Ecologia - esame integrale

I GAS SERRA

Il vapor acqueo è il principale gas a effetto serra, responsabile per circa due terzi dell'effetto serra naturale. Nell'atmosfera le molecole di acqua catturano il calore irradiato dalla terra diramandolo in tutte le direzioni, riscaldando così la superficie della terra prima di essere irradiato nuovamente nello spazio.

Il vapor acqueo atmosferico è parte del ciclo idrologico, un sistema chiuso di circolazione dell'acqua dagli oceani e dai continenti verso l'atmosfera in un ciclo continuo di evaporizzazione, traspirazione, condensazione e precipitazione.

L'aria calda può assorbire molta più umidità e di conseguenza le temperature in aumento intensificano ulteriormente il cambiamento climatico.

Il metano è la seconda causa di effetto serra in ordine di importanza. Dall'inizio della rivoluzione industriale, le concentrazioni nell'atmosfera sono raddoppiate ed è responsabile del 20%.

Dell'accelerazione dell'effetto serra. È originato principalmente dei batteri, fra le fonti naturali troviamo le zone umide e paludose, le termiti e gli oceani. Le fonti di origine umana sono invece l'attività mineraria, lo sfruttamento dei combustibili fossili, l'allevamento, la coltivazione del riso e le discariche. Rilasciato nell'atmosfera il metano intrappola il calore con un'efficienza 23 volte superiore a quella della CO2. L'ossido nitroso NO2 è emesso naturalmente dagli oceani, dalle foreste pluviali e dai batteri presenti nel suolo. Le fonti ascrivibili alle attività umane comprendono i fertilizzanti a base di nitrati, la combustione di combustibili fossili e la produzione di prodotti chimici industriali con uso di azoto e nel trattamento dei liquami. I gas fluorurati ad effetto serra vanno a sovrapporsi ai precedenti, fortunatamente stanno venendo sostituiti nei sistemi di refrigerazione.

CICLO

DELL'AZOTOL'azoto è l'impattante maggiore in termini ambientali.Il ciclo dell'azoto è un ciclo biogeochimico con il quale l'azoto si muove principalmente tra l'atmosfera, il terreno e gli esseri viventi. Questo ciclo viene definito gassoso poiché il pool di riserva, cioè il serbatoio di questo elemento chimico, è appunto l'atmosfera, dove l'azoto occupa circa il 78% del volume totale.L'importanza del ciclo per gli organismi viventi è dovuta alla loro necessità di assimilare azoto per la formazione di composti organici vitali, quali le proteine e gli acidi nucleici, ma, ad eccezione di particolari batteri (azotofissatori), l'azoto atmosferico non può essere direttamente assorbito dagli organismi e ciò rappresenta spesso un fattore limitante per lo sviluppo forestale.Le piante, però, possono assimilare l'azoto tramite l'assorbimento di alcuni composti azotati (nitriti, nitrati)

Nel ciclo dell'azoto, l'azoto atmosferico viene trasformato in forme utilizzabili dagli organismi viventi. Questo avviene attraverso diversi processi, tra cui la fissazione dell'azoto atmosferico, l'ammonificazione, la nitrificazione e la denitrificazione.

La fissazione dell'azoto atmosferico, o azotofissazione, è il processo mediante il quale l'azoto molecolare (N2) viene ridotto in azoto ammonico (NH3) grazie all'azione di enzimi chiamati nitrogenasi. L'azoto ammonico è una forma di azoto che può essere utilizzata dagli organismi per sintetizzare importanti molecole biologiche come amminoacidi, proteine, vitamine e acidi nucleici.

L'ammonificazione è il processo di conversione di composti azotati organici complessi, come proteine ​​e acidi nucleici, in ammonio (NH4+). Questo processo è svolto da batteri decompositori che degradano la materia organica morta e rilasciano ammonio nel terreno.

La nitrificazione è il processo mediante il quale l'ammonio viene convertito in nitrati (NO3-) da batteri nitrificanti. Questi batteri ossidano l'ammonio inizialmente in nitrito (NO2-) e successivamente in nitrato. I nitrati sono una forma di azoto facilmente assimilabile dalle piante.

