24. Круговороты углерода, азота, фосфора и серы.
КРУГОВОРОТ УГЛЕРОДА.
Углерод находится в природе как в свободном состоянии, так и в виде
многочисленных соединений. Свободный углерод встречается в виде алмаза и
графита.
Соединения углерода очень распространены. Кроме ископаемого угля, в недрах
Земли находятся большие скопления нефти, представляющей сложную смесь
различных углеродсодержащих соединений, преимущественно углеводородов.
Кроме того растительные и животные организмы состоят из веществ, в
образовании которых главное участие принимает углерод.
Углекислый газ поглощается растениями-продуцентами и в процессе
фотосинтеза преобразуется в углеводы, белки, липиды и другие органические
соединения. Эти вещества с пищей используют животные-консументы.
Одновременно с этим в природе происходит обратный процесс. Все живые
организмы дышат, выделяя углекислый газ, который поступает в атмосферу.
Мертвые растительные и животные остатки и экскременты животных разлагаются
(минерализуются) микроорганизмами-редуцентами. Конечный продукт
минерализации - углекислый газ - выделяется из почвы или водоемов в
атмосферу. Часть углерода накапливается в почве в виде органических
соединений.
Углерод поступает в атмосферу также с
выхлопными газами автомашин, с дымовыми выбросами заводов и фабрик.
В процессе круговорота углерода в биосфере образуются энергетические
ресурсы - нефть, каменный уголь, горючие газы, торф, древесина, которые
широко используются человеком. Все эти вещества произведены
фотосинтезирующими растениями за разное время. Возраст лесов - десятки и
сотни лет; торфяников - тысячи лет; угля, нефти, газов - сотни миллионов
лет. Следует учитывать, что древесина и торф - восполнимые ресурсы, т.е.
воспроизводящиеся за относительно короткие промежутки времени, а нефть,
горючий газ и уголь - ресурсы невосполнимые.
КРУГОВОРОТ АЗОТА.
Большая часть азота находится в природе в свободном состоянии. Неорганические соединения азота не встречаются в природе в больших
количествах, если не считать натриевую селитру NaNO3, образующую мощные
пласты на побережье Тихого океана в Чили. Почва содержит незначительные
количества азота, преимущественно в виде солей азотной кислоты. Но в виде
сложных органических соединений - белков - азот входит в состав всех живых
организмов.
Азот - незаменимый элемент. Он входит в состав белков, и нуклеиновых
кислот. Круговорот азота тесно связан с круговоротом углерода. Частично
азот поступает из атмосферы благодаря образованию оксида азота (IV) из
азота и кислорода под действием электрических разрядов во время гроз.
Однако основная масса азота поступает в воду и почву благодаря фиксации
азота воздуха живыми организмами.
Самые эффективные фиксаторы азота - клубеньковые бактерии, живущие в корнях бобовых растений. Азот из разнообразных источников поступает к корням растений, поглощается ими и транспортируется в стебли и листья, где в процессе биосинтеза строятся белки.
Белки растений служат основой азотного питания животных. После отмирания
организмов белки под действием бактерий и грибов разлагаются с выделением
аммиака. Аммиак частично потребляется растениями, а частично используется
бактериями-редуцентами. В результате процессов жизнедеятельности некоторых
бактерий аммиак превращается в нитраты. Нитраты, как и аммонийные ионы,
потребляются растениями и микроорганизмами. Часть нитратов под действием
особой группы бактерий восстанавливается до элементарного азота, который
выделяется в атмосферу. Так замыкается круговорот азота в природе.
