Nitrogen er nesten 78% av atmosfærens masse. Hoveddelen danner molekyler n 2 av to atomer. De fleste organismene er ikke i stand til å bruke dette nitrogen på grunn av den sterke bindingen av atomer. Det krever nitrogen i slike kjemiske former som ammoniakk, ammoniumioner, nitrat- og nitrittioner, som er involvert i oksygeniske kjemiske reaksjoner. Derfor er et koblet nitrogen viktig for denne biogeokjemiske syklusen.
Naturlig biogenokjemisk syklus av nitrogen er vist i fig.16. Den totale nitrogenstrømmen i biosfæren er ca. 14 · 10 10 t / g. Hovedleverandøren av tilknyttet nitrogen er nitrogenholdige bakterier. Den mest berømte av dem er i knuterne av bælgplanter. Deres aktiviteter grunnla en tradisjonell metode for å øke fruktbarheten. Bønneavlinger vokser på banen, så er de plantet, akkumulert i nitrogenet nitrogen går jorden. Det følgende året blir feltet frøet av andre kulturer som bruker dette nitrogenet. Noen nitrogen binder seg under tordenvær. Elektrisk utladning Varmes luft til en temperatur hvor forskjellige nitrogenoksider dannes. Som i tilfelle av karbon kommer et visst antall nitrogenforbindelser fra jordens tarm.
Omvendt prosess - gjenoppretting av nitrationer utfører en kjede av bakterier:
· Ammonifying bakterier dekomponerer nitratorganiske forbindelser, danner ammoniakk (NH3) eller ammoniumioner (NH4 +);
· Nitrifierbakterier oksiderer ammoniakk i nitroxysyre - nr. 2 -. (nitritter);
· Nitratbakterier Oversett nitratsyre til salpetersyre - nr. 3 - (nitrater) og syklusen begynner igjen.
Fig. 15. Biogeokjemisk nitrogen syklus
Antropogen strøm av nitrogen i biosfæren Omtrent lik naturlig. Det største bidraget til bruken av nitrogengjødsel (8 · 10 10 t / g). Konsekvensen kan være en økning i innholdet i nitrittprodukter, nitrater og nitrosaminer med et bredt spekter av toksiske effekter.
Kilden til nitrogenoksider (2 · 10 10 t / g) er mange metallurgiske prosesser, transport og brennstoffforbrenning ved produksjon av varme og elektrisitet. Nitrogenoksider er involvert i dannelsen av surt regn og fotokjemisk smog.
Økosystemer assimilerer en viss mengde nitrogen. Dens overskudd vaskes ut og akkumuleres i vannlegemer. Prosessen med å øke vannet av biogene elementer (ikke bare nitrogenforbindelser) kalles eutrofiering. Dens viktigste grunner tilbakestilles i industrielle og kommunale avløpsreservoarer, kjemikalisering av jordbruk og konsentrasjonen av husdyrhold. For tiden har dette fenomenet dekket 90% av alle innsjøer i verden. Prosessen forårsaker noen ganger irreversible brudd på vannøkosystemer og forverrer vannkvaliteten (se pkt. 6.2.3.). Grunnleggende tiltak for å redusere Eutrofiering: Avløpsvannbehandling og kontroll over bruk av gjødsel.
Syklusen av stoffer i biosfæren er en "reise" av visse kjemiske elementer på matkjeden av levende organismer, på grunn av solens energi. I prosessen med "reise", noe element, av ulike grunner, faller ut og forblir som reglene, i bakken. Deres sted er okkupert av det samme, som vanligvis faller fra atmosfæren. Dette er den mest forenklede beskrivelsen av hva som er en garanti for livet på planeten jorden. Hvis denne reisen av en eller annen grunn er avbrutt, vil eksistensen av all den levende stoppe.
For å beskrive en kort syklus av stoffer i biosfæren, må du sette flere utgangspunkter. Først, fra mer enn nitti kjemiske elementer, kjent og funnet i naturen, for levende organismer, er det nødvendig om førti. For det andre er antallet av disse stoffene begrenset. For det tredje snakker vi bare om biosfæren, det vil si om jordens liv som inneholder skallet, og det betyr at samspillet mellom levende organismer. Fjerde, energi som bidrar til en sirkulasjon, er energien som kommer fra solen. Energi, som er født i jordens dyp som følge av ulike reaksjoner, godtar ikke deltakelsen i prosessen. Og sist. Du må komme foran referansepunktet til denne "reise". Det er betinget, siden det ikke kan være ende og begynte på sirkelen, men det er nødvendig for å begynne å beskrive prosessen fra noe. La oss starte fra den laveste linken til den trofiske kjeden - med årsakene eller gravetrene.