La denitrificazione è il processo mediante il quale i nitrati vengono ridotti a azoto atmosferico da batteri denitrificanti. Questo processo avviene in condizioni di basso contenuto di ossigeno nel terreno e consente di restituire l'azoto all'atmosfera.

attraverso i processi di nitrificazione e nitratazione. Un'altra fonte di ammoniaca per il suolo deriva dalla decomposizione dell'azoto organico, come gli amminoacidi presenti nei prodotti di rifiuto e nella sostanza organica in putrefazione. Questo processo è detto ammonificazione ed è attuato da particolari batteri decompositori e funghi che, degradando l'azoto amminico, liberano l'ammoniaca nel terreno, dove può reagire con diversi composti per formare dei sali d'ammonio. Le molecole d'ammoniaca, che vengono così liberate nel suolo, possono subire un'ossidazione da parte di batteri liberi, con un processo chiamato nitrificazione, ottenendo lo ione ammonio in nitrito (NO2), con un ulteriore ossidazione si ottengono i nitrati (NO3-). La denitrificazione consiste nella riduzione dei nitrati ad azoto molecolare che ritorna in atmosfera chiudendo il ciclo dell'azoto. I batteri traggono dall'ospite soprattutto carboidrati, mentre.La pianta trae dai batteri i prodotti della loro fissazione dell'azoto. Quando i batteri muoiono vengono assimilati completamente dalla pianta e alla sua morte tornano nel terreno molto più numerosi, arricchendolo. Eccessive fertilizzazioni e scarichi umani e zootecnici incrementano l'accumulo d'azoto. CICLO DELLO ZOLFO Costituente essenziale di alcuni amminoacidi, gli ecosistemi non ne richiedono una grande quantità. Non è un fattore limitante per lo sviluppo di piante e animali. Fonti: rocce naturali sotto forma di solfati e solfiti, conversione in altre forme da parte di microorganismi nel terreno, zolfo organico, ioni solfato, sali, gas di combustione ed eruzione, DMS in ambito marino che consente il passaggio in atmosfera (odore di alghe = dimetilsolfuro DMS) e aerosol, centrali elettriche e industrie. Effetti: acidificazione degli ambienti acquatici, danni a organi e popolazioni di organismi acquatici, asportazione nutrienti dai suoli delle foreste, ulteriore.

acidificazione dei terreni, danni su calcari e marminelle città, salute umana.

Lo zolfo della pedosfera (suolo) si trova principalmente in sedimenti e nelle rocce, solfati e solfiti. Nella biosfera si ritrova come zolfo organico. Alcuni microorganismi sono capaci di convertire numerose forme dello zolfo della pedosfera in altre facilmente utilizzabili dalle piante terrestri.

Il trasporto al mare dello zolfo, sotto forma di ione solfato, avviene tramite dilavamento del terreno e delle rocce con infiltrazione nelle falde freatiche. Nelle acque degli oceani esso viene utilizzato dalle alghe marine per la produzione di una betaina contente dimetilsolfuro.

CICLO DEL FOSFORO

La maggior riserva è sotto forma di depositi di apatite (minerale), un’altra fonte, seppur limitata, è l’apporto degli uccelli marini con il guano (merda). [documentario spalatori di guano]

Il passaggio tra gli organismi è particolarmente veloce: da una pianta che ha assorbito ioni fosfato, al

terreno fino agli organismi che si nutrono di vegetali il fosfato giunge sui terreni e sulle rocce, disperso dagli organismi consumatori come rifiuto attraverso gli escrementi e le carcasse. I prodotti di erosione, contenenti fosfati (HxPO4x) solubili, passano dalla litosfera alla pedosfera, dove possono essere assorbiti e organicati dalle piante. Il fosforo, a differenza di elementi come il carbonio, l'azoto e lo zolfo, viene incorporato nelle molecole organiche senza subire reazioni di riduzione. Il fosforo organicato dalle piante entra poi nelle catene alimentari. I microrganismi del suolo che degradano i detriti vegetali e animali liberano nuovamente fosforo inorganico, generalmente sotto forma di fosfati, una forma di fosforo nuovamente utilizzabile dalle piante. Una parte dei fosfati presenti nel terreno viene dilavata dalle piogge e portata al mare, dove viene parzialmente utilizzata, e quindi tenuta sotto controllo, principalmente attraverso l'azione di fitoplancton, alghe e

