1.Agua
Introdução
Após o nosso planeta ser observado e fotografado por várias missões espaciais, foi dito que, ao invés de Terra, o mesmo deveria ser chamado de Água. Quando olhamos a fotografia do planeta, percebemos que a água ocupa a maior parte. O que vemos em branco são nuvens e em marrom os continentes.
 | A Terra é o único planeta do sistema solar onde existe água na forma líquida. Praticamente todas as formas de vida conhecidas dependem da água, o que explica o fato de ser encontrado organismos apenas na Terra. Suspeitava-se que na Lua havia água, porém pesquisas descartaram esta possibilidade. A água pode ser encontrada também nos satélites de Júpiter. |
 | A maior parte da água (cerca de 97% de toda a água) que existe no planeta está nos oceanos e mares. Conhecemos esta água como água salgada, porque contém substâncias chamadas sais. |
 | A água também está presente em rios e lagos, porém em menor quantidade que nos oceanos. A água de rios e lagos é conhecida como água doce, porque não possui a enorme quantidade de sal que tem a água do mar. Devemos tomar cuidado com esta definição, porque água doce não quer dizer água com açúcar, mas sim com menos sal em relação à água do mar. |
Quando um rio encontra o mar, as águas se misturam, é o que ocorre em áreas de mangue e estuários. Esta água não é doce nem salgada, mas sim água salobra. Os organismos que aí vivem são adaptados às condições deste ambiente. Observamos nesta foto as raízes conhecidas como "escoras", que sustentam as árvores no solo. Os mangues são característicos das áreas tropicais. |  |
A água também está presente no corpo dos seres vivos. Percebemos a existência da água em nosso corpo quando transpiramos, urinamos ou choramos, embora nestes casos a água esteja misturada com outros produtos do nosso metabolismo.
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A quantidade de água no corpo de um organismo está relacionada com o metabolismo e o hábitat de cada um. Frutas, verduras e legumes também água também em quantidade variável, dizemos inclusive que alguns frutos são mais "aguados" do que outros.
 Figura 5: Perereca |  Figura 6: Baratas |
Mas, de onde vem tanta água? Por que em alguns lugares ela é doce e em outros salgada? Para onde vai a água que utilizamos? Estas são algumas perguntas que naturalmente surgem quando pensamos neste recurso, e hoje em dia, com o desenvolvimento da ciência e o auxílio de equipamentos, é mais fácil respondê-las.
A maneira pela qual a água se movimenta no nosso planeta, as características de cada local e outros fenômenos podem ser explicados pelo ciclo da água, ou ciclo hidrológico.
 Figura 7: Ciclo Hidrológico
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O ciclo hidrológico compreende uma série de transformações nos estados físicos da água. Em cada etapa do ciclo a água é transformada e não é possível determinar onde termina ou inicia o ciclo, mas sim o que acontece em seguida de cada etapa.
CURIOSIDADE
Na antigüidade, quando não existia equipamentos eficientes de medida, as pessoas atribuíam os fenômenos da natureza a um desejo divino. Acreditava-se que tudo fosse obra e vontade dos deuses, e portanto os seres vivos não teriam controle. Ao longo do tempo, muitas e diferentes explicações foram dadas a estas inquietações. Acreditava-se que existia no interior da Terra grandes reservatórios de água, sendo que os maiores formariam rios e os menores dariam origem a lagos e córregos. Acreditava-se também que deuses e deusas carregavam grandes potes e derramavam água para formar rios. Aristóteles (representado na figura), que viveu três séculos antes de Cristo, não concordava com essas idéias, dizia que se os rios tivessem sua origem no interior da Terra, não haveria depósitos com volumes suficientes para fornecer água constantemente. Sua opinião era que "as regiões montanhosas e elevadas são semelhantes a uma esponja: filtram a água gota a gota, que cai em forma de chuva em vários locais, e a distribui para as nascentes dos rios". Além disso, Aristóteles relacionava a umidade do ar com a formação de gotas e das chuvas. Dizia ele: "Aquilo que envolve a Terra não é apenas ar, mas uma espécie de vapor, e isto é que explica que ele se transforme de novo em água". Aristóteles sabia portanto que a água tem um ciclo, ou seja, ela passa por transformações, mas é sempre a "mesma água". Três séculos depois de Aristóteles, o poeta e filósofo romano Lucrécio escreveu um poema chamado "Sobre a Natureza". Segundo o autor, as águas salgadas do mar infiltram-se pela terra, perdem seu sal, e formam os rios que voltam ao mar. O que não era explicado era como a água no interior da terra conseguiria subir até o alto da montanha para formar uma nascente.Todas estas idéias podem até parecer absurdas hoje em dia, porém é necessário respeitá-las, uma vez que os fenômenos eram apenas observados e as primeiras medidas muito imprecisas. Percebemos portanto que a ciência não tem respostas definitivas e que as explicações devem-se a um conjunto de informações investigadas ao longo da história.
Para compreender melhor o ciclo hidrológico, devemos aprender as transformações que ocorrem com a água.
Quando alguém fala a palavra água, do que você lembra primeiro? Provavelmente você pode ter pensado no mar, num rio, na água que sai da torneira ou até na chuva. Mas provavelmente não pensou no gelo, na neve nem em uma nuvem. Isso acontece porque é mais fácil associar a água ao estado líquido do que ao estado sólido ou ao vapor. Estamos acostumados a pensar na água e na sua importância apenas como um líquido vital e nem lembramos de gelo ou nuvem. Quando estudamos o ciclo da água reconhecemos o papel de cada etapa, mas devemos entender bem o que são os diferentes estados físicos: sólido, líquido e gasoso.
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Observe a figura ao lado. Perceba que no estado líquido a forma da água é de acordo com o recipiente onde se encontra. Por exemplo, a água que está no copo tem a forma do copo. A água da garrafa tem a forma de garrafa. A água do rio se for colocada num balde, ficará com a forma do balde. Portanto dizemos que no estado líquido a água assume a forma do recipiente onde está contida. |  Figura 9: Estado líquido |
 Figura 10: Estado sólido | Observe agora a água no estado sólido: Neste estado a água terá a forma do recipiente onde congelou. Se você tirar o gelo do recipiente onde está, não vai conseguir enfiá-lo numa garrafa, ou, se deixar uma garrafa de água no congelador, terá que esperar descongelar para conseguir colocá-la no copo. Quando a temperatura é baixa, menor que 0C e ao nível do mar, a água congela, ou seja, passa do estado líquido para o estado sólido e adquire a forma do recipiente onde está contida. |
E finalmente o estado gasoso: A água encontra-se na forma de vapor quando está a mais de 100C. Possui as características de um gás, mas não dizemos estado gasoso da água, e sim vapor de água. Assim como no estado líquido, o gás adquire a forma de acordo com o recipiente onde se encontra. |  Figura 11: Vapor d'água |
 | A água é composta por várias moléculas. Cada molécula contêm dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Esta estrutura química é responsável por algumas propriedades que tornam a água fundamental para a existência de vida no planeta Terra. |
Para compreender as propriedades são propostas algumas atividades práticas simples, que podem ser realizadas com os alunos:
1. Coloque água num copo de papel e aqueça-o. Use um termômetro para registrar a temperatura da água. Em seguida aqueça um copo de papel vazio. Observe o que acontece.
Explicação: Quando esquentamos um copo de papel com água dentro, observamos que o papel não queima, e que a temperatura da água aumenta. Isso acontece porque a água é capaz de absorver o calor do copo, de modo que este não queime. Essa capacidade é conhecida como capacidade térmica, e no caso da água se diz alta capacidade térmica, porque é necessário fornecer muito calor para conseguir aumentar a temperatura da água. O calor específico é a quantidade de calor necessária para alterar em 1°C a temperatura. A água possui um elevado calor específico, ou seja, é necessário fornecer ou retirar uma grande quantidade de calor para que se altere a temperatura.
1. Coloque 3 colheres de açúcar ou sal num copo com água e mexa. O que aconteceu com o açúcar/sal que foi colocado na água? Desapareceu, não existe mais?
Explicação: Podemos dizer que desapareceu, porque não o enxergamos mais, porém ele ainda está no copo, ou melhor, está dissolvido na água, portanto não sumiu! A água é capaz de quebrar, como se estivesse desmanchando o açúcar ou sal em partes tão pequenas que não conseguimos mais enxergá-las. Essa capacidade de dissolver as substâncias faz com que a água seja considerada umsolvente universal.
2. Continue colocando açúcar ou sal na água até conseguir observá-los no fundo do copo.
Explicação: Depois de uma determinada quantidade de açúcar ou sal colocada, a água não é mais capaz de dissolvê-los. Dizemos então que neste momento foi atingido o ponto de saturação, ou seja, não importa a quantidade da substância, pois não ocorrerá mais dissolução.
1. Pingue algumas gotas de corante num copo com água, pode ser a anilina, azul de metileno ou tinta guache. Coloque uma rosa no copo e espere cerca de 30 minutos. Observe o que acontece na flor.
Explicação: As pétalas mudam de cor porque o corante é transportado pela água através dos vasos condutores das plantas, do ramo até a flor. Esta prática caracteriza a capacidade de transporte de líquidos ou partículas que a água possui.
