Composição química da água do mar

Composição química da água do mar
BIOLOGIA
Na oceanografia química a água do mar é considerada como uma substância na qual estão presentes diversos tipos de sólidos e gases, nas formas dissolvidas ou particuladas, constituída por solvente (água) e por soluto (sais). Você consegue responder a seguinte pergunta: Por que a água do mar é salgada? De onde vêm estes sais? Bem, a água dos oceanos é salgada porque contém sais dissolvidos (com concentrações entre cerca de 33 e 37 g por cada quilograma de água do mar) que têm várias origens: (1) as rochas da crosta vão-se desgastando por erosão e há uma parte dissolvida desse material que é transportada para o oceano pelos rios. (2) as erupções vulcânicas libertam substâncias voláteis (tais como dióxido de carbono, cloro e sulfato) para a atmosfera, uma parte das quais é transportada por precipitação diretamente para o oceano ou indiretamente por meio dos rios. As erupções vulcânicas submarinas contribuem fortemente para os íons no oceano.

Os elementos químicos presentes na água do mar podem ser classificados quanto ao tamanho em: (a) material particulado com tamanho maior do que 0,45 µm (micrômetro), de origem orgânica (restos de tecidos vegetais ou animais) ou inorgânica (detritos e fragmentos de minerais em suspensão); (b) material dissolvido com tamanho inferior a 0,45 µm, de origem orgânica (macromoléculas como proteínas, carboidratos) ou inorgânica (sais e nutrientes). Esta separação entre material particulado e dissolvido é realizado através de processo de filtragem com membrana de 0,45 µm. Do total de material orgânico na água marinha, cerca de 89% está na fração dissolvida, 9% está na forma de partículas detríticas e 2% são organismos vivos.

O material particulado em suspenção, com tamanho maior do que 0,45 µm, tem grande importância no ambiente marinho, pois é fonte de alimento para peixes e organismos planctônicos, carregam metais pesados (adsorvidos) além de interferirem na turbidez da água e portanto no processo de fotossíntese. O material particulado é composto principalmente por detritos. A maior fonte de material particulado são os rios (80%), portanto as regiões costeiras apresentam grandes concentrações em material particulado. As concentrações na água são bastante variáveis no espaço e no tempo, as águas oceânicas profundas são pobres em material em suspensão, variando em média em torno de 50 µg/l, já as águas costeiras e principalmente as estuarinas são bem mais enriquecidas.

Os compostos dissolvidos na água do mar são classificados em função da sua quantidade relativa nos seguintes grupos:

Elementos maiores ou conservativos


Ocorrem em altas concentrações (maiores que um miligrama por quilo), estes elementos determinam a salinidade da água do mar e foram abordados anteriormente no tópico sobre salinidade. Estes elementos são denominados conservativos pois não sofrem alterações por processos biogeoquímicos, possuindo um elevado tempo de residência, ou seja, permanecem por longos períodos na água do mar. Para todos os oceanos, embora a quantidade total de sais dissolvidos seja variável, as proporções relativas dos principais elementos (Sódio - Na+, Cloro - Cl--, Magnésio -Mg++, Cálcio - Ca++, Potássio - K+, Sulfato - SO4--) são constantes. Esses elementos correspondem a 99% do total de elementos na água do mar.

Elementos menores ou nutrientes

São elementos essenciais para o crescimento dos vegetais marinhos e os gases dissolvidos, ocorrem em concentrações entre 0,001 e 1 miligrama por litro, entre eles: Carbono (C), Nitrogênio (N), Fósforo (P), Carbonato (C03), Dióxido de carbono (C02) e Oxigênio (O2). Estes elementos podem ser divididos em construtores de matéria viva (C, O, N, H) e macronutrientes que são elementos necessários em quantidades moderadas (Na, Mg, P,S, Cl, K, Ca). Os nutrientes são incorporados em tecidos orgânicos durante a fotossíntese e retornam ao meio durante a excreção ou morte dos organismos. A principal fonte de reposição destes elementos são as bactérias e a drenagem continental.

