Биогеохимические круговороты

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