1. Introduza o dedo lentamente num copo com água até atingir o fundo. Em seguida, coloque outros objetos como alfinete, gilete ou tampa de caneta. Coloque agora algumas gotas de detergente no copo e observe.
Explicação: Devido às características físicas e químicas da água forma-se uma tensão superficial. Esta tensão é uma força capaz de manter a água unida, coesa, como se existisse uma capa cobrindo a água. Objetos leves não conseguem romper esta camada, e portanto não afundam, e às vezes nem se molham. O detergente, porém, é capaz de romper esta película que se forma na superfície da água, "quebrando" a tensão superficial.
Repetindo: as características da água fazem deste elemento um recurso único e fundamental na natureza.
Graças à capacidade térmica, os vegetais conseguem absorver a radiação solar (para realizar a fotossíntese) sem se queimarem. A transpiração, tanto nos vegetais quanto nos animais, tem o mesmo efeito: auxilia o resfriamento do corpo, pois a água, quando evapora, absorve uma grande quantidade de calor do meio onde está. Outro exemplo é a água do mar ou mesmo piscina: quando há uma variação grande de temperatura externa, a temperatura da água quase não se altera
A capacidade da água de transportar substâncias é vital nos seres vivos, pois o sangue, que é constituído por aproximadamente 60% de água, transporta gases, nutrientes e produtos da excreção para diferentes partes do corpo.
 Figura 13: Besouros | A tensão superficial permite que alguns insetos, como os besouros, por exemplo, consigam se movimentar na superfície da água. Além de leves, as patas dos insetos são largas e desta maneira diminuem a pressão do corpo na água. Lembre-se de que quanto maior a área de um corpo, menor é a pressão que ele exerce numa superfície. |
Como vimos anteriormente a água pode ser encontrada sob diversas formas na natureza. Para que possa ser consumida pelo ser humano entretanto, deve reunir qualidades visuais como incolor ou transparente, ser inodora (sem cheiro), e insípida (sem gosto de outras substâncias) sendo então considerada água potável. A presença de sais minerais dissolvidos caracteriza a água mineral que geralmente é potável. É possível retirar os minerais da água usando um aparelho conhecido como destilador. A água sem minerais é usada em laboratórios químicos e é conhecida como água destilada. A água destilada não deve ser consumida, pois além do gosto ruim, pode fazer mal à nossa saúde.
É importante diferenciar as características da água potável para outros líquidos que bebemos: o suco tem cor, cheiro e sabor da fruta do qual é feito, o refrigerante tem cor e sabor artificiais, além da consistência diferente.
A água do mar não é potável, porque possui uma quantidade elevada de sais dissolvidos. Se bebermos um pouco percebemos o gosto de sal, que em excesso prejudica nosso organismo. Rios e lagos próximos de cidades também possuem água que não deve ser consumida, principalmente porque nela podem estar presentes alguns microrganismos que causam doenças, além de outras substâncias químicas.
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A água sempre foi utilizada pelos seres humanos como recurso, seja para o próprio consumo ou fonte de alimentos. O estabelecimento de um grupo de pessoas em um local era determinado em grande parte pela presença de água nas proximidades.
Com o passar do tempo o ser humano aprendeu a utilizar a força das águas para fazer funcionar moinhos e máquinas.
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 Figura 15: Usina Hidrelétrica de Itaipu |  Figura 16: Irrigação | |
 Figura 17: Higiene | Usamos água diariamente, na nossa higiene, para o consumo e até recreação e geralmente nem nos damos conta da importância da água. Quando ligar o chuveiro na próxima vez procure refletir um pouco sobre este recurso. |  Figura 18: Recreação |
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As estações de tratamento são locais onde a água é tratada para que possa ser consumida. As etapas do tratamento são semelhantes aos processos que ocorrem na natureza, embora sejam usadas substâncias que acelerem a purificação. O tratamento é feito em várias etapas:
 Figura 19: Modelo de estação de tratamento de água.2) Depositada em um tanque, a água recebe duas substâncias: cal e sulfato de alumínio. Esses produtos fazem a sujeira descer para o fundo do tanque. | 3) Passa por grandes filtros de cascalho, que são pequenas lascas de rocha, depois por filtros de areia. 4) A seguir, é misturada com produtos químicos, como o cloro, que matam os micróbios. Em alguns lugares também recebe flúor. 5) Saindo das estações de tratamento, a água é recolhida em grandes reservatórios e daí canalizada e distribuída para os bairros, chegando até as torneiras onde será utilizada. As caixas d'água são reservatórios temporários de água. Embora fiquem tampadas, é necessário que sejam esvaziadas e lavadas duas vezes por ano. |
Assim purificada, a água torna-se potável, isto é, própria para o consumo. A água potável não tem gosto, cor ou cheiro, mas conserva os sais minerais.
A água usada para beber deve ser filtrada ou fervida, diminuindo assim o risco de contaminação por doenças. Caso a água não venha de uma estação de tratamento, além de filtrar ou ferver, deve-se clorar. Para clorar, pingue uma gota de cloro para cada litro de água, agite e deixe descansar por 20 minutos (a Secretaria do Meio Ambiente fornece cloro gratuitamente).
No começo desta unidade falamos sobre a água subterrânea e sua utilização através da construção de poços artesianos e freáticos. Geralmente a água retirade de poços é de ótima qualidade devido à infiltração no solo.
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Devido à capacidade de transporte a água tem sido utilizada também para lançamento de resíduos.
 Figura 20: Peças sanitárias. | Da pia da cozinha, do vaso sanitário e dos ralos partem canos que conduzem a água misturada com resíduos para tubos que formam os canais de esgoto da cidade. Todo este material segue em tubulações maiores até estações de tratamento. |  Figura 21: Esgoto |
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A água contaminada industrialmente contém compostos químicos, geralmente resíduos, que são transportados e podem se transformar em produtos danosos à saúde não só de seres humanos mas de outros organismos. Embora existam leis que proíbem lançamentos de resíduos sem tratamento, muitas indústrias continuam despejando produtos químicos, substâncias tóxicas e mesmo objetos maiores sem controle.
 | Seres patogênicos, geralmente microscópicos, como bactérias e vírus, são encontrados na água onde não há tratamento de esgoto doméstico. Pessoas doentes liberam através das fezes e urina microrganismos que continuam vivos e podem infetar outras pessoas. Algumas doenças como cólera, pólio e hepatite são transmitidas pela água. |
A agricultura usa água principalmente na irrigação, mas também para lavar locais onde ficam os animais e embalagens de pesticidas, geralmente tóxicos. A atividade agrícola portanto também pode causar poluição da água, através do escoamento de água contaminada para um rio ou infiltrando-se até atingir lençóis de água subterrâneos.
A utilização da água nas atividades humanas, sem que haja um devido tratamento para resíduos domésticos, industriais e agrícolas, pode provocar uma série de problemas, como a transmissão de doenças, contaminação e poluição de rios e da água subterrânea.
 | ENCHENTES: Nas cidades as enchentes causam muitos transtornos. Não só dificuldades de acesso e problemas de trânsito mas também aumento de doenças. Lembre-se da capacidade de transporte da água: podem ser levados organismos nocivos de um local a outro da cidade. As enchentes são causadas por dificuldades de escoamento da água. Nas cidades existe muito asfalto e concreto que dificultam a infiltração da água, até mesmo bueiros entupidos por lixo contribuem. É necessário entretanto lembrar que as enchentes são naturais e as consequências podem ser previstas. |
CURIOSIDADE
No Pantanal (região Centro-Oeste do Brasil), durante quase metade do ano, as terras ficam encobertas com água. Para permitir que o gado continue se alimentando, os peões os conduzem até as partes mais altas das fazendas.
Inúmeros casos de inundação e destruição de cidades inteiras ocorrem desde os tempos mais antigos, na região situada entre os rios Tigre e Eufrates, ou no rio Nilo, todos em regiões desérticas. Os egípcios construíram as "estações de medição de enchentes", ou nilômetros, em comunicação com o Nilo, para verificar a qualquer momento o nível e a tendência do rio subir ou baixar, prevendo as grandes cheias e as secas prolongadas. O rio Nilo é o rio mais longo do mundo e responsável pela fertilidade das terras à sua margem. |  |
A poluição da água pode ser medida de várias maneiras:
DBO: Nos sistemas aquáticos ocorrem processos naturais para "limpar" a água. O que acontece, por exemplo, com os peixes ou plantas depois que morrem? Boa parte pode ser consumida por outros organismos, mas o resto é decomposto. A decomposição é um processo lento que consome oxigênio. A quantidade de oxigênio consumida é chamada Demanda Bioquímica de Oxigênio. O mesmo processo de decomposição ocorre também com esgoto lançado na água. Porém quando se lança uma grande quantidade de resíduos , o tempo necessário para decomposição é maior e às vezes incompleto. O índice (DBO), portanto, é usado para caracterizar substâncias quanto ao tempo necessário para serem "eliminadas" do ambiente.
COLIFORMES FECAIS: Ocasionalmente ouvimos nos noticiários que foi encontrado uma quantidade elevada de coliformes fecais no leite ou na água de abastecimento de uma cidade, mas o que isto significa? Dentro do nosso corpo existem bactérias (do tipo coliformes) que são eliminadas quando evacuamos. Quando é encontrada uma quantidade elevada de coliformes na água pode-se concluir que não houve um tratamento adequado da água.