Os elementos nutrientes alteram sua concentração em função da profundidade pela ação de processos biogeoquímicos, como respiração, fotossíntese. Na superfície os nutrientes têm baixas concentrações pois o fitoplâncton (conjunto de algas microscópicas – será abordado futuramente no tópico de oceanografia biológica) consome rapidamente todo nutriente disponível durante a fotossíntese. Em grandes profundidades normalmente as concentrações são maiores, por não haver luz não ocorre a fotossíntese e portanto não há consumo dos mesmos, e também porque nestas regiões ocorre o acúmulo de organismos mortos que habitam as camadas superiores.

Nas regiões oceânicas a concentração de nutrientes normalmente é baixa, já as regiões costeiras são áreas riquíssimas em nutrientes devido ao aporte continental. O excesso de nutrientes, principalmente por compostos químicos ricos em fósforo e nitrogênio, é conhecido como eutrofização do ambiente. Estes compostos são provenientes da descarga de efluentes urbanos, agrícolas e industriais. Este enriquecimento ocasiona a proliferação excessiva do fitoplâncton (conhecido como “bloom”), tornando a água esverdeada ou acastanhada. Após a morte do fitoplâncton e dos organismos que dele se alimenta (zooplâncton) ocorre o processo de decomposição comprometendo a qualidade da água, com a queda dos teores de oxigênio, que podem chegar à depleção e ocasionar a morte em massa de peixes e outros organismos que vivem no local, além do cheiro desagradável e a possível formação de compostos tóxicos (marés vermelhas). Na Figura 4 são apresentados alguns exemplos dos efeitos da eutrofização no meio ambiente.

Nas regiões costeiras encontram-se os ambientes transicionais conhecidos como estuários, caracterizados por ambientes onde a água do rio mistura-se com a água do mar. Os estuários são considerados como ambientes de extrema importância na produtividade primária, devido às altas concentrações de nutrientes, além de constituírem o hábitat natural de aves, mamíferos e peixes, sendo ambientes de desova de muitas espécies de peixes de valor comercial e rota de aves migratórias. A ocupação desordenada, a utilização do estuário como corpo receptor de efluentes naturais, industriais e de substâncias patogênicas e a falta de gerenciamento colocam em risco o desenvolvimento sustentável desses ambientes.


Elementos traços


Ocorrem em concentrações muito pequenas, menores do que 0,001 miligrama por quilo, os organismos precisam quantidades muito pequenas para desempenhar funções vitais, são representados por: F, Si, Vn, Mn, Cr, Fe, Co, Cu, Zn, Se, Mo, Sn. A concentração destes elementos é principalmente resultado de processos de adsorção e desorção, pois são partículas altamente reativas.

Apesar dos elementos traços serem encontrados em concentrações tão pequenas na água do mar, muitas vezes têm papel muito importante. Um exemplo disso é o elemento traço Ferro (Fe), considerado um elemento limitante para a realização da fotossíntese pelo fitoplâncton marinho. Recentemente a revista VEJA publicou uma reportagem destacando sete soluções de maior viabilidade técnica e que tiveram melhor repercussão na comunidade acadêmica para amenizar o efeito estufa.

Entre estes megaprojetos está a adição de ferro aos oceanos para “fertilizá-los” e estimular o crescimento do fitoplâncton, que absorve o gás causador do efeito estufa (C02). Porém atualmente não há garantia se o C02 ficaria retido no oceano ou retornaria à atmosfera, tampouco se conhece o impacto ambiental que a adição de ferro aos oceanos teria em longo prazo (Fonte: Revista VEJA – 30/12/2006).

Os elementos presentes na água do mar estão continuamente entrando e saindo do ambiente marinho, desta forma é possível definir um ciclo biogeoquímico para cada um dos elementos.

Colunista Portal - Educação
O Portal Educação possui uma equipe focada no trabalho de curadoria de conteúdo. Artigos em diversas áreas do conhecimento são produzidos e disponibilizados para profissionais, acadêmicos e interessados em adquirir conhecimento qualificado. O departamento de Conteúdo e Comunicação leva ao leitor informações de alto nível, recebidas e publicadas de colunistas externos e internos.
Seja um colunista
Sucesso! Recebemos Seu Cadastro.

ASSINE NOSSA NEWSLETTER