КРУГОВОРОТ ФОСФОРА
Вследствие
легкой окисляемости фосфор в свободном состоянии в природе не
встречается. Из природных соединений фосфора самым важным является
ортофосфат кальция, который в виде минерала фосфорита иногда образует
большие залежи. Богатейшие месторождения фосфоритов находятся в Южном
Казахстане в горах Каратау. Фосфор, как и азот, необходим для всех живых
существ, так как он входит в состав некоторых белков как растительного,
так и животного происхождения. В растениях фосфор содержится главным
образом в белках семян, в животных организмах - в белках молока, крови,
мозговой и нервной тканей. В виде кислотного остатка фосфорной кислоты
фосфор входит в состав нуклеиновых кислот - сложных органических
полимерных соединений, принимающих непосредственное участие в процессах
передачи наследственных свойств живой клетки. Сырьем для получения
фосфора и его соединений служат фосфориты и апатиты. Природный фосфорит
или апатит измельчают, смешивают с песком и углем и накаливают в печах с
помощью электрического тока без доступа воздуха всех живых организмах.
Основной источник его - горные породы (главным образом изверже-
ные). Представлен он в основном апатитом и фторапатитом. В осадочных породах это обычно вивианит,вавелит, фосфорит. С образованием биосферы высвобождение фосфора из горных пород усилилось, в результате произошло значительное перераспределение его. В превращениях фосфора
большую роль играет живое вещество. Организмы усваивают фосфор из почв,
водных растворов. Фосфор входит в состав белков, нуклеиновых кислот, и
других органически соединений.
Особенно много фосфора в костях животных. С гибелью
организмов фосфор возвращается в почву он концентрируется в виде
морских фосфатных конкреций, отложений костей рыб, что создает условия для
образования богатых фосфором пород, которые в свою очередь служат
источником фосфора в биогенном цикле.
КРУГОВОРОТ СЕРЫ.
Сера встречается в природе как в свободном состоянии (самородная сера), так
и в различных соединениях. Очень распространены соединения серы с
различными металлами. Из соединений серы в природе распространены также
сульфаты, главным образом, кальция и магния. Наконец, соединения серы
содержаться в организмах растений и животных.
Сера широко используется в народном хозяйстве. В виде серного цвета серу
используют для уничтожения некоторых вредителей растений. Она применяется
также для приготовления спичек, ультрамарина (синяя краска), сероуглерода и
ряда других веществ.
Круговорот серы происходит в атмосфере и литосфере . Поступление серы в
атмосферу происходит в виде сульфатов, серного ангидрида и серы из
литосферы при вулканических извержениях, в виде сероводорода за счет
распада пирита (FeS2 ) и органических соединений. Антропогенным источником
поступления серы в атмосферу являются тепловые электростанции и другие
объекты, где происходит сжигание угля, нефти и других углеводородов, а
поступление серы в литосферу, в частности в почву, происходит с удобрениями
и органическими соединениями. Перенос соединений серы в атмосфере
осуществляется воздушными потоками, а выпадение на земную поверхность либо
в виде пыли, либо с атмосферными осадками в виде дождя (кислотные дожди) и
снега. На поверхности Земли в почве и водоемах происходит связывание
сульфатных и сульфитных соединений серы кальцием с образованием гипса
(CaSO4). Помимо этого происходит захоронение серы в осадочных породах с
органическими остатками растительного и животного происхождения, из которых
в дальнейшем происходит образование угля и нефти. В почве изменение
соединений серы происходит с участием сульфобактерий использующих
сульфатные соединения и выделяющих сероводород, который поступая в
атмосферу и окисляясь снова переходит в сульфаты. Кроме этого сероводород в
почве может восстанавливаться до серы, которая денитрифицирующими
бактериями окисляется до сульфатов.
- Шпора 68 ответов по экологии
- 1. Предмет и задачи экологии. Синэкология и аутоэкология
- 2. История развития экологии. Место экологии как естественной науки.
- 4. Экосистема,примеры.
- 5. Иерархия уровней организации биосферы
- 6. Абиотические и биотиеские факторы экосистем
- 7. Толерантность. Закон толерантности Шелфорда. Стенобионты и эврибионты. Принцип эмерджентности.
- 8. Филогенез и онтогенез. Биогенетический закон Геккеля.
- 9. Экологическая ниша. Закон конкурентного исключения Гаузе.
- 10.Адаптация живых организмов.