METAIS PESADOS: Vimos que a água pode transportar partículas que nem conseguimos enxergar. Algumas delas podem tornar-se tóxicas se presentes em grandes quantidades. Geralmente estas substâncias vêm de indústrias e de produtos químicos usados na agricultura. Se na análise de água é encontrada elevada concentração de metais ou outros elementos, significa que não houve tratamento de resíduos.
2.Solo
INTRODUÇÃO
Na parte 1 dissemos que a maior parte do planeta é constituída por água. Observe a mesma figura e visualize o que não é água. O que está sendo representado?
 | O que está representado em marrom é a parte terrestre do planeta, que constitui os continentes. Os continentes ocupam cerca de 30% da superfície terrestre. Os seis continentes do planeta são (em ordem decrescente de tamanho): Ásia, América, África, Antártida, Europa e Oceania. |
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Para evitar confusão, vamos empregar a palavra “solo” onde realizamos atividades diversas, nos sustentamos, construímos, plantamos e retiramos minerais. Entretanto, são diversas as definições de solo, conforma o enfoque desejado. Abaixo estão listados alguns exemplos destas definições segundo as diferentes áreas:
Engenharia civil: material escavável, que perde sua resistência quando em contato com a água.
Agronomia: camada superficial de terra arável, possuidora de vida microbiana.
Arqueologia: material no qual se encontram registros de civilizações e organismos fósseis.
Geologia: produto do intemperismo físico e químico das rochas.
Pedologia: camada viva que recobre a superfície da terra, em evolução permanente, por meio da alteração das rochas e de processos pedogenéticos comandados por agentes físicos, biológicos e químicos Esta é a ciência que estuda a formação do solo, e foi iniciada na Rússia por Dokuchaiev no ano de 1880.
O solo é o resultado de algumas mudanças que ocorrem nas rochas. Estas mudanças são bem lentas, sendo que as condições climáticas e a presença de seres vivos são os principais responsáveis pelas transformações que ocorrem na rocha até a formação do solo. Para entendermos melhor este processo, acompanhe atentamente a seqüência abaixo:
1) Rocha matriz exposta.
2) Chuva, vento e sol desgastam a rocha formando fendas e buracos. Com o tempo a rocha vai esfarelando-se.
3) Microrganismos como bactérias e algas se depositam nestes espaços, ajudando a decompor a rocha através das substâncias produzidas.
4) Ocorre acúmulo de água e restos dos microrganismos.
5) Organismos um pouco maiores como fungos e musgos, começam a se desenvolver.
6) O solo vai ficando mais espesso e outros vegetais vão surgindo, além de pequenos animais.
7) Vegetais maiores colonizam o ambiente, protegidos pela sombra de outros.
8) O processo continua até atingir o equilíbrio, determinando a paisagem de um local.
Todo este processo leva muito tempo para ocorrer. Calcula-se que cada centímetro do solo se forma num intervalo de tempo de 100 a 400 anos! Os solos usados na agricultura demoram entre 3000 a 12000 anos para tornarem-se produtivos.
Figura 26: Processo de formação de solos
 | Você consegue imaginar uma plantação neste costão rochoso? É esquisito, parece que não existe solo. Observamos uma vegetação rasteira no alto do morro, mas, além do declive e da proximidade do mar, a foto mostra rochas que não se transformaram em solo propriamente dito, aquele que pode ser cultivado. Isto não quer dizer, entretanto, que toda rocha obrigatoriamente deverá se transformar em solo. |
É importante visualizar os solos como corpos dinâmicos naturais, cujas características (como a de um ser vivo) são decorrentes das combinações de influências que recebem. Como o solo é substrato onde evoluem outros sistemas, tais características irão também influenciar na evolução de diferentes componentes das paisagens como: relevo, vegetação, comportamento hídrico.
O processo de formação de solos é chamado de intemperismo, ou seja, fenômenos físicos, químicos e biológicos que agem sobre a rocha e conduzem à formação de partículas não consolidadas.
Intemperismo físico: promove a modificação das propriedades físicas das rochas (morfologia, resistência, textura) através da desagregação ou separação dos grãos minerais antes coesos, acarretando no aumento da superfície das partículas, mas não modificando sua estrutura. Sua atuação é acentuada em virtude de mudanças bruscas de temperatura. Ciclos de aquecimento e resfriamento dão origem a tensões que conduzem a formação de fissuras nas rochas assim desagregando-as. A mudança cíclica de umidade também pode causar expansão e contração. Espécies vegetais de raízes profundas, ao penetrarem nos vazios existentes, também provocam aumento de fendas, deslocamento de blocos de rochas e desagregação.
A superfície exposta ao ar e a água, aumentada pela fragmentação, abre caminho e facilita o intemperismo químico.
Intemperismo químico: ocorre quando estratos geológicos são expostos a águas correntes providas de compostos que reagem com os componentes minerais das rochas e alteram significativamente sua constituição. Esse fenômeno é o intemperismo químico, que provoca o acréscimo de hidrogênio (hidratação), oxigênio (oxigenação) ou carbono e oxigênio (carbonatação) em minerais que antes não continham nenhum destes elementos. Muitos minerais secundários formaram-se por esses processos. Este tipo de intemperismo é mais comum em climas tropicais úmidos.
Intemperismo biológico: é caracterizado por rochas que perdem alguns de seus nutrientes essenciais para organismos vivos e plantas que crescem em sua superfície.
À medida que o intemperismo vai atuando (tempo), a camada de detritos torna-se mais espessa e se diferencia em subcamadas (horizontes do solo), que em conjunto formam o perfil do solo. O processo de diferenciação dos horizontes ocorre com incorporação de matéria orgânica no seu interior. Partículas migram descendentemente, levadas pela gravidade e até realizam movimentos ascendentes carregadas com a ascensão do lençol freático. Ainda, deve ser considerada a atuação de plantas, cujas raízes absorvem elementos em profundidade e estes são incorporados à superfície.
Na verdade, a origem e evolução dos solos são condicionadas por cinco fatores:
Material de origem: a ação do intemperismo nas rochas depende de seus materiais constituintes, sua estrutura e composição mineralógica;
Clima: precipitação e temperatura regulam a natureza e a velocidade das reações químicas. A disponibilidade de água (chuvas) e a temperatura agem acelerando ou retardando as reações do intemperismo;
Relevo: a topografia e a cobertura vegetal regulam a velocidade do escoamento superficial das águas pluviais. Isto interfere na quantidade de água que infiltra e percola no solo. Este processo (em tempo suficiente) é essencial para consumação das reações e drenagem;
Microrganismos: a decomposição de matéria orgânica libera gás carbônico cuja concentração no solo pode ser até 100 vezes maior que na atmosfera. Isso diminui o pH das águas de infiltração. Alguns minerais, como alumínio, tornam-se solúveis somente em pH ácido, isto é, necessitam desta condição para se desprender de sua rocha de origem. Outros produtos de metabolismo, como ácidos orgânicos secretados por liquens, influenciam também os processos de intemperismo.Assim como raízes que exercem forca mecânica nas rochas que pode acarretar em sua desagregação;
Tempo: variável dependente de outros fatores que controlam o intemperismo, principalmente dos constituintes do material de origem e do clima. Em condições de intemperismo pouco agressivas é necessário um tempo mais longo de exposição para haver o desenvolvimento de um perfil de alteração.
Chama-se de perfildo solo a seção vertical que, partindo da superfície, aprofunda-se até onde chega a ação do intemperismo, mostrando, na maioria das vezes, uma série de camadas dispostas horizontalmente (horizontes), paralelas à superfície do terreno, que possuem propriedades resultantes dos efeitos combinados dos processos de formação do solo (pedogênese).
A natureza e o número de horizontes variam de acordo com os diferentes tipos de solo. Os solos geralmente não possuem todos esses horizontes bem caracterizados, entretanto, pelo menos possuem parte deles.
Horizonte O: camada orgânica superficial. É constituído por detritos vegetais e substâncias húmicas acumuladas na superfície, ou seja, em ambientes onde a água não se acumula (ocorre drenagem). É bem visível em áreas de floresta e distingui-se pela coloração escura e pelo conteúdo em matéria orgânica (cerca 20%).
Horizonte A: camada mineral superficial adjacente à camada O ou H. É o horizonte onde ocorre grande atividade biológica o que lhe confere coloração escurecida pela presença de matéria orgânica. Existem diferentes tipos de horizontes A, dependendo de seus ambientes de formação. Esta camada apresenta maior quantidade de matéria orgânica que os horizontes subjacentes B e C.
Horizonte E ou B: camada mineral situada mais abaixo do horizonte A. Apresenta menor quantidade de matéria orgânica, e acúmulo de compostos de ferro e argilo minerais. Ocorre concentração de minerais resistentes, como quartzo em pequenas partículas (areia e silte). Éo horizonte de máximo acúmulo, com bom desenvolvimento estrutural.
Horizonte C: camada mineral de material inconsolidado, ou seja, por ser relativamente pouco afetado por processos pedogenéticos, o solo pode ou não ter se formado, apresentando-se sem ou com pouca expressão de propriedades identificadoras de qualquer outro horizonte principal.
Horizonte R: camada mineral de material consolidado, que constitui substrato rochoso contínuo ou praticamente contínuo, a não ser pelas poucas e estreitas fendas que pode apresentar (rocha).