Cruise, ormer, larver, mikroorganismer, bakterier og andre groler, forbruker oksygen og bruker energi, prosesser uorganiske kjemiske elementer i et organisk stoff som er egnet for mat med levende organismer og dens ytterligere bevegelse langs næringskjeden. Videre, disse, allerede organiske stoffer, spiser conspisser eller forbrukere som ikke bare er dyr, fugler, fisk og lignende, men også planter. Sistnevnte er produsenter eller produsenter. De bruker disse næringsstoffene og energien, produserer oksygen, som er hovedelementet egnet for å puste alle livene på planeten. Forbruker, produsenter og selv de relegatene dør. De av deres gjenstander, sammen med de organiske stoffene i dem, "faller" til rådighet for gravetteren.
Og alt gjentas igjen. For eksempel gjør alt oksygen som eksisterer i biosfæren, omsetningen i 2000, og karbondioksid for 300. En slik krets kalles en biogeokemisk syklus.
Noen organiske stoffer i prosessen med deres "reise" kommer i reaksjoner og interaksjoner med andre stoffer. Som et resultat dannes blandinger, som de er, kan ikke resirkuleres av rinduzere. Slike blandinger forblir "lagret" i bakken. Ikke alle organiske stoffer som faller på "bordet" av Gravers kan ikke resirkulere dem. Ikke alle kan fortsette med bakterier. Slike ufleksible rester faller på lager. Alt som gjenstår på lager eller i reserven, blir droppet ut av prosessen og i syklusen av stoffer i biosfæren er ikke inkludert.
Således, i biosfæren av stoffet, kan drivkraften som er aktiviteten til levende organismer, deles inn i to komponenter. En - Reservefondet er en del av et stoff som ikke er relatert til levende organismers aktiviteter og er ikke involvert i sirkulasjon. Og den andre er et revolverende fond. Det representerer bare en liten del av et stoff som aktivt brukes av levende organismer.
Atomer hvor store kjemiske elementer er så nødvendige for livet på jorden? Dette er: oksygen, karbon, nitrogen, fosfor og noen andre. Fra forbindelsene kan hovedet i kretsen kalles vann.
Oksygen
Oksygen syklusen i biosfæren bør startes med fotoinnholdsprosessen, som følge av hvilke milliarder for år siden, han dukket opp. Den frigjøres av planter fra vannmolekyler under påvirkning av solenergi. Oksygen dannes også i de øvre lagene av atmosfæren under kjemiske reaksjoner i vanndamp, hvor kjemiske forbindelser dekomponeres under påvirkning av elektromagnetisk stråling. Men dette er en liten oksygenkilde. De viktigste er fotosyntese. Oksygen er inneholdt i vann. Selv om det er der, 21 ganger mindre enn i atmosfæren.
Det resulterende oksygen brukes av levende organismer for å puste. Det er også et oksidasjonsmiddel for forskjellige mineralsalter.
Og mannen er en oksygenforbruker. Men med begynnelsen av den vitenskapelige og tekniske revolusjonen har dette forbruket økt gjentatte ganger, siden oksygen brennes eller binder seg til driften av en rekke industrielle næringer, transport, for å møte husholdningen og andre behov i livet til mennesker. Den såkalte oksygenbekreftelsen i atmosfæren i mengden av 5% av det totale volumet som eksisterer før det, det vil si, det ble produsert i prosessen med fotosyntese så mye oksygen som det ble konsumert. Nå blir dette volumet katastrofalt ikke nok. Det er oksygenforbruk, så å si, fra en uavhengig lager. Derfra, hvor den ikke lenger blir lagt til.
Litt mykner dette problemet at noe av det organiske avfallet ikke behandles og ikke inn i virkningen av roterende bakterier, men forblir i sedimentære bergarter, danner torv, kull og lignende fossiler.
Hvis resultatet av fotosyntese er oksygen, så er råmaterialet karbon.
Nitrogen
En nitrogen syklus i biosfæren er forbundet med dannelsen av slike essensielle organiske forbindelser som: proteiner, nukleinsyrer, lipoproteiner, ATP, klorofyll og andre. Nitrogen, i molekylær form, er inneholdt i atmosfæren. Sammen med levende organismer er det bare ca 2% av alt som har nitrogen på jorden. I dette skjemaet kan det bare brukes av bakterier og blågrønne alger. For resten av vegetasjonsverdenen i den molekylære form av nitrogen, kan den ikke drives, og kan behandles bare i form av uorganiske forbindelser. Noen typer slike forbindelser dannes i tordenværene, og med regndråper faller i vann og jord.
De mest aktive "recycrene" av nitrogen- eller nitrogenfyxatorer er knutebakterier. De bosatte seg i cellene i røttene av belgfrukter og omdanner molekylær nitrogen i forbindelsene egnet for planter. Etter deres dør er jorda beriket med nitrogen.