invertebrati (attraverso la scheletogenesi: il fosfato di calcio fa parte della struttura portante degli invertebrati, insieme a CaCO3 e diversi altri minerali). Parte del fosfato che arriva in mare viene restituita alla terra da organismi che si cibano di pesci (guano); un'altra parte invece si deposita nei sedimenti della zona litorale e del fondo del mare. L'inquinamento da fosfati deriva dai liquami di varia origine, eccessive fertilizzazioni, detersivi, tutte queste fonti vanno a caricare il metabolismo degli ambienti acquatici. Quando le acque sono molto ricche di composti organici si parla di eutrofizzazione delle acque che è un accumulo nelle acque di elementi come azoto e fosforo che causa la proliferazione delle alghe microscopiche che a loro volta, non essendo smaltite dai consumatori primari, determinano una maggiore attività batterica, aumentando il consumo di ossigeno e la mancanza di quest'ultimo.

MERCURIO, CADMIO, PIOMBO, RAME E ZINCO

In acqua il

Mercurio inorganico può essere convertito in mercurio solubile mediante batteri e si arriva alla formazione di metilmercurio (tossico). La produzione che deriva dall'attività industriale arriva in atmosfera e precipita tramite pioggia, riattivando il mercurio.

La malattia di Minamata è stata scoperta per la prima volta a Minamata, città della prefettura di Kumamoto in Giappone nel 1956. Fu causata dal rilascio di metilmercurio nelle acque reflue dell'industria chimica Chisso Corporation, che perdurò dal 1932 al 1968. Questo composto chimico si accumulò nei molluschi, nei crostacei e nei pesci della baia di Minamata e del mare di Shiranui, entrando nella catena alimentare e causando così l'avvelenamento da mercurio degli abitanti del luogo. Mentre i decessi continuarono per più di 30 anni, il governo e l'industria chimica fecero ben poco per rimediare al disastro.

comprendono una varietà di sostanze e contaminanti. Questi includono urea, grassi, proteine, cellulosa, idrocarburi, pesticidi, detergenti e detriti di gomma. La presenza di queste sostanze richiede un trattamento adeguato per garantire la depurazione delle acque reflue. Trattamenti biologici per la depurazione delle acque reflue I trattamenti biologici sono uno dei metodi più comuni utilizzati per la depurazione delle acque reflue urbane. Questi trattamenti sfruttano l'azione di microrganismi che decompongono le sostanze organiche presenti nelle acque reflue. Uno dei processi biologici più utilizzati è il processo di ossidazione biologica. In questo processo, i microrganismi decompongono le sostanze organiche presenti nelle acque reflue, trasformandole in sostanze più semplici come acqua, anidride carbonica e biomassa. Un altro processo biologico utilizzato è il processo di nitrificazione-denitrificazione. In questo processo, i microrganismi convertono l'ammonio presente nelle acque reflue in nitrati e nitriti, che vengono successivamente convertiti in azoto gassoso. Oltre ai trattamenti biologici, possono essere utilizzati anche trattamenti fisici e chimici per la depurazione delle acque reflue urbane. Questi includono processi come la sedimentazione, la filtrazione e l'ozonizzazione. Conclusioni La depurazione delle acque reflue urbane è un processo complesso che richiede l'utilizzo di diversi metodi e tecnologie. I trattamenti biologici sono uno dei metodi più comuni utilizzati per la depurazione delle acque reflue, grazie alla loro capacità di decomporre le sostanze organiche presenti nelle acque reflue. Tuttavia, è importante combinare i trattamenti biologici con trattamenti fisici e chimici per garantire una depurazione efficace delle acque reflue urbane.