As práticas a seguir reforçam os principais conceitos relativos à ciência do solo. A verificação de algumas características mencionadas anteriormente familiariza o aluno com este meio que muitas vezes é injustamente ignorado, já que culturalmente aprendemos a associar terra com coisa suja ou podre devido à cor e à textura. Através destas práticas espera-se que os alunos reconheçam a importância do solo, manuseando e investigando este que é um recurso valiosíssimo.
Reconhecer os principais componentes do solo
1. Encher um copo com água até metade, colocar 2 ou 3 colheres de amostra de solo e mexer. Observar através do líquido o feixe de luz de uma lanterna e comparar com água limpa. Filtrar a mistura através de um pano limpo e analisar o que ficou retido no pano.
2. Colocar um pouco do solo numa colher ou numa espátula e aquecer. Colocar um vidro de relógio, um espelho ou outra superfície de vidro próxima à colher sem encostar. Observe o que acontece no vidro.
Explicação: Com estes procedimentos podemos identificar a presença de ar através do desprendimento das bolhas, de partículas sólidas que turvam a água limpa e da água através da condensação no vidro. Se prosseguirmos com o aquecimento iremos verificar verificaremos mudança na cor, indicando a queima da matéria orgânica do solo.
CARACTERÍSTICAS DO SOLO
Cor
Se alguém lhe perguntar qual é a cor do solo, você provavelmente dirá marrom. Mas você deve ter notado quantas cores diferentes de solo existem. A variação é muito grande nos tons de marrom, podendo chegar até preto, vermelho, amarelo, acinzentado.Essa variação irá depender do material de origem como também de sua posição na paisagem, conteúdo de matéria orgânica, e mineralogia, dentre outros fatores. Por exemplo, quanto maior a quantidade de matéria orgânica, mais escura é a cor do solo, o que pode indicar fertilidade ou apenas condições desfavoráveis à decomposição da mesma. As cores com tonalidades avermelhadas ou amareladas estão associadas aos diferentes tipos de óxidos de ferro existentes no solo. Quando a quantidade destes óxidos é grande, os solos apresentam-se vermelhos, como por exemplo, a terra roxa. Já os solos com elevada quantidade de quartzo na fração mineral apresentam coloração clara.
Em solos com baixa capacidade de drenagem, isto é, com excesso de água, a cor é acinzentada. Isto, porque os óxidos de ferro são lavados para o lençol freático, o que torna o solo mais claro. A cor branca a acinzentada é conseqüência da presença de minerais silicatados existentes na fração argila do solo.
Textura
É o tamanho relativo das diferentes partículas que compõem o solo, sendo que a prática de sua quantificação é chamada granulometria. As partículas menores que 2 mm de diâmetro (areia, silte e argila), são as de maior importância, pois muitas das propriedades físicas e químicas da porção mineral do solo dependem das mesmas. Assim, usualmente se consideram apenas as três frações menores para caracterizar a textura. Para o estudo da textura geralmente são utilizadas peneiras (para solos granulares) padronizadas, nas quais uma porção de solo é separada nos diferentes tamanhos constituintes. No caso de solossilto-argilosos, utiliza-se o procedimento do densímetro ou então o da pipetagem. Para a determinação textura temos:
Silte: partícula com diâmetro entre 0,005mm e 0,05mm
Areia fina: partícula com diâmetro entre 0,05mm e 0,42mm
Areia média: partícula com diâmetro entre 0,42mm e 2,0mm
Areia grossa: partícula com diâmetro entre 2,0mm e 4,8mm
Pedregulho: partícula com diâmetro entre 4,8 e 76 mm .
Consistência
A consistência está relacionada com a influência que as forças de coesão e de adesão exercem sobre os constituintes do solo, de acordo com suas variáveis estados de umidade. A força de coesão se refere à atração entre partículas sólidas, entretanto, a força de adesão está relacionada à atração entre as partículas sólidas e as moléculas de água. Assim, um solo pode ser muito duro quando está seco, e pegajoso quando está molhado.
Porosidade
Refere-se à porção de espaços ocupados pelos líquidos e gases em relação ao espaço ocupado pela massa de solo (relação entre volume de vazios e volume total de uma amostra de solo). Divide-se em micro e macro porosidade, sendo que esta variação deve-se à forma e ao imbricamento dos grãos (como estes se encaixam). A porosidade está diretamente relacionada com a circulação de água no solo, isto é, as redes de poros podem estar conectadas permitindo a circulação de água, ou podem estar também isolados, o que permite que a água fique em seu interior, mas não circule.
É a maior ou menor facilidade com que a percolação da água ocorre através de um solo. A permeabilidade é influenciada pelo tamanho e arranjo das partículas, e pela sua porosidade. Ainda, deve-se ressaltar a importância da viscosidade e temperatura da água.
Diante do exposto, é possível considerar que o solo é um material poroso, composto pelas fases sólida, líquida e gasosa, e que se origina pela intemperização física e química das rochas situadas em determinado relevo e sujeitas à ação do clima e dos organismos vivos. Abaixo, estão listadas as substâncias sólidas, líquidas e gasosas que compõem o solo.
rochas. Partículas orgânicas: formadas por restos de seres vivos ou produtos eliminados por estes. |
ATIVIDADES PRÁTICAS
São propostas atividades para facilitar a compreensão de alguns conceitos deste capítulo. É importante que todos na escola se envolvam, uma vez que a saída ao campo sempre rende troca de experiências e oportunidade de trabalhar vários assuntos. A data deve ser previamente combinada com os alunos; peça para trazerem pás ou colheres de casa, saquinhos de supermercados sem furos e fita crepe, além de uma roupa que se possa sujar bastante! A turma pode ser dividida em grupos com até 5 pessoas.
Observação do solo
1. Observar o solo em diferentes locais e recolher amostras em sacos plásticos, rotulá-los e levá-los até a classe. Pode ser escolhido o solo do jardim da escola, de um terreno baldio, de uma horta, enfim, de locais com solos aparentemente bem distintos. Com auxílio da pá ou da colher, recolher amostras do solo (aproximadamente meio saquinho). Marcar com a fita crepe o local da coleta. Na classe, cobrir as mesas com papel; colocar um pouco das amostras num pires, ou vidro de relógio. Usar uma lupa pode facilitar a observação. Orientação: Procure observar e listar semelhanças e diferenças entre amostras, quanto à cor, textura, consistência e presença de organismos.
Horizontes do solo
1. Procurar um perfil de solo e distinguir os horizontes. O perfil pode ser visto através de um corte vertical e profundo do solo, geralmente nas margens de estradas ou barrancos. Se não encontrar, pode ser feito um buraco amplo de 1,50 m aproximadamente. Procure identificar quantas camadas podem ser distinguidas de cima para baixo e do que é composta cada uma. Observe também qual a cor e a profundidade de cada camada. Recolher amostras de cada horizonte e rotulá-las. Descrever quanto a cor, textura, consistência, presença de organismos e profundidade.
Orientação: As observações dos alunos podem ser apresentadas através de atividades artísticas, usando lápis de cor, giz de cera, guache e até materiais como algodão, papel higiênico ou o que for mais conveniente. O objetivo é comparar os diferentes horizontes quanto à composição.
As partículas do solo estão em contato umas com as outras, ou seja, aderidas, mesmo havendo ar entre elas. Entretanto, a proporção entre os grãos que compõem as partículas varia de solo para solo. Por exemplo, quando dizemos solo arenoso, não quer dizer que só tem areia, mas que a quantidade de grãos de areia é maior que a de outros grãos, já no solo argiloso há predominância de partículas de argila em relação às demais. Em solos arenosos, onde as partículas são maiores, a permeabilidade é maior, uma vez que os espaços existentes entre grãos de areia também são mais pronunciados. Já em solos argilosos, como as partículas são menores, estas podem “se encaixar”, deixando menores espaços entre si e, portanto diminuindo a permeabilidade. Isto pode ser observado tomando-se um punhado de grãos de arroz e outro de farinha, por exemplo.
O que pode ocorrer, principalmente em regiões de clima tropical, é a grande intensidade do intemperismo químico, isto é, as partículas intemperizadas se aglomeram formando estruturas maiores, e assim, os espaços entre os “grãos maiores” permitem maior permeabilidade. O latossolo brasileiro, por exemplo, é bastante argiloso e, no entanto, a água percola com facilidade em suas estruturas consolidadas.
Permeabilidade
O objetivo desta atividade é comparar a permeabilidade de diferentes amostras de solo. Para tanto, serão utilizados os seguintes materiais: copinhos, funis e suportes para funis, uma espátula, amostras de solo, água, relógio ou cronômetro.
O procedimento consiste em colocar um funil sobre cada suporte e um copinho embaixo do funil. Separar uma amostra de solo e desfazer os torrões. Usando a espátula, encher cada funil até a metade com cada amostra de solo. Molhar vagarosamente cada amostra com a mesma quantidade de água, de forma que fique completamente umedecida. Encher os copinhos de água e despejar vagarosamente e ao mesmo tempo nos funis. Anotar o tempo que demoroupara a água passar pela amostra de solo.
1)Qual o volume aproximado que cada solo reteve?
2)Em que amostra a água passou com maior dificuldade?