- 11. Трофические цепи. Продуценты, консументы, редуценты.
- 12. Фотосинтез и дыхание. Хемосинтез.
- 13. Энергия в экосистемах
- 14. Виды взаимоотношений между живыми организмами. Внутривидовые и межвидовые.
- 15. Популяции. Структура популяций. Смертность, рождаемость, выживаемость. Кривые выживаемости. Динамика численности популяции.
- 17. Продуктивность сообществ. Экологические пирамиды.
- 19. Экология сообществ и экологические сукцессии.
- 20.Биоразнообраие-основа усоичивости экосистем.
- 21.Гомеостаз систем.
- 22.Круговорот веществ. Большой (геологический) и малый(биогеохимический).Обменный и резервный фонды.
- 23.Гидрологический круговорот.
- 24. Круговороты углерода, азота, фосфора и серы.
- 25.Принципы функционирования экосистем.
- 26. Качество окружающей среды. Пдк. Эффект суммации пдк при большом колличестве загрязнителей. Пдк рабочих зон. Пдк среднесуточная.
- 27.Мониторинг окружающей среды. Классификация систем мониторинга.
- 28.Гидросфера.Загрязнения гидросферы.Понятия хпк,бпк.
- 29. Загрязнение морей и рек. Самоочищение гидросферы.
- 30. Сточные воды. Эвтрофикация водоёмов.
- 31.Литосфера. Виды загрязнений литосферы.
- 32.Почва, свойства почвы. Гумус. Факторы почвообразования. Разрушение почв.
- 33 .Рекультивирование нарушенных территорий
- 34 .Пестициды. Загрязнение биосферы пестицидами.
- 35.Радиоактивное загрязнение(на примере Чернобыля)
- 36.Промышленные отходы и их утилизация. Утилизация шламов гальванических цехов.
- 37.Бытовые отходы и их утилизация.
- 38.Атмосфера.Зоны атмосферы. Состав атмосферы, свойства.
- 39.Образование атмосферы. Роль атмосферы в биосфере Земли.
- 40. Смог. Типы смогов. Условия их образования.
- 41.Газовые выбросы. Кислотные дожди. Самоочищение атмосферы
- 42.Парниковый эффект
- 42.2 Демографические проблема роста численности населения Земли на примере развитых и развивающихся стран. Особенности демографической ситуации в России
- 43. Понятие об устойчивом развитии общества
- 43. Загрязнения атмосферы автомобильным и авиационноракетным транспортом.
- 44.Рациональное и нерациональное природопользование
- 45.Природные ресурсы, их классификация
- 46.Полезные ископаемые
- 47. Лесные ресурсы. Экологические функции лесов.
- 48. Энергетические ресурсы
- 49.Растительные и животные ресурсы. Природоохранные территории.
- 50.Ресурсный цикл, как антропогенный круговорот. Проблема исчерпаемости природных ресурсов.
- 51. Экология человека.Влияние социально экологических факторов на здоровье человека.
- 52. Учение в.И.Вернадского о биосфере.
- 53.Методы очистки промышленных и бытовых сточных вод.
- 54.Механические методы очистки сточных вод. Коагуляция, седиментация, центрифугирование.
- 55. Электрофорез и электроосмос при очистке сточных вод.
- 56.Коагуляция. Флотация при очистке сточных вод. Флокуляция.
- 57. Электрохимическая очистка сточных вод
- 58.Методы удаления шестивалентного хрома. Метод удаления из стоков цианидов. Методы удаления тяжелых металлов из сточных вод.
- 59. Ионообменная очистка сточных вод
- 60.Биологическая очистка сточных вод
- 61. Твердые отходы металлургии и теплоэнергетического комплекса, их утилизация.
- 62. Методы и аппараты для удаления пыли
- 63.Абсорбционные методы очистки газов.
- 64.Адсорбционные методы очистки газов.
- 65.Каталитические методы очистки газов.
- Номер Нарушение озонового слоя атмосферы. Причины.
- Номер Происхождение жизни на земле