC (sigla, em inglês, para Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas), não há mais incerteza sobre a origem antropogênica do aquecimento global. II. Com o desmatamento e a queima de combustíveis fósseis cada vez mais intensos, a concentração desses gases poluentes está aumentando, especialmente as de CO2 e metano. III. As regiões glaciais do planeta estão diminuindo significativamente, enquanto aumentam também as áreas em processo acelerado de desertificação. IV. Cientistas defendem que uma das alternativas para enfrentar o aquecimento global está no desenvolvimento de Mecanismos de Desenvolvimento Limpo. V. No Brasil, ganha destaque o desenvolvimento de matrizes energéticas de origem vegetal ou animal como o etanol e o biodiesel. Estão corretas as afirmativas: A) I e III somente. B) III, IV e V somente. C) V somente. D) Todas as afirmativas. E) Nenhuma das afirmativas. 9. (UNIFOR) compostos orgânicos, oxigênio gás carbônico, água entrada de energia saída de energia FOTOSSÍNTESE RESPIRAÇÃO AERÓBICA O esquema acima representa o ciclo de carbono, hidrogênio e oxigênio na maioria dos seres vivos. Sobre ele foram feitas as seguintes afirmações: I. As primeiras formas de vida na Terra não apresentavam esse ciclo de vida completo. II. Na respiração aeróbica, moléculas orgânicas são quebradas com o uso de oxigênio. III. Os organismos fotossintetizadores usam a energia do sol e matéria-prima inorgânica para sintetizarem matéria orgânica e assim, indiretamente, alimentarem quasetodos os outros tipos de seres vivos do planeta. IV. Na época em que o oxigênio enriqueceu a atmosfera da Terra, ele exerceu uma pressão de seleção negativa contra os organismos de respiração aeróbica. Está correto o que se afirmou em: A) I e II, somente. B) II e III, somente. C) III e IV, somente. D) I, II e III, somente. E) I, II, III e IV. 10. (UNIFOR) O esquema abaixo é uma simplificação do ciclo do gás carbônico. Sabendo-se que algas vermelhas e fungos participam desse ciclo, é possível afirmar que A) as algas vermelhas realizam apenas o processo I. B) os fungos realizam apenas o processo I. C) as algas vermelhas realizam apenas o processo II. D) os fungos realizam os processos I e II. E) as algas vermelhas realizam os processos I e II. 11. (UNICHRISTUS) O crescimento da população mundial e o consequente aumento da demanda por alimentos colocam mais uma vez frente a frente o homem e o meio ambiente. De um lado, a necessidade de se aumentar a produção agrícola para atender às necessidades alimentares; do outro, a obrigatoriedade de se promover a sustentabilidade para minimizar os efeitos dos gases que provocam o efeito estufa, que coloca em risco a própria existência humana no planeta. Fonte: http://www.odocumento.com.br/artigo.php?id=2726 Com base no que foi exposto e em conhecimentos sobre o assunto, pode-se afirmar que A) o efeito estufa é um fenômeno, em todos os aspectos, prejudicial à vida no planeta. B) o lixo urbano e a atividade agropecuária intensificam o efeito estufa devido à liberação de gás metano. C) os Estados Unidos assinaram o Protocolo de Kyoto e reduziram as emissões de gases estufa. D) a utilização de energias renováveis como os biocombustíveis, a energia eólica e os combustíveis fósseis contribuem para sustentabilidade do planeta. E) o derramamento de petróleo no ambiente aquático compromete a dinâmica do ambiente limnológico, mas não o atmosférico. 12. (UNICHRISTUS) A tirinha faz alusão a um assunto bastante comentado na atualidade. www.google.com.br Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 180 Considerando a interpretação da tirinha e conhecimentos correlatos, podemos inferir que A) o fenômeno representado pela tirinha, de acordo com alguns cientistas, resulta do aumento da temperatura média na superfície da Terra, provocando alterações climáticas tais como aumento das chuvas torrenciais que resultariam, entre outras consequências, no aumento do número de doenças infecciosas por meio da proliferação de transmissores. B) a tirinha relata um dos riscos do aquecimento global, o derretimento das placas de gelo da Antártica. Esse derretimento já vinha acontecendo há milhares de anos, por um rápido processo natural. Mas a ação do homem e o efeito estufa aceleraram o processo e o tornaram previsível. C) a emissão de gases poluentes, tem provocado, nas últimas décadas, o fenômeno climático representado na tirinha. Se este continuar nas próximas décadas, poderemos ter mudanças climáticas benéficas para o meio ambiente e para a vida no planeta Terra. D) as causas do problema tema da tirinha, estão associadas à emissão de gases poluentes, como o CO2. Esse gás forma uma barreira espessa na atmosfera que faz que parte do calor absorvido pela Terra seja refletido de volta para o espaço. E) para diminuir os efeitos do fenômeno representado, os especialistas apontam soluções como, investir em fontes renováveis de energia, aproveitando a luz do sol e a força dos ventos e aumentar o uso de combustíveis fósseis. 