3)Qual a amostra que apresenta maior permeabilidade?
As diferentes características dos solos permitem compará-los e classificá-los. Desta forma, os solos mais comuns no Brasil são:
a) Latossolos: são os solos predominantes no Brasil e, em geral, apresentam relevo suave, grande profundidade, alta permeabilidade e baixa capacidade de troca catiônica. Ocorre a predominância de óxidos de ferro, de alumínio e caulinita, que é uma argila de baixa atividade, sendo predominante na fração argila dos latossolos. Esta combinação química, juntamente com matéria orgânica e alta permeabilidade e aeração conferem ao latossolo uma estrutura fina, muito estável que facilita o cultivo. Em caso de compactação subsuperficial, a erodibilidade destes solos aumenta, exigindo cuidados redobrados no seu manejo. Dentro da classificação de latossolos, ainda existe uma subdivisão, ou seja, eles podem ser classificados de acordo com sua coloração, a qual reflete maior ou menor riqueza em óxidos de ferro. Assim, predominam no Brasil os seguintes latossolos: Latossolo Roxo, Latossolo Bruno, Latossolo Vermelho-Escuro, Latossolo Vermelho Amarelo e, Latossolo Amarelo. O teor de óxidos de ferro decresce do Latossolo Roxo para o Latossolo Amarelo. O Latossolo Roxo apresenta-se, em relação aos demais, com maior fertilidade, ocorrendo, porém, em menor freqüência.
b) Podzólicos ou Argissolos: são solos profundos e menos intemperizados do que os Latossolos podendo apresentar maior fertilidade natural e potencial. Esses solos são desenvolvidos basicamente a partir de produtos da intemperização de arenitos, com seqüência de horizontes A, B e C bem diferenciados e com suas transições geralmente bem definidas. A principal característica deste solo é a diferença textural entre os horizontes A e B, visto que no horizonte B concentra-se teor mais elevado de argila do que no horizonte A, onde, entretanto, a atividade biológica apresenta-se intensa. O acúmulo de argila no horizonte B torna os solos podzólicos menos permeáveis, portanto mais propensos à erosão hídrica.
c) Aluviais: são solos pouco desenvolvidos, provenientes de sedimentos, geralmente de origem fluvial, apresentando grande heterogeneidade entre si, como também ao longo do seu perfil. Ocorrem em relevo plano, várzeas e em áreas próximas aos rios. Suas maiores limitações de uso referem-se aos riscos de inundações periódicas e elevação do lençol freático. Uma vez que esses solos apresentam horizonte A diretamente assentado sobre o horizonte C, todos os cuidados devem ser tomados nos trabalhos de sistematização para uso. Excessivos cortes podem expor o horizonte C, reduzindo a capacidade produtiva.
d) Hidromórficos: são desenvolvidos em condições de excesso d’água, ou seja, sob influência de lençol freático. Estes solos apresentam a cor cinza em virtude da presença de ferro reduzido, ou ausência de ferro trivalente. Logicamente, ocupam baixadas inundadas, ou freqüentemente inundáveis. Pelas condições onde se localizam, são solos difíceis de serem trabalhados. Existem dois tipos principais de solos hidromórficos: os orgânicos e os minerais.
e) Cambissolos: são solos pouco desenvolvidos em relação aos Latossolos e Podzólicos. Apresentam horizonte B em formação. São rasos e de elevada erodibilidade podendo em curto espaço de tempo ocorrer exposição de subsolo. A fertilidade do horizonte A está condicionada ao tipo de rocha formadora inicial. Por serem muito susceptíveis à erosão, normalmente não permitem um uso intensivo podendo, em condições naturais, ser observada a ocorrência de erosão laminar moderada, ou severa, bem como em sulcos e voçorocas.
f) Solos salinos ou halomórficos: caracterizam-se por uma concentração elevada de sais solúveis. São comuns nas partes baixas do relevo nas regiões áridas, semi-áridas e naquelas próximas do mar. São desprovidos de cobertura vegetal devido à elevada salinidade.
g) Litossolos: esta classe é constituída por solos pouco desenvolvidos, muito rasos, com o horizonte A assentado diretamente sobre a rocha. Situam-se nas áreas montanhosas. Os locais onde ocorrem este tipo de solo, são normalmente, destinados às áreas de preservação permanente.
Os diferentes tipos de solos proporcionam diferentes tipos de substratos, e por este motivo, a cobertura vegetal de uma área modifica-se de acordo com as características do terreno. As plantas conferem proteção ao solo, reduzindo o impacto das chuvas, diminuindo a velocidade da água através da copa das árvores e das raízes. Mesmo as folhas caídas contribuem para diminuir a ação da água no solo agindo como cobertura. Assim, a remoção de cobertura vegetal de forma não planejada é um dos principais fatores que podem desencadear a erosão, ou seja, o processo de desagregação e remoção de partículas do solo ou fragmentos de rocha, pela ação combinada da gravidade com a água, vento, gelo ou organismos. Muitas vezes, a quebra deste equilíbrio natural entre o solo e o ambiente (remoção da vegetação, desvio de cursos hídricos, etc) promovida e acelerada pelo homem, expõe o solo a formas menos perceptíveis de erosão, que promovem a remoção da camada superficial deixando o subsolo (geralmente de menor resistência) sujeito à intensa remoção de partículas, o que culmina com o surgimento de voçorocas.
Quando os processos erosivos não são controlados ou estabilizados, estes podem acarretar um pesado ônus à sociedade. Além de danos ambientais irreversíveis, produz também prejuízos econômicos e sociais, como por exemplo: diminuição da produtividade agrícola,redução da produção de energia elétrica e do volume de água para abastecimento urbano devido ao assoreamento de reservatórios; ameaçar obras viárias e áreas urbanas, além de uma série de transtornos aos demais setores produtivos da economia.
Figura 28: Exemplos de erosão (voçorocas). Fonte: EMBRAPA
ATIVIDADE PRÁTICA
A prática sugerida mostra o efeito da água e a ação da vegetação protegendo o solo. Quando for este conceito for trabalhado com os alunos, procure mostrar através de reportagens em jornais e revistas como a erosão pode ter efeitos extremamente danosos, embora seja um processo natural.
Usar duas caixas grandes, porém rasas, de madeira ou papelão duro. Fazer um corte em V no centro de um dos lados de cada caixa. Colocar um pouco de solo em cada uma, e cobrir com grama apenas uma delas. Verter água lentamente em um dos lados. Observar em qual das caixas a água flui mais rapidamente.
Dica: Para evitar que a água escorra por baixo, forre as caixas com um saco plástico e coloque um prato embaixo de cada corte. Procure deixar as caixas um pouco inclinadas, usando um suporte por baixo das caixas. Se for possível repita a atividade usando um ventilador para observar o efeito do vento.
Figura 29: Animais que vivem no solo
Além disto, pequenos animais e vegetais do terreno são essenciais para a agricultura. Por exemplo: os pequenos canais, ou poros, feitos pelas minhocas, formigas, larvas e outros inúmeros insetos, servem para o ar circular e a água e as raízes das plantas penetrarem. | ||
 Esses animais, auxiliados por bactérias e fungos, trituram e decompõem a matéria orgânica, transformando-as em húmus, que torna os solos mais fofos e servem de nutrientes para as plantas. Os microorganismos também produzem substâncias que ajudam as culturas a crescer e se defenderem de pragas e doenças. | ||
Solo: “substrato” para plantas
Diversos elementos químicos são indispensáveis à vida vegetal, visto que, sem eles, as plantas não conseguem completar o seu ciclo de vida.
 Figura 30: Bonsai, árvore em miniatura. | O nitrogênio (representado por N) é responsável pela cor verde da folhagem e é o principal elemento químico para formação de proteínas. O fósforo (P) ajuda a formar raízes fortes e abundantes; contribui para formação e amadurecimento dos frutos e é indispensável na formação de sementes. O potássio (K) está relacionado com a formação de talos fortes e vigorosos, além de proteger a planta de enfermidades. O cálcio (Ca) ajuda no crescimento da raiz e do talo das plantas e também facilita a absorção dos nutrientes. O magnésio (Mg) é o elemento principal na formação da clorofila, sem a qual as plantas não produzem carboidratos. |
Além de nos sustentar e ser onde construímos nossas casas, o solo, por meio da agricultura, fornece a maior parte do alimento que consumimos.Para garantir a produção constante de alimentos, o ser humano passou a investir na agricultura. Construir armazéns para guardar o estoque de alimentos, desenvolver máquinas para facilitar seu trabalho, como tratores e arados; criar mecanismos de drenagem e irrigação pra controlar a quantidade de água e até mesmo escolher espécies mais resistentes ao ataque de organismos considerados pragas como insetos, fungos, bactérias ou vírus.
No entanto, deve-se considerar que o solo não é importante somente para a produção de alimentos, mas também, que exerce uma multiplicidade de funções, como a regulação da distribuição, escoamento e infiltração da água da chuva e de irrigação; armazenamento e ciclagem de nutrientes para as plantas e outros elementos além de ação filtradora e protetora da qualidade do ar e da água.
Como recurso natural dinâmico, o solo é passível de ser degradado em função do uso inadequado pelo homem. Condição em que o desempenho de suas funções básicas fica severamente prejudicado, acarretando interferências negativas no equilíbrio ambiental, diminuindo drasticamente a qualidade de vida nos ecossistemas, principalmente naqueles que sofrem mais diretamente a interferência humana como os sistemas agrícolas e urbanos.
