Круговорот элементов в природе

класса:
Антипова Наталия и Вылкова Анастасия

Горные породы подвергаются
разрушению, а продукты
выветривания сносятся
потоками воды

в Мировой
океан, где они образуют
морские напластования и
лишь частично возвращаются
на сушу с осадками.

состоит в том, что питательные
вещества, вода и углерод
аккумулируются

в веществе
растений, расходуются на
построение тела и на жизненные
процессы, как самих этих
растений, так и других организмов
(как правило, животных), которые
поедают эти растения (консументы).

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.

углекислым газом.

Источником первичной
углекислоты биосферы
является вулканическая
деятельность, связанная

с вековой дегазацией
мантии и нижних горизонтов
земной коры.  

двумя
путями:

Первый путь заключается в поглощении его в процессе фотосинтеза

с образованием органических веществ и в последующем захоронении их в литосфере в виде торфа, угля, горных сланцев, рассеянной органики, осадочных горных пород.

2) По второму пути миграция углерода осуществляется созданием карбонатной системы в различных водоемах, где CO2 переходит в H2CO3, HCO31-, CO32-. Затем с помощью растворенного в воде кальция (реже магния) происходит осаждение карбонатов CaCO3 биогенным и абиогенным путями С гибелью растений и животных на поверхности происходит окисление органических веществ с образованием CO2. Особое место в современном круговороте веществ занимает массовое сжигание органических веществ и постепенное возрастание содержания углекислого газа в атмосфере, связанное с ростом промышленного производства и транспорта

углерода человеком
Углерод
Океан

Известняки,
коралловые рифы
и др.

Захоронение
(уход в геологию)
Свет

быстрый обмен кислорода
среды с живыми организмами или их остатками
после

гибели.

В составе земной атмосферы кислород занимает
второе место после азота.

Господствующей формой нахождения кислорода в атмосфере является
молекула О2.

Круговорот кислорода в биосфере весьма сложен, поскольку он вступает во
множество химических соединений минерального и органического миров.
Свободный кислород современной земной атмосферы является побочным
продуктом процесса фотосинтеза зеленых растений и его общее
количество отражает баланс между продуцированием кислорода и
процессами окисления и гниения различных веществ. В истории биосферы
Земли наступило такое время, когда количество свободного кислорода
достигло определенного уровня и оказалось сбалансированным таким
образом, что количество выделяемого кислорода стало равным количеству
поглощаемого кислорода.

азота превращается в аммиак, который под влиянием
живущих в почве

трифицирующих бактерий окисляется
затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию
с находящимися в почве карбонатами, например
с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты:

2HN0з + СаСОз = Са(NОз)2 + СОС + Н0Н


Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении
в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется
также при горении органических веществ, при сжигании
дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют
бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха
могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их
с выделением свободного азота.

азот.



Таким образом, в природе совершается
непрерывный круговорот азота. Однако

ежегодно с урожаем с полей убираются
наиболее богатые белками части растений, например зерно. Поэтому
в почву необходимо вносить удобрения, возмещающие убыль в ней
важнейших элементов питания растений.

воде)
Оксиды азота
(в атмосфере)
Азот
в атмосфере
Деструкторы
бактерии
бактерии
бактерии
осадки
бактерии
молнии
Денитрофицирующие бактерии
Азотфиксирующие
бактерии
Сине-зеленые
водоросли
Круговорот азота

внутрь клеток.

В различных минералах фосфор содержится в виде неорганического

фосфатиона (PO43-). Фосфаты растворимы в воде, но не летучи.

Растения поглощают PO43- из водного раствора и включают фосфор в состав
различных органических соединений, где он выступает в форме так
называемого органического фосфата. По пищевым цепям фосфор переходит от
растений ко всем прочим организмам экосистемы.

У фосфора нет газовой фазы и, следовательно, нет свободного
возврата в атмосферу. Попадая в водоемы, фосфор насыщает,
а иногда и перенасыщает экосистемы. Обратного пути,
по сути дела, нет. Что-то может вернуться на сушу с помощью
рыбоядных птиц, но это очень небольшая часть общего количества,
оказывающаяся к тому же вблизи побережья. Океанические отложения
фосфата со временем поднимаются над поверхностью воды в результате
геологических процессов, но это происходит в течение миллионов
лет. Следовательно, фосфат и другие минеральные биогены почвы
циркулируют в экосистеме лишь в том случае, если содержащие их отходы
жизнедеятельности откладываются в местах поглощения данного элемента

фосфор в
клетках
растений
Органический
фосфор
в клетках
животных
Фосфатные
породы

и
ископаемые
остатки
животных

Искусственные
фосфатные
удобрения;
моющие
средства

Мелководные
океанические
нерастворимые
фосфатные
отложения

Деструкторы

Глубоководные океанические
нерастворимые фосфатные
отложения

в разных валентных
состояниях в зависимости от окислительно-
восстановительных условий среды.

Среднее
содержание серы в земной коре оценивается
в 0,047 %. В природе этот элемент образует
свыше 420 минералов.
В изверженных породах сера находится преимущественно
в виде сульфидных минералов: пирита, пирронита,
халькопирита , в осадочных породах содержится в глинах
в виде гипсов, в ископаемых углях - в виде примесей
серного колчедана и реже в виде сульфатов. Сера в почве
находится преимущественно в форме сульфатов; в нефти
встречаются ее органические соединения. В связи
с окислением сульфидных минералов в процессе выветривания сера
в виде сульфатиона переносится природными водами в Мировой океан.
Сера поглощается морскими организмами, которые богаче ее неорганическими соединениями, чем пресноводные и наземные

(NH4 )2SO4

H2S

Вулканы
и горячие
источники
Разлагающиеся
организмы
Промышленность
Туман и осадки
(дождь,

снег)

Сера

атмосфера

+Н20

+02

+NH3

Земле не
изменяется, она только меняет свои формы - это

и есть круговорот воды в
природе. Из всех выпадающих осадков 80% попадает
непосредственно в океан. Для нас же наибольший интерес
представляют оставшиеся 20%, выпадающие на суше,
так как большинство используемых человеком
источников воды пополняется именно за счет
этого вида осадков.

Упрощенно говоря, у воды, выпавшей на суше,
есть два пути:

Либо она, собираясь в ручейки, речушки и реки,
попадает в результате в озера и водохранилищ.
Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные
слои, пополняет запасы грунтовых вод.

Круговорот воды является одним из грандиозных процессов на поверхности земного
шара. Он играет главную роль в связывании геологического и биотического
круговоротов. В биосфере вода, непрерывно переходя из одного состояния в другое,
совершает малый и большой круговороты. Испарение воды с поверхности океана,
конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков на поверхность океана
образуют малый круговорот.

«Проблемы жизни в окружающей среде. Учебное пособие». Химия. 1996г, №16.

А.А. Горелов. «Структура и функции экосистем». Экология. 1998г.