Биогеохимические круговороты
Вещества, что циркулируют в биосфере,
называются биогеохимическими круговоротами
Из 90 с лишним элементов, встречающихся
в природе, около 40 нужны живым организмам.
Наиболее важные для них и требующиеся
в больших количествах: углерод, водород,
кислород, азот.
В процессе эволюции биосферы
увеличивается роль биологического
компонента в замыкании
биогеохимического круговорота.
- Ещё большую роль на биогеохимический
круговорот оказывает человек. Но его
роль осуществляется в противоположном
направлении. Человек нарушает сложившиеся
круговороты веществ, и в этом проявляется
его геологическая сила, разрушительная
по отношению к биосфере на сегодняшний
день.
- В результате антропогенной
деятельности степень замкнутости биогеохимических
круговоротов уменьшается. Хотя она довольно
высока (для различных элементов и веществ
она не одинакова), но тем не менее не абсолютна,
что и показывает пример возникновения
кислородной атмосферы. Иначе невозможна
была бы эволюция (наивысшая степень замкнутости
биогеохимических круговоротов наблюдается в тропических экосистемах
наиболее древних и консервативных). Таким
образом, следует говорить не об изменении
человеком того, что не должно меняться,
а скорее о влиянии человека на скорость
и направление изменений и на расширение
их границ, нарушающее правило меры преобразования
природы.
. Теоретически замкнутые циклы превращения
вещества возможны. Однако полная и окончательная
перестройка индустрии по принципу круговорота
вещества в природе не реальна.
Круговорот веществ в биосфере
- Процессы фотосинтеза органического
вещества из неорганических компонентов
продолжается миллионы лет, и за такое
время химические элементы должны были
перейти из одной формы в другую.
- Однако этого не происходит
благодаря их круговороту в биосфере.
- вода поверхностного
слоя океана фильтруется планктоном за
40 дней, а вся остальная вода океана приблизительно
за год.
- Круговорот химических веществ из неорганической
среды через растительные и животные организмы
обратно в неорганическую среду с использованием
солнечной энергии и энергии химических
реакций называется биогеохимическим
циклом.
- . В такие циклы вовлечены практически все химические элементы и прежде всего те, которые участвуют в построении живой клетки. Так, тело человека состоит из кислорода (62,8%), углерода (19,37%), водорода (9,31%), азота (5,14%), кальция (1,38%), фосфора (0,64%) и ещё примерно из 30 элементов.
Круговорот углерода
- Самый
интенсивный биогеохимический цикл круговорот
углерода.
- В природе
углерод существует в двух основных формах
в карбонатах (известняках) и углекислом
газе.
Круговорот кислорода
- В количественном
отношении главной составляющей живой
материи является кислород, круговорот
которого осложнён его способностью вступать
в различные химические реакции, главным
образом реакции окисления.
- В результате возникает
множество локальных циклов, происходящих
между атмосферой, гидросферой и литосферой.
Отметим, что, начиная с определённой
концентрации, кислород очень токсичен
для клеток и тканей (даже у аэробных организмов).
А живой анаэробный организм не может
выдержать (это было доказано ещё в прошлом
веке Л. Пастером) концентрацию кислорода,
превышающую атмосферную на 1%.
Круговорот азота
- Газообразный
азот возникает в результате реакции окисления
аммиака, образующегося при извержении
вулканов и разложении биологических
отходов: 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O.
- Круговорот азота один из самых
сложных, но одновременно самых идеальных
круговоротов.
- Несмотря на то что
азот составляет около 80% атмосферного
воздуха, в большинстве случаев он не может
быть непосредственно использован растениями,
т.к. они не усваивают газообразный азот.
Круговорот фосфора
- Фосфор
один из основных компонентов (главным
образом в виде и ) живого вещества и входит
в состав нуклеиновых кислот (ДНК и РНК),
клеточных мембран, аденозинтрифосфата (АТФ) и аденозиндифосфата (АДФ), жиров, костей и зубов.
Из пород земной коры неорганический
фосфор вовлекается в циркуляцию континентальными
водами. Он поглощается растениями, которые
при его участии синтезируют различные
органические соединения и таким образом
включаются в трофические цепи.
- Запасы фосфора на
земле малы. Поэтому считают, что фосфор
основной фактор, лимитирующий рост первичной
продукции биосферы.
. Нарушению
геологического круговорота веществ способствовали
такие факторы:
1. Эрозия почвенного
покрова и возрастания твёрдого стока
в океан;
2. Перемещение огромных
масс земной коры;
3. Извлечение из
недр значительных количеств руд, горючих
и других ископаемых;
4. Перераспределение
солей в почвах, грунтовых и речных водах
под влиянием орошаемого земледелия;
5. Применение минеральных
удобрений и ядохимикатов;
6. Загрязнение
среды сельскохозяйственными, промышленными
и коммунальными отходами;
7. Поступление в
природную среду энергетических загрязнений.
Нас много
Она
одна
Береги природу
Из пород
земной коры неорганический фосфор вовлекается
в циркуляцию континентальными водами.
Он поглощается растениями, которые при
его участии синтезируют различные органические
соединения и таким образом включаются
в трофические цепи.
1