A seguir, vamos listar algumas práticas agrícolas
e atividades
de exploração
comuns em quase todo o país que têm provocado prejuízos ao solo.
 Figura 31: Saúva | A substituição da cobertura vegetal original, geralmente composta por várias espécies de plantas, por uma cultura única, é uma prática danosa ao solo. Por exemplo: numa área de cerrado podemos encontrar tamanduás, emas, e até lobos-guará, sem contar os animais menores. Quando se derruba uma grande área de cerrado e planta-se, por exemplo, soja estes animais tem dificuldade para se alimentar, não encontram abrigos e dificilmente conseguem se reproduzir. Aqueles que sobrevivem procuram outros locais, invadindo áreas urbanas, tornando-se então presas fáceis. Por outro lado, alguns insetos encontram na plantação de soja alimento constante e poucos predadores, desta maneira se reproduzem intensamente tornando-se pragas. Outro efeito é o esgotamento do solo: na maioria das colheitas retira-se a planta toda interrompendo desta maneira o processo natural de reciclagem dos nutrientes. O solo torna-se empobrecido, diminui sua produtividade, tornando-se necessária então a posterior aplicação de adubos. |
 |  | Retirar a vegetação de um determinado local, além de alterar a paisagem contribui para o enfraquecimento do solo. O solo exposto fica sujeito à erosão, que é capaz de alterar a paisagem numa velocidade bem maior que os processos naturais. Em alguns locais é possível observar o efeito da erosão, num intervalo de tempo de apenas alguns anos. Com o passar do tempo, formam-se canais que vão tornando-se maiores podendo até formar uma voçoroca, A recuperação de uma área que foi desmatada sem controle e planejamento pode levar um tempo de até mais de 50 anos. |
Algumas vezes os agricultores fazem queimadas com a finalidade de limpar os terrenos para outro plantio. É uma prática antiga e barata, pois não é necessário gastar dinheiro com máquinas. O fogo mata, além das plantasanimais e os microrganismos. As cinzas são transportadas facilmente para outros locais, empobrecendo, desta maneira, o solo. Ressalta-se ainda que o nitrogênio e o enxofre são perdidos na própria queima. É verdade que nos dois primeiros anos após as queimadas a produção aumenta, porém, com o passar do tempo, a falta de nutrientes no solo faz diminuir a produção. | |
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 Figura 35: Extração de areia. | Na figura, podemos observar a retirada de areia do leito de um rio. A areia é retirada principalmente para uso na construção civil, fabricação de vidros e utensílios domésticos. |
Uso de fertilizantes | |
 Figura 36: Aplicação de fertilizantes | Os adubos ou fertilizantes são substâncias químicas geralmente de baixa toxicidade, não acarretandopoluição do solo quando empregados dentro das normas que regem a boa prática agrícola. A má utilização destes compostos (desrespeito às concentrações apropriadas a serem utilizadas, aos prazos de carência, e às técnicas de segurança) pode desencadear além da contaminação dos solos, a contaminação de rios, lençóis freáticos e do homem. |
Uso de pesticidas | |
 Figura 37: Aplicação aérea de pesticidas  Figura 38: Exposição humana durante a aplicação de pesticidas | Os pesticidas são compostos químicos naturais ou sintéticos utilizados para controlar insetos, ácaros, ervas daninhas, fungos e outras formas de vida animal ou vegetal, que prejudicam a lavoura, pecuária e outros produtos delas advindos. A industrialização dos pesticidas teve como objetivo o aumento da produtividade agrícola. Entretanto,sabe-se hoje em dia, que a falta de especificidade destes compostos, ou seja, o fato de eles não atingirem apenas os organismos alvo, bem comosua longa persistência no ambiente representam um grande risco à saúde dos ecossistemas. Ainda assim, acredita-se que estejam disponíveis no mercado mundial cerca de 15000 substâncias ou princípios ativos diferentes. De acordo com a sua natureza química, os pesticidas podem ser classificados como organofosforados, organoclorados, carbamatos e piretróides. Os organoclorados (aldrin, endosulfan, DDT, etc) são considerados os mais perigosos, uma vez que após aplicação no solo, eles podem permanecer no ambiente por mais de três décadas, contaminando aqüíferos, água superficiais, a biota e conseqüentemente o homem. As análises químicas de amostras de solo, água e dos alimentos são utilizadas como indicador de fontes de poluição ambiental, e servem também para fornecer informações a respeito dos riscos destas fontes para a população humana. |
A contaminação do solo tem sido uma das maiores preocupações ambientais, uma vez que, geralmente, esta interfere no ambiente global da área afetada (solo, águas superficiais e subterrâneas, ar, fauna e vegetação). Além das substâncias químicas (fertilizantes e pesticidas), os resíduos domésticos, industriais e hospitalares também são fontes de poluição. Por exemplo, em zonas suburbanas rurais praticamente não há saneamento básico e as instalações sanitárias são extremamente precárias Com a ausência de tratamento e canalização de esgotos e, conseqüentemente, a deposição de fezes diretamente sobre o solo, há uma intensa contaminação por ovos e larvas de helmintos. O controle deste tipo de poluição deve ser feito com medidas de educação sanitáriae de promoção social. Assim, a poluição dos solos também pode resultar em problemas na saúde pública.
A degradação ambiental no Brasil atinge níveis críticos e impõe elevados custos à sociedade. A grande perda de solos agricultáveis através da erosão e redução da capacidade produtiva do solo, o assoreamento dos cursos de água e represas e, conseqüentemente, o empobrecimento do produtor rural, com reflexos negativos para a economia nacional são exemplos deste ônus. Portanto, as ações voltadas para o racional uso e manejo dos recursos naturais, principalmente o solo, a água e a biodiversidade visam promover uma agricultura sustentável, aumentar a oferta de alimentos e melhorar os níveis de emprego e renda no meio rural.
A agricultura sustentável é vista como a melhor prática de conservação e manejo dos solos. Os objetivos de uma agricultura sustentável envolvem o desenvolvimento de sistemas agrícolas que sejam produtivos, conservem os recursos naturais, protejam o ambiente e melhorem as condições de saúde e segurança a longo prazo. Neste sentido, as práticas culturais e de manejo, como a rotação de culturas, o plantio direto, e o manejo conservacionista do solo, são muito aceitáveis, uma vez que, além de controlarem a erosão do solo e as perdas de nutrientes, mantêm e/ou melhoram a produtividade do solo.
3.Ar
Introdução
Nas parte anteriores indicamos no globo terrestre as partes ocupadas por água e por terra. Observe na figura abaixo o componente que reveste o planeta: a atmosfera.
A atmosfera é uma camada de ar (linha preta mais externa) que recobre todo o planeta, cerca de 11 quilômetros a partir da superfície. O que diferencia a atmosfera da Terra dos demais planetas é a composição dos gases. Devemos lembrar que esta tem sofrido modificações ao longo do tempo, desde a formação do planeta. Conversaremos sobre a atmosfera mais adiante... Vamos tratar agora do que compõe a atmosfera: o ar. |  Figura 41: A atmosfera da Terra. |
O ar é uma mistura de vários gases, vapor de água e partículas sólidas.
 Figura 42: Composição do ar. | O nitrogênio, presente em maior quantidade, é constituinte das proteínas. O oxigênio é utilizado principalmente na respiração dos organismos. Em terceiro lugar está o grupo dos gases nobres, elementos essenciais no metabolismo. O gás carbônico é utilizado principalmente na fotossíntese (produção do alimento pelos vegetais). Em outros estão agrupados vapor de água ( que confere umidade ao ar) e partículas sólidas. |
A proporção dos gases no ar é constante.
 Figura 43: Representação da atmosfera como uma camada revestindo o planeta. | Todos estes componentes da atmosfera formam uma "capa" que reveste o planeta. Esta capa permite a passagem dos raios solares que atingem a superfície, fornecendo luz e calor para todo o planeta. Esta mesma camada impede que o calor escape durante a noite, caso contrário a diferença de temperatura seria muito grande entre o dia e a noite. Este mecanismo é semelhante ao que ocorre em casas de vegetação ou estufas, e por isso conhecido como efeito estufa. |
A quantidade de vapor de água ou umidade do ar é variável e está relacionada com outros fatores climáticos como temperatura e pressão. A umidade absoluta do ar é a quantidade de água em estado de vapor na atmosfera e umidade relativa é a porcentagem de umidade máxima (saturação) que corresponde à mesma temperatura e pressão. A umidade pode ser medida com aparelhos conhecidos como higrômetros e é muito útil na meteorologia.
O higrômetro de cabelo baseia-se na capacidade do fio extender ou dilatar de acordo com a umidade. Para entender melhor: você já deve ter ouvido alguém comentar que num dia de chuva o cabelo fica mais enrolado ou "arrepiado", isto porque, de acordo com a umidade, o cabelo pode se esticar ou encolher. O psicômetro indica as diferenças entre os registros de um termômetro seco e um cujo depósito é rodeado por uma capa de água em evaporação.
