Табиғаттағы зат айналымы туралы мәлімет

Айырмашылығы-энергия, ол бір рет пайдаланылған ағза айналады жылу және жоғалады үшін экожүйенің заттар айналыста биосферадағы деп аталады биогеохимическими круговоротами. 90 жылдан астам элементтердің табиғатта кездесетін 40-қа жуық керек тірі ағзаларға. Ең маңызды олар үшін талап етілетін көп мөлшерде: көміртегі, сутегі, оттегі, азот. Оттегі атмосфераға нәтижесінде фотосинтез және жұмсалады организмдермен кезінде тыныс алу. Азот алынады атмосферадан қызметінің арқасында азотофиксирующих бактериялардың қайтарылады және оған басқа да бактериялар.

Элементтер мен заттардың айналымы есебінен жүзеге асырылады саморегулирующих процестерді қатысатын барлық құрамдас бөліктері экожүйелердің. Бұл процестер болып табылады безотходными. Табиғатта ештеңе жоқ бесполезного немесе зиянды, тіпті вулканических извержений пайдасы бар, өйткені вулканическими газдармен ауаға түседі қажетті элементтері, мысалы, азот.

Заң бар жаһандық тұйықталу биогеохимического круговорота биосферадағы, қолданыстағы барлық кезеңдерінде оның дамуы, және, әдетте ұлғайту замкнутости биогеохимического круговорота барысында сукцессия. Процесінде биосфераның эволюциясы рөлі артып келеді биологиялық компонент тұйықталу биогеохимического круговорота. Үлкен рөлі биогеохимический айналымы көрсетеді адам. Бірақ оның рөлі жүзеге асырылады қарама-қарсы бағытта. Адам бұзады, қалыптасқан круговороты заттар, және бұл көрініс табады, оның геологиялық күш, разрушительная қатысты биосфера бүгінгі күні.

Кезде 2 млрд. жыл бұрын Жер бетінде пайда өмір, атмосфера тұрды вулканических газдар. Онда көп көмірқышқыл газы мен оттегі аз (егер негізі болды), және алғашқы организмдер болды анаэробными. Өйткені өнім орта есеппен превосходила тыныс, геологиялық уақыт атмосферада накапливался оттегі және уменьшалось, көмірқышқыл газ. Қазір, көмірқышқыл газ көбейіп, атмосферада жағудың нәтижесінде үлкен мөлшерде жанғыш қазбалардың және азайту поглотительной қабілетін «жасыл белдеу». Соңғы нәтижесі болып табылады санын азайту өздерінің жасыл өсімдіктер, сондай-ақ байланысты шаң мен ластаушы бөлшектер атмосферада көрсетеді атмосфераға түсетін сәулелер.

Антропогендік қызмет нәтижесінде дәрежесі замкнутости биогеохимических круговоротов азаяды. Дегенмен ол өте жоғары (әр түрлі элементтер мен заттар, ол бірдей), бірақ, дегенмен, емес шексіз, және көрсетеді, мысалы, туындаған оттегі атмосфера. Әйтпесе мүмкін емес еді эволюциясы (ең жоғарғы дәрежесі замкнутости биогеохимических круговоротов байқалады тропикалық экожүйе – ең көне және консервативті).

Осылайша, айтуға емес өзгерту туралы адам не үшін өзгеруі керек, ал керісінше әсері туралы жылдамдығы және бағыты өзгерістер мен кеңейту олардың шекарасын бұзатын ереже бойынша шаралар түрлендіру табиғат. Соңғы тұжырымдалған төмендегідей: пайдалану барысында табиғи жүйелердің болмайды кейбір шектері, мүмкіндік беретін осы жүйелерге сақтауға қасиеттері самоподдержания. Бұзу шаралары ретінде ұлғаю жағына да, азаю жағына әкеледі теріс нәтижелері. Мысалы, артық енгізілетін тыңайтқыштардың осындай зиянды, саз және жетіспеушілігі. Бұл сезім шаралары берушімен қазіргі заманғы адам, считающим, биосфера оған барлық рұқсат.

Үміт жеңу экологиялық қиындықтар байланыстырады, атап айтқанда, әзірлеумен және енгізумен, пайдалануға тұйық технологиялық циклдер. Құрылатын адам циклдары айналдыру материалдар болып саналады, қалаулы жасау, сондықтан олар ұқсас табиғи циклдары круговорота заттар. Сол кезде бір мезгілде шешіліп еді қамтамасыз ету проблемалары адамзат невосполнимыми ресурстарын мәселесі, қоршаған ортаны ластанудан, өйткені қазір тек 1 – 2% салмағын табиғи ресурстарды кәдеге жаратылады өнімде.

