Questão 3 (2º dia · Grupo 2) da 2ª etapa da UFG 2005

Resolução comentada

a) O nitrogênio gasoso (\ce{N2}) compõe cerca de 78% da atmosfera, mas a maioria dos seres vivos não consegue usá-lo, pois a ligação tripla entre os átomos é muito estável. Só alguns procariontes têm a enzima nitrogenase, que quebra essa ligação e reduz o \ce{N2} a amônia: \ce{N2 + 8H+ + 8e- -> 2NH3 + H2}, com gasto de ATP.

Esses microrganismos fazem a fixação biológica de duas formas. Algumas bactérias do gênero Rhizobium vivem em simbiose (mutualismo) em nódulos nas raízes de leguminosas, como feijão, soja e ervilha. A planta fornece carboidratos e abrigo, e a bactéria fornece compostos nitrogenados. Outras, como Azotobacter, e cianobactérias, como Nostoc e Anabaena, fixam o nitrogênio de vida livre no solo ou na água. A amônia formada é incorporada à matéria orgânica ou convertida em nitrito e nitrato pelas bactérias nitrificantes.

Resposta: a fixação ocorre pela enzima nitrogenase de bactérias, como o Rhizobium simbionte de leguminosas, que converte o \ce{N2} atmosférico em amônia, utilizável pelas plantas.

b) Um exemplo é o uso excessivo de fertilizantes nitrogenados na agricultura. O nitrato é muito solúvel e a chuva o carrega do solo para rios, lagos e lençóis freáticos (lixiviação). Isso adiciona ao ciclo uma quantidade de nitrogênio maior que a natural e o desequilibra.

A consequência é a eutrofização: algas e cianobactérias proliferam, bloqueiam a luz, e ao morrer são decompostas por bactérias aeróbias, que consomem o oxigênio da água e causam a morte de peixes. O excesso de nitrato também contamina a água potável. Além disso, no solo a desnitrificação libera \ce{N2O} e \ce{N2} para a atmosfera, e o \ce{N2O} agrava o efeito estufa.

Outros exemplos aceitos seriam o lançamento de esgoto doméstico sem tratamento nos rios e as queimadas, que volatilizam o nitrogênio da biomassa.

Resposta: o uso excessivo de adubos nitrogenados enriquece a água com nitrato, causando eutrofização e perda de oxigênio, e aumenta a desnitrificação, que devolve nitrogênio à atmosfera (inclusive \ce{N2O}), alterando o ciclo.

Assuntos: Ciclos biogeoquímicos, Poluição da água e eutrofização.

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