A EXISTÊNCIA DO AR
Observe as figuras abaixo:
 | Enxergamos o pneu de bicicleta, o botijão e as folhas balançando mas não enxergamos o ar, uma vez que é constituído por gases que não são visíveis. Mas não podemos esquecer que é o ar que preenche os espaços vazios. |
ATIVIDADES PRÁTICAS
Estas atividades simples ajudarão o aluno a compreender que, apesar de não conseguirmos enxergar o ar, podemos comprovar sua existência. São colocadas algumas questões que devem ser debatidas, aproveitando para desenvolver os conceitos de matéria e espaço: "Toda matéria ocupa lugar no espaço e dois corpos não ocupam o mesmo lugar."
Existência do ar
1. Encha de ar uma bexiga e dê um nó na ponta. O que aconteceria se você não parasse de soprá-la? O que faz a bexiga mudar de tamanho até estourar?
Comentários: Quando enchemos a bexiga, colocamos bastante ar num espaço pequeno. Todos os componentes do ar vão ficando espremidos, fazendo força contra a parede da bexiga até chegar um momento que esta força é tão grande e capaz de estourar a bexiga.
A matéria ocupa lugar no espaço
1. Coloque um pouco de água em outra bexiga e tente soprar para enchê-la. Por que ficou mais difícil encher a bexiga que já tinha água?
2. Coloque um papel amassado dentro de um copo. Enfie o copo numa bacia com água. Depois retire o papel de dentro do copo. Está seco ou molhado? |  |
3. Pressione o êmbolo de uma seringa. Em seguida tampe com o dedo a extremidade menor e tente pressionar novamente. Repita o mesmo procedimento desta vez colocando água na seringa. O que existe dentro da seringa que dificulta o movimento do êmbolo? |  |
Comentários: Qualquer matéria ocupa lugar no espaço e é por isso que quando enchemos a bexiga ou a seringa com água fica difícil "colocar" mais ar dentro. O fato do papel permanecer seco também comprova a existência do ar, que impede a água de molhar o papel.
A força do ar contra a parede da bexiga, ou outra superfície qualquer, é chamada pressão.
Observe mais uma vez o esquema da atmosfera. Toda esta camada de ar está fazendo pressão sobre a superfície da Terra, da mesma maneira que o ar faz pressão contra a parede da bexiga. Nos lugares mais altos como morros e montanhas, a camada de ar é menor, portanto a pressão do ar também é menor. Em lugares mais baixos, por exemplo uma praia, a camada de ar é maior e desta maneira a pressão do ar também é maior.
É importante lembrar que o que varia é a quantidade de ar, mas não a proporção entre os componentes.
A pressão exercida pela atmosfera é chamada de pressão atmosférica.
Se compararmos a espessura da atmosfera em relação ao planeta, notamos que a atmosfera é como uma casca muito fina e por isso a pressão varia entre o mar e uma montanha. A variação da pressão atmosférica, ou pressão externa ao organismo, pode causar incômodo principalmente nos ouvidos, como um zumbido. Podemos sentir o efeito da pressão quando nos deslocamos em diferentes altitudes porque dentro do ouvido existe uma membrana muito sensível à variação de pressão que é o tímpano. O tímpano volta à posição normal logo depois de alguns minutos.
CURIOSIDADE
Algumas pessoas mascam chicletes, ou fazem movimentos de abrir e fechar a boca, para diminuir o efeito da variação de pressão. No meio aquático também podemos sentir este zumbido quando mergulhamos, afinal existe variação de pressão também dentro da água. Quando o mergulho é em profundidades maiores que 10 metros é necessário fazer descompressões antes de voltar a superfície, porque a diminuição da pressão pode liberar bolhas de nitrogênio no sangue. Este fenômeno é conhecido como Mal da Descompressão e pode até ser fatal!
Podemos usar o efeito da pressão do ar para apoiar ou sustentar alguns objetos:
O prendedor de toalhas na parede: A ventosa do prendedor empurra o ar para fora. A pressão do ar externo "empurra" o prendedor contra a parede, sustentado-o. Nos dedos da perereca o mecanismo é semelhante ao prendedor de toalhas. |  Figura 47: Perereca e prendedor de toalhas. |
O ar, além das diferenças de pressão, também está sujeito às variações de temperatura (a temperatura varia de um local para outro e também durante o dia). Estas variações fazem com que o ar se movimente com velocidades diferentes. Percebemos o movimento do ar através dos ventos ou correntes de ar.
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A meteorologia é a ciência que estuda o clima e portanto capaz de fazer previsões do tempo. Hoje em dia estes estudos são feitos com instrumentos modernos, como os satélites e balões atmosféricos. Alguns aparelhos simples têm sido utilizados há muitos anos e permitem a previsão do tempo, através do estudo dos ventos.
CURIOSIDADE
 Figura 48: Anemômetro | O anemômetro possui conchinhas que rodam ao redor de um eixo quando sopradas pelo vento. A velocidade com que as conchinas rodam é a velocidade do vento. Existe um marcador na base do aparelho que indica a velocidade registrada. |  Figura 49: Biruta | A biruta é um saco longo, como um coador de café, aberto nos dois lados. A direção do vento é indicada pela posição da biruta. É um instrumento usado nos aeroportos para guiar os pilotos, pois os aviões sobem e descem sempre contra a direção de onde vem o vento. |
Alguns destes ainda podem ser vistos nos telhados de casas antigas. Esses aparelhos têm muita importância para os aviadores, navegadores e alguns esportistas que precisam saber a direção do vento para sua segurança.
Os ventos podem ser fracos, médios ou fortes. Os ventos fracos são brisas que refrescam o ambiente reduzindo o calor, enquanto os ventos médios são por exemplo aqueles que fazem os galhos das árvores balançarem. Os ventos fortes são as ventanias ou vendavais, que quando se movimentam em círculo constituem os furacões ou tufões. Se forem muito intensos, podem derrubar árvores, postes ou destruir casas, arrancando até telhados.
Como o ar está presente em todos os locais, preenchendo os espaços vazios, torna-se facilmente alterado por quaisquer atividades. Já vimos anteriormente que alterações das condições originais provocadas por atividades humanas caraterizam a poluição dos ambientes.
A poluição do ar tem sido discutida amplamente hoje em dia, uma vez que não está mais restrita a centros industriais. O crescimento das cidades gera conseqüências que afetam diretamente a qualidade do ar.
 Figura 50: Poluição do ar. |
A concentração destas substâncias pode provocar desconforto (dores de cabeça, cansaço, vertigens, além de irritação dos olhos, nariz e garganta) ou mesmo contribuir para o agravamento de algumas doenças sérias como asma aguda e crônica, bronquite e enfisema. Estas doenças são decorrentes do entupimento das vias respiratórias pelas partículas que estão presentes no ar. As queimadas agravam ainda mais a situação através das cinzas e da fumaça que é lançada.
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Uma das conseqüências da poluição do ar é o fenômeno da inversão térmica. Em condições normais, o ar quente (mais leve) tende a subir e o ar frio, permanecer nas camadas inferiores (devido aos movimentos de convecção).
Quando vem uma frente fria intensa o fenômeno pode se inverter: a camada de ar frio fica presa entre duas camadas de ar quente, dificultando a formação das correntes de convecção. O ar junto ao solo fica parado, não circula, acumulando então os poluentes. Quando ocorre este fenômeno observa-se uma alta incidência de doenças pulmonares.
CHUVA ÁCIDA
Alguns gases (particularmente compostos de nitrogênio e enxofre) são capazes de reagir com o vapor d'água presente na atmosfera. O produto desta reação é água acidificada que ao precipitar pode causar sérios danos. Embora a chuva ácida ocorra principalmente em países mais industrializados do hemisfério norte, já começa a chamar atenção aqui no Brasil; em Santa Catarina este efeito tem sido constatado. Em Criciúma existe uma mineração de carvão que libera enxofre para a atmosfera. Este enxofre se mistura às nuvens e é carregado para locais bem distantes dali onde se precipita, atingindo a vegetação, o solo e corpos d'água.
Volte no início deste capítulo, quando tratamos do efeito estufa, e releia-o. O fato de reter calor na superfície da Terra é fundamental para a existência de vida no planeta. Entretanto, cientistas têm observado que a temperatura média tem aumentado nos últimos anos. Uma das explicações é que, com o aumento da poluição, gases como compostos de carbono e outros estão se acumulando na atmosfera, retendo mais calor do que normalmente. Existem previsões de que se o aumento da temperatura continuar, algumas conseqüências de efeitos globais serão inevitáveis, tais como: derretimento das geleiras nos pólos, aumento do nível do mar, alteração no regime de chuvas, entre outras.
O ozônio é uma molécula formada por três átomos de oxigênio que existe naturalmente e forma a camada que reveste a atmosfera. Como dito anteriormente, esta camada é importante pois age como um "filtro" dos raios ultravioleta que atingem o planeta. Existe uma substância, entretanto, o clorofluorcabono (CFC), que através de uma reação química é capaz de "quebrar" o ozônio formando então um buraco nesta capa e diminuindo portanto a proteção contra os raios. O CFC é proveniente de atividades industriais, particularmente a produção de sprays, aerossóis, estofados e revestimentos térmicos.
Tem-se observado um aumento de câncer de pele nos últimos anos e uma das possíveis explicações seria que, devido ao buraco na camada de ozônio, as pessoas estão mais expostas à radiação ultravioleta.