Теориялық тұйық цикл айналдыру заттар болуы мүмкін. Алайда, толық және түпкілікті қайта құру-индустрия қағидаты бойынша круговорота заттар табиғатта жоқ, ойға қонымды. Ең болмағанда уақытша бұзылуы замкнутости технологиялық цикл, іс жүзінде, сөзсіз, мысалы, құру кезінде синтетикалық материал жаңа, белгісіз табиғат қасиеттері. Мұндай зат алдымен жан-жақты пайдаланыла бастады іс жүзінде, содан кейін ғана мүмкін тәсілдері өңделді оның ыдырау енгізу мақсатында құрамдас бөліктерінің табиғи круговороты.

Процестер фотосинтез органикалық заттарды бейорганикалық компоненттерін жалғасуда миллиондаған жыл, және осындай уақытта химиялық элементтер тиіс көшу бір формалары басқа. Алайда, олай арқасында олардың круговороту биосферадағы. Жыл сайын фотосинтезирующие организмдер меңгереді шамамен 350 млрд. т көмірқышқыл газын бөледі атмосфераға шамамен 250 млрд тонна оттегі және расщепляют 140 млрд т су құра отырып, 230-дан астам млрд т органикалық заттар (қайта есептегенде құрғақ салмағы).

Еңгезердей санын су арқылы өтеді өсімдіктер мен балдырлар процесінде қамтамасыз ету, көлік қызметтері және булану. Бұл әкеледі су беткі қабатының мұхит сүзіледі планктон 40 күн, ал қалған барлық су мұхит – шамамен жыл. Бүкіл көмірқышқыл газы атмосфераны жаңартылып, бірнеше жүздеген жылдар, ал оттегі үшін бірнеше мың жыл. Жыл сайын фотосинтезом в айналымы қосылады 6 млрд т азот, 210 млрд тонна фосфор және басқа да көптеген элементтер (калий, натрий, кальций, магний, күкірт, темір және т. б.). болуы осы круговоротов береді экожүйеге белгілі бір тұрақтылық.

Оның екі негізгі круговорота: үлкен (геологиялық) және кіші (биотикалық).

Үлкен айналымы, жалғасып келе жатқан миллиондаған жыл мынада: тау жыныстары ұшырайды бұзылуына, ал азық-түлік желмен мүжілген (оның ішінде суда еритін қоректік заттар) сносятся ағындарын судың Әлемдік мұхит, олар құрайды теңіз напластования және тек ішінара қайтарылады құрлыққа жерлерге жауын-шашын түседі. Геотектонические өзгерістер, процестер түсіру материктердің және көтеру теңіз түбін ауыстыру, теңіздер мен мұхиттар ұзақ уақыт бойы әкеледі бұл напластования қайтарылады құрлыққа және процесс қайтадан басталады.

Шағын айналымы (үлкен) деңгейінде орын алады экожүйелер мен мынада: қоректік заттар, су және көміртек жинақталады заттағы өсімдіктер жұмсалады құру мен дененің өмірлік процестер ретінде өздері осы өсімдіктер мен басқа да организмдердің (әдетте жануарлар), олар поедают бұл өсімдіктер (консументтер). Ыдырау өнімдері органикалық заттар әсерінен және деструктор микроорганизмдердің (бактериялар, саңырауқұлақтар, құрттар) жаңадан разлагаются дейін минералдық компоненттері қол жетімді өсімдіктер және енгізілетін өздері ағындары заттар.

Айналымы химиялық заттарды бейорганикалық ортаның арқылы өсімдік және жануарлар организмдер қайтадан бейорганикалық химияның ортаға пайдалана отырып, күн энергиясын және энергияның химиялық реакциялар деп аталады биогеохимическим цикл. Мұндай циклдер тартылған іс жүзінде барлық химиялық элементтер мен бәрінен бұрын қатысатын құру тірі жасушалар. Осылайша, адам денесі тұрады оттегі (62,8%), көміртек (19,37%), сутегі (9,31%), азот (5,14%), кальций (1,38%), фосфор (0,64%) және тағы шамамен 30 элементтері.

3. Көміртегінің.

Ең қарқынды биогеохимический цикл – көміртегінің. Табиғаттағы көміртегі бар екі негізгі нысандарда – карбонатах (известняках) және күтім жасау және көмірқышқыл газдардың. Мазмұны соңғы 50 есе артық өтті. Көміртек құрылуына қатысады көмірсулар, майлар, белоктар мен нуклеин қышқылдарының.

Негізгі массасы аккумулирована » карбонатах мұхит түбінен (1016 т), кристалдық жыныстарда (1016 т), тастан орнату көмір және мұнай (1016 т) және қатысады, үлкен циклінде круговорота.

Негізгі звено үлкен круговорота көміртек – өзара байланысты процестер фотосинтез және аэробты тыныс (сур. 1).