13. (UECE) Leia o texto a seguir: REFLORESTAMENTO É MELHOR QUE BIOCOMBUSTÍVEL PARA AMBIENTE, DIZ ESTUDO DA BBC BRASIL A preservação de áreas verdes e o reflorestamento são maneiras mais eficientes de combater o aquecimento global do que o uso de biocombustíveis, segundo um estudo britânico publicado na revista "Science". O estudo é o primeiro a calcular as emissões de carbono durante todo o ciclo dos biocombustíveis – das plantações à extração e à transformação em combustível - e a comparar os resultados ao armazenamento de carbono em ecossistemas. Fonte: http://www1.folha.uol.com.br/folha/bbc/ult272u321455.shtml Pode-se afirmar corretamente que o reflorestamento contribui para a diminuição do efeito estufa, pois A) promove o aumento da fixação do carbono durante a fotossíntese. B) devido ao aumento da respiração vegetal, provoca o aumento da concentração de oxigênio. C) garante a utilização do gás metano atmosférico, devido ao maior número de plantas disponíveis. D) determina uma maior fixação do nitrogênio disponível na atmosfera, devido à intensificação da atividade bacteriana nas raízes das plantas replantadas. 14. (UECE) O efeito estufa é um processo que faz com que a temperatura da Terra seja maior do que a que existiria na ausência de atmosfera e é, dentro de uma determinada faixa, de vital importância, pois, sem ele, a vida não poderia existir. O que se pode tornar catastrófico é um agravamento do efeito estufa que desestabilize o equilíbrio energético no planeta e origine um maior aquecimento global. Com relação ao referido tema, marque a alternativa falsa. A) O agravamento do efeito estufa é ocasionado principalmente pelo CO2 proveniente da queima de combustíveis fósseis. B) O superaquecimento das regiões tropicais e subtropicais contribui para intensificar o processo de desertificação. C) Na natureza, os principais sequestradores de CO2 são os organismos fotossintetizantes. D) Os únicos componentes atmosféricos responsáveis pelo efeito estufa são o gás carbônico, o metano e o dióxido de nitrogênio. 15. (UECE) O ozônio forma uma camada na alta atmosfera que constitui um escudo protetor contra a penetração da radiação ultravioleta proveniente do sol. Com relação à camada de ozônio, fundamental à sobrevivência dos seres vivos sobre a terra, podemos afirmar, corretamente: A) A principal causa de sua destruição é a liberação, na atmosfera, de gases sulfurados, abreviadamente chamados de CFCs. B) O tamanho do buraco resultante de reações provocadas pelos CFCs é bastante estável. C) A radiação ultravioleta causa a ruptura de algumas moléculas do gás oxigênio que, com a liberação de átomos isolados, imediatamente reagem com outras moléculas de O2, formando o gás ozônio (O3). D) O ozônio somente pode ser formado em altitudes elevadas e, portanto, não causa prejuízo à saúde e à qualidade de vida das populações humanas. 16. (FCM-JP) O efeito estufa é de grande importância, desde a origem da vida sobre a Terra, para manter a superfície terrestre aquecida, impedindo a perda rápida de calor para o espaço. Este fenômeno resulta: A) da presença dos gases atmosféricos de vapor d’água, gás carbônico (CO2), metano (CH4) e dióxido de nitrogênio (NO2). B) do aumento significativo do gás carbônico (CO2) na atmosfera. C) da quantidade de metano (CH4) resultante da decomposição da natureza inorgânica do ambiente. D) das alterações climáticas e existência dos desertos. E) da presença de poluentes perigosos como monóxido de carbono (CO) e metano (CH4) mais leves que o ar e muito tóxico. 17. (UNP) O esquema abaixo representa o ciclo do carbono na biosfera. Sobre as etapas desse ciclo biogeoquímico, é correto afirmar que em A) 4 há consumo de água e gás carbônico. B) 3 há consumo de glicose e oxigênio. C) 2 há produção de oxigênio e glicose. D) 1 há produção de gás carbônico e água.