4.Questões
1- Qual a importância da água para os seres vivos? Cite outras utilizações da água.
2- Observe o ciclo das águas e responda: A chuva que cai nos locais próximos dos oceanos é salgada? Por quê?
3- Qual a diferença entre água filtrada, mineral, potável e destilada? A partir dessas definições, como você classificaria a chuva?
4- Quando a roupa seca no varal, qual é o processo que está ocorrendo: evaporação ou vaporização?
5- Em qual parte do planeta existe água, em maior quantidade, própria para o consumo humano?
6- Quais as fontes poluidoras da água?
7- Quais as ações para diminuir a poluição na água?
8) Qual a importância das condições climáticas (chuva, sol, ventos) no processo de formação do solo?
9) Descreva de que maneira as raízes dos vegetais se relacionam com o solo.
10) Quais as condições ideais de um solo para plantação?
11) Qual a diferença entre um solo com predomínio deargila e um solo com predomínio deareia em relação à água, ou seja, qual é mais impermeável? Qual a relação entre a estruturação do solo e a permeabilidade do mesmo? (Lembrar dos latossolos brasileiros).
12) Como se inicia uma voçoroca?
13) O que é uso racional da terra? Dê exemplos
14) Como funciona um desentupidor de pia?
15) Por que nos balões o ar é aquecido?
16) Considere que há uma pessoa em cada um dos pontos A, B, C. Coloque em ordem crescente em relação à pressão atmosférica os indivíduos A, B, C, considerando também C o nível do mar. |  |
18) Quais as fontes poluidoras do ar?
19) O que deve ser feito para evitar a poluição atmosférica?
1. O corpo dos mamíferos é constituído aproximadamente por 65% de água; sendo 83% no sangue, 80% no cérebro, 75% nos músculos, 70% na pele e 30% nos ossos.
2. Quando agitamos a água estamos "colocando" oxigênio dentro da água, que é perdido quando a água é fervida. A água sem oxigênio tem gosto desagradável.
3. A água chega até nossas casas por meio de um sistema de encanamentos a partir das estações de tratamento.
4. Observe novamente o esquema do ciclo hidrológico. Parte da água da chuva que infiltra no solo localiza-se em pequenas profundidades e constituem o lençol freático. Portanto o poço freático fornece água mais superficial. Outra parte, porém, consegue penetrar, lentamente, a profundidades maiores, atravessando rochas resistentes. Esta água mais profunda pode ser utilizada construindo-se os poços artesianos.
5. A água poluída apresenta características diferentes da água em condições normais. Por exemplo, a cor, o cheiro e a temperatura alterados podem ser indicativos de poluição. A água contaminadacontém substâncias tóxicas ou organismos estranhos àquele ambiente.
RESPOSTAS PARE E PENSE - Parte 2: Solo
6. Usamos a palavra terra quando queremos associar a cultura ou a história de algum lugar, por exemplo:"...a terra dos meus avós". Também para descrever um local que não tem cimento, asfalto ou qualquer outro material de cobertura, como por exemplo a expressão: "as crianças estão brincando na terra". É diferente de chão. Chão refere-se ao que está debaixo dos nossos pés.
7. Minerais são os componentes das rochas. Cada mineral tem uma composição química e estrutura cristalina própria, por exemplo o quartzo. Minérios são minerais com grande quantidade de metais que podem ser explorados economicamente, por exemplo minério de ferro. Metais são elementos químicos cuja característica é o transporte de corrente elétrica, por exemplo cobre. Rochas são agregados de minerais. Podem ser compostas de um só tipo de mineral ou vários.
8. Pedras preciosas são minerais que, dependendo de sua estrutura cristalina, cor e beleza, são utilizados na fabricação de brincos, anéis e outros objetos. O coríndum é um mineral resistente composto de alumínio. Algumas impurezas neste metal fazem com que fique colorido, tornando-se valioso. Por exemplo, o rubi é um coríndum com pequenas quantidades de crômo; a safira é coríndum azul e a ametista, o violeta.
RESPOSTAS PARE E PENSE - Parte 3: AR
9. Uma frente fria é uma camada de ar frio que se desloca numa direção. O encontro de uma massa de ar frio com uma quente é responsável pela mudança no tempo podendo até causar precipitações na forma de chuvas.
10. Algumas doenças são conhecidas como Doenças de Inverno, porque aumenta-se a incidência nesta época do ano. Com o frio as janelas fechadas impedem uma boa circulação do ar, concentrando assim agentes patogênicos como bactérias e vírus. Alguns poluentes provocam irritação nos olhos, problemas de pele e alergias além de dificultar a respiração principalmente de bebês.
RESPOSTAS DAS QUESTÕES DE AUTO AVALIAÇÃO
1) A água é importante como substância fundamental para os seres vivos: transportando e dissolvendo elementos e na manutenção da temperatura do corpo. Também é utilizada de diversas formas para: consumo, recreação, indústria, agropecuária e geração de energia, entre outros.
2) Não, porque a evaporação é um processo que transforma a água em vapor, sem os sais que estão presentes nela. Portanto a chuva que cai em cima do mar não é salgada.
3) A água filtrada é a que passou por um filtro onde as impurezas ficaram retidas, água mineral contém minerais dissolvidos, água potável é insípida, incolor e inodora que pode ser consumida, enquanto a água destilada é isenta de minerais. A chuva é isenta de sais, não é filtrada e até pode ser consumida.
4) Evaporação.
5) Olhando a distribuição da água no planeta num mapa, ou num globo terrestre, observa-se que a maior quantidade de água está nos oceanos. Mas a água própria para o consumo está em maior quantidade nos depósitos subterrâneos.
6) As fontes poluidoras da água são lançamento de esgotos sem tratamento, lixo jogado nos cursos d'água, carreamento de material já usado na agricultura e até mesmo a poluição do ar, pois chuvas podem estar carregadas com substâncias poluentes do ar.
7) Tratar esgotos, armazenar corretamente o lixo, controlar o material usado no campo e a emissão de gases na atmosfera.
8) A variação destas condições causa o intemperismo das rochas. O desgaste e a formação de buracos e fendas possibilitam a ação de microrganismos que contribuirão na formação do solo.
9) As raízes quando crescem fazem força contra o solo arrebentado-o. Isto pode ser visto nas calçadas de algumas cidades onde crescem figueiras. Também produzem substâncias químicas que dissolvem a rocha acelerando o intemperismo. As raízes de alguns vegetais conseguem fixar substâncias que aumentam a fertilidade do solo.
10) Um solo ideal deve ter vários elementos minerais na composição, deve ser capaz de reter a água, porém não ficar encharcado e nem ser compacto.
11) O solo argiloso é impermeável, portanto retém água e fica encharcado. Isso ocorre porque a argila é menor que a areia, fazendo com que as partículas permaneçam mais coesas (unidas) e dificultando a infiltração da água.
12) Quando um determinado trecho é constantemente trabalhado, torna-se compacto. Por exemplo: a trilha que o gado faz para subir um morro, a marca do pneu do trator, ou até a plantação num local deixa o solo mais duro. Neste local a água encontra um caminho mais fácil para passar e com mais velocidade, carregando o solo deste local. Depois de um tempo esta camada fica tão fraca que não consegue se sustentar e desmancha, abrindo assim canais que originam as voçorocas.
13) Usar a terra racionalmente é usá-la sem esgotar seus recursos, ou torná-la improdutiva. Para isto é necessário fazer plantações em locais adequados, usando curvas-de-nível em encostas, fazer drenagem em locais essenciais, procurar usar feritlizantes de maneira adequada e controlada e fazer rodízio das culturas. Lembrar que o solo, assim como os outros recursos, tem capacidade de uso. Não adianta colocar muito fertilizante em um local que já foi adubado, a cultura não consegue utilizar todos estes nutrientes e eles se tornam lixo, podendo ser tóxicos na maioria dos casos.
14) O desentupidor de pia funciona como uma ventosa, igual aos discos adesivos das pererecas e dos suportes de toalhas: quando é pressionada contra uma superfície (o ralo da pia, ou o azulejo) a ventosa expulsa o ar do seu interior. Neste momento a pressão atmosférica mantém a ventosa presa na superfície. Lembre-se de que sempre é necessário fazer um pouco de força para desgrudar, seja o desentupidor, ou a ventosa. Esta força é suficiente para "sugar" o que estiver acumulado na pia.
15) O ar quente é mais leve e por isso sobe. Repare que na geladeira o congelador sempre fica na parte superior. Se ficasse em baixo, a parte inferior seria muito fria e a parte superior mais quente. Portanto, nos balões, o ar aquecido é o que faz o balão subir.
16) A pressão atmosférica é menor ao nível do mar, portanto: C B A. O indivíduo C tem maior pressão sobre sua cabeça que o indivíduo B, que é maior ainda em relação ao indivíduo A.
17) Os moinhos de vento deslocam a camada de ar em cima da superfície. A evaporação transforma a água em vapor deixando no solo apenas as partículas sólidas como o sal.
18) Em geral, tudo que emite fumaça pode ser considerado uma fonte poluidora do ar: escapamento de veículos, chaminés de indústrias e queimadas em grande volume.
19) Controlar e regular as fontes poluidoras usando filtros e reduzindo a quantidade lançada.