Басқа буынға үлкен цикл круговорота көміртегі білдіреді анаэробтық тыныс алу (оттегі қол жеткізу); әр түрлі түрлері анаэробты бактериялардың преобразуют органикалық қосылыстар метан және басқа да заттар (мысалы, батпақты экожүйелер, үйінділерде қалдықтарды).

Шағын циклда круговорота қатысады көміртегі, құрамындағы өсімдік ұлпаларында (шамамен 1011 т) және тіндерде жануарлардың (шамамен 109 т).

Толық схема круговорота ұсынылды

4. Айналымы оттегі.

Сандық қатынаста басты құрамдас бөлігі болып табылады тірі материяның оттегі айналымы оның басқа да батырлар болды оның қабілеті кіруге әр түрлі химиялық реакциялар, негізінен реакция тотығу. Нәтижесінде онда көптеген жергілікті цикл болып жатқан арасындағы атмосферамен, гидросферой және литосферой.

Оттегі мазмұндалатын атмосферада және жер бетіндегі минералдар (шөгінді кальциты, темір кендері) бар биогенді шығу тегі және қаралуы тиіс өнім ретінде фотосинтез. Бұл процесс противоположен процесіне оттегі тыныс алу кезінде аурудың, ол жүреді бұзылуына органикалық молекулалардың өзара әрекеттесуімен оттегінің сутегімен (отщепленным жылғы субстрат) және білімі бар су. Кейбір қатысты айналымы оттегінің ескертеді кері айналымы көмірқышқыл газ. Ол негізінен арасындағы кездеседі атмосфера мен тірі организмдермен.

Тұтыну атмосфералық оттегі және оны өтеу өсімдіктер фотосинтез процесінде жүзеге асырылады өте тез. Есептеулер көрсеткендей, толық жаңарту барлығы атмосфералық оттегі қажет шамамен екі мың жыл. Екінші жағынан, үшін барлық молекулалар су гидросфераның ұшыраған болатын фотолизу және жаңадан синтезированы тірі организмдермен қажет екі миллион жыл. Басым бөлігі оттегі, өңделетін ішінде геологиялық дәуірлердің, қалды атмосферада, ал фиксировалась литосферой түрінде карбонаттар, сульфаттар, темір оксидтері, және оның салмағы құрайды 5,9*1016 т. Массасы оттегі, циркулирующего биосферадағы газ түрінде немесе сульфаттар, ерітілген мұхит және континенттік суларда, бірнеше есе аз (0,4*1016 т).

Айта кетейік, бастап, белгілі бір концентрациядағы оттегі өте уытты үшін жасушалар мен ұлпалардың (тіпті аэробты организмдер). Ал тірі анаэробты ағза мүмкін емес, төтеп (бұл дәлелденген өткен ғасырда Л. Пастером) оттегінің концентрациясын асатын атмосфералық 1% — ға.

Газ тәрізді азот нәтижесінде туындайды реакциялар аммиак тотығу кезінде пайда болатын извержении вулкандардың және ыдырауы биологиялық қалдықтарды:

4NH3 + 3O2 ® 2N2 + 6H2O.

Айналымы азот – ең күрделі, сонымен қатар ең тамаша круговоротов. Бұл азот шамамен 80%, атмосфералық ауаны, көптеген жағдайларда ол мүмкін емес тікелей пайдаланылуы өсімдіктер, т. б. олар игере алмайды газ тәріздес азот. Араласу тірі жаратылыстар » азот айналымы бағынуға қатаң иерархиясы: тек белгілі бір санаттағы организмдерге әсер етуі мүмкін жекелеген фазасының бұл цикл. Газ тәрізді азот үздіксіз атмосфераға жұмысының нәтижесінде, кейбір бактериялардың, ал басқа бактериялар – бекіткіштер (бірге көк-жасыл балдыр) үнемі оны жұтып, преобразуя » нитраттар. Неорганическим арқылы нитраттар түзіледі және атмосферада нәтижесінде электрлік разряд кезінде найзағай.

Ең белсенді тұтынушылар азот бактериялары-на тамыр жүйесі өсімдіктер бұршақ тұқымдастары. Әрбір түрі осы өсімдіктер тән ерекше бактериялар айналдыратын азот нитраттар. Процесінде биологиялық цикл нитрат-иондары (NO3-) иондары аммоний (NH4+), поглощаемы өсімдіктермен бірі-топырақ, ылғал, преобразуются в белоктар, нуклеин қышқылдары және т. б. Бұдан әрі қалдықтар түзілетін түрінде қаза тапқан организмдердің объектілері болып табылатын тыныс-тіршілігінің басқа да бактериялар мен саңырауқұлақтар, преобразующих оларды аммиак. Сонымен туындайды жаңа цикл круговорота. Бар организмдер қабілетті аммиак айналдыруға да нитриттер, нитраттар және газ тәріздес азот. Негізгі буындары круговорота азот биосфера ұсынылған схемасы суретте көрсетілген. 3.

Биологиялық белсенділігі организмдердің толықтырылады өнеркәсіптік жолмен алу құрамында азот бар органикалық және бейорганикалық заттар, олардың көпшілігі ретінде қолданылады тыңайтқыштар өнімділікті арттыру үшін және өсімдіктердің өсуін.

Антропогендік әсер айналымы азот анықталады мынадай процестерді:

отынды жағу әкеледі азот оксиді, содан кейін реакциялар:

2NO + O2 ® 2NO2 ,

4NO2 + 2H2O.+ O2 ® 4HNO3 ,

ықпал выпадению қышқыл жаңбыр;

әсерінің нәтижесінде кейбір бактериялардың тыңайтқыштар мен қалдықтар мал шаруашылығы құрылады азот компоненттерінің бірі болып, парниктік әсер туғызатын;

пайдалы қазбаларды өндіру, құрамында нитрат-иондары және аммоний иондары үшін минералды тыңайтқыштар өндірісі;

жинау кезінде астық топырақтан шығарылады нитрат-иондары және аммоний иондары;

ағындар с алаңдарын, фермаларды және канализация санын арттырып, нитрат-иондар мен ион аммоний су экожүйелерінде, балдырлардың өсуін жылдамдатады және басқа да өсімдіктер; ыдырауы кезінде соңғы жұмсалады оттегі, бұл, сайып келгенде, әкеледі қаза тапқан балықтар.

6. Фосфор айналымы

Фосфор – негізгі құрамдас бөліктерінің бірі (ең бастысы түрінде ) тірі заттың құрамына кіреді нуклеин қышқылдарының (ДНҚ және РНҚ), жасуша мембраналарының, аденозинтрифосфата (АТФ) және аденозиндифосфата (АДФ), май, сүйек және тіс. Айналымы фосфор және басқа да биогендік элементтер бойынша жасалады үлкен және шағын циклдары.

Қорлар фосфор, қолжетімді тірі существам толығымен шоғырланған литосфере. Негізгі көздері суындағы бейорганикалық фосфорды – магмалық немесе шөгінді жыныстар. Жер қабатындағы фосфор мазмұны 1% — дан аспайды, бұл лимитирует экожүйе өнімділігі. Жыныстарды жер қыртысының неорганический фосфор вовлекается циркуляциясына континентальными сулар. Ол поглощается өсімдіктер, оның қатысуымен синтезируют әр түрлі органикалық қосылыстар және осылайша енгізіледі трофикалық тізбектер. Содан кейін органикалық фосфаттар бірге трупами, қалдықтармен және бөлінділерімен тірі жаратылыстар қайтарылады жерге, мұнда тағы да әсеріне ұшырайды микроорганизмдер және айналады минералды нысанын, қолданылатын жасыл өсімдіктер.

«Экожүйеге мұхит фосфор приносится текучими сулармен ықпал етеді фитопланктон және тірі организмдер.

Жердегі жүйелерінде айналымы фосфор өтеді оңтайлы табиғи шарттары мен ең аз шығындарды. Мұхитындағы іс басқаша. Бұл тұрақты оседанием (седиментацией) органикалық заттар. Осевший шағын тереңдікте органикалық фосфор қайтарылады айналымы. Фосфаттар, кейінге қалдырылған үлкен теңіз тереңдігінде қатыспайды кіші круговороте. Алайда, тектоникалық қозғалыстар ықпал көтеру шөгінді жыныстардың бетіне.

Осылайша фосфор баяу жылжиды бірі-фосфатты кен орындарын құрлықта және таяз мұхит жауын-шашын тірі ағзаларға және кері (сур. 4).

Қарастыра отырып, айналымы фосфор масштабында биосфераның салыстырмалы түрде қысқа кезең, қорытынды жасауға болады, ол толық емес замкнут. Қорлар фосфор жер бетінде аз. Сондықтан деп санайды фосфор – негізгі фактор, шектейтін өсуі бастапқы өнім биосфера. Ойлайды, тіпті, фосфор – басты реттеуші барлық басқа биогеохимических циклдар, бұл – ең әлсіз буын өмірлік тізбек, ол қамтамасыз етеді тіршілік.

Антропогендік әсер айналымы фосфор мыналардан тұрады: өндіру үлкен мөлшерде фосфат кендерін үшін минералдық тыңайтқыштар мен жуғыш құралдарын азаюына әкеледі санын фосфордың биотическом круговороте; ағындар байланысты өріс, фермалардың және коммуналдық қалдықтар ұлғаюына әкеледі фосфат-иондары су айдындарында, күрт өсуіне су өсімдіктер мен бұзылуына тепе-теңдік су экожүйелерінде.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.