Slip bakterier splittet nitrogenholdige organiske forbindelser til ammoniakk. Del det går inn i atmosfæren, og de andre forskjellige typer bakterier oksyderes til nitritter og nitrater. De som i sin tur kommer som ernæring for planter og nitrifiserende bakterier gjenopprettet til oksider og molekylær nitrogen. Som igjen faller inn i atmosfæren.
Således kan det ses at forskjellige typer bakterier spiller en viktig rolle i sirkulasjonen av nitrogen. Og hvis du ødelegger minst 20 slike arter, vil livet på planeten opphøre.
Og igjen ble den etablerte kretsen brutt av mannen. Den med det formål å øke avkastningen av avlinger, begynte å aktivt bruke nitrogenholdige gjødsel.
Karbon
Karbonsyklusen i biosfæren er uløselig knyttet til oksygen- og nitrogenkretsen.
I biosfæren er karboncyklusdiagrammet basert på levebrødene til grønne planter og deres evne til å konvertere karbondioksid til oksygen, det vil si fotosyntese.
Karbon interagerer med andre elementer på forskjellige måter og er en del av nesten alle klasser av organiske forbindelser. For eksempel er det en del av karbondioksid, metan. Den er oppløst i vann, hvor innholdet er betydelig mer enn i atmosfæren.
Selv om karbon ikke er blant forekomsten av topp ti, men i levende organismer varierer det fra 18 til 45% tørr masse.
Verdenshavet fungerer som en regulator av karbondioksid. Så snart andelen i luften stiger, justerer vannet posisjonene, absorberer karbondioksid. En annen karbon forbruker i havet er marine organismer som bruker den til bygging av skall.
Karbonsyklusen i biosfæren er basert på tilstedeværelsen av karbondioksid i atmosfæren og hydrosfæren, som er en slags utvekslingsfond. Det er påfylles av pusten av levende organismer. Bakterier, sopp og andre mikroorganismer som er involvert i dekomponering av organiske rester i jorda, er også involvert i etterfylling av atmosfærens karbondioksid. Karbon er "bevart" i mineraliserte ikke-ufleksible organiske rester. I en stein og brun kull, torv, brennbare skifer og slike sedimenter. Men hovedreservefondet for karbon er kalkstein og dolomitter. Karbonet i dem er "pålitelig skjult" i dypet av planeten og frigjøres bare under tektoniske skift og utslipp av vulkanske gasser under utbrudd.
På grunn av det faktum at respirasjonsprosessen med adskillelse av karbon og prosessen med fotosyntese med absorpsjonen passerer gjennom levende organismer veldig raskt, er bare den lille andelen av hele karbonet av planeten involvert i kretsen. Hvis denne prosessen var ubeleilig, brukte plantene bare sushi hele karbonet totalt i 4-5 år.
For tiden, takket være menneskelig aktivitet, har anleggsverdenen ikke en ulempe med karbondioksid. Det er påfylles umiddelbart og samtidig fra to kilder. Ved å brenne oksygen under arbeidet med den industrielle produksjonen og transporten, samt i forbindelse med bruken av disse typer menneskelig aktivitet av de "hermetiserte" kull, torv, skifer, og så videre. Hvorfor karbondioksidinnhold i atmosfæren økte med 25%.
Fosfor
Fosforsirkulasjonen i biosfæren er uløselig knyttet til syntesen av slike organiske stoffer, som: ATP, DNA, RNA og andre.
I jord og vann er fosforinnholdet svært lite. Dens hovedbestander i bergarter dannet i den fjerne fortiden. Med den forvitrede av disse steinene begynner fosforkretsen.
Fosforet fordøyes bare i form av ortofosforsyre. I utgangspunktet er dette et produktbehandling av groler av organiske rester. Men hvis jorda har økt alkalisk eller syrefaktor, blir fosfater praktisk talt oppløst i dem.
Fosfor er et utmerket næringsstoff for en annen type bakterier. Spesielt blågrønne alger, som, med et forstørret fosforinnhold, utvikler voldsomt.
Likevel er det meste av fosforet slitt med elv og andre farvann i havet. Der er han aktivt spist av Phytoplankton, og med ham ved sjøfugler og andre dyrs arter. Deretter faller fosforet på havbunnen og danner sedimentære bergarter. Det er, det går tilbake til bakken, bare under sjøvannslaget.
Som du kan se er fosforkretsen spesifikk. Det er vanskelig og kalt en krets, da den ikke er lukket.
Svovel
I biosfæren er svovelirkulasjonen nødvendig for dannelsen av aminosyrer. Det skaper en tredimensjonal struktur av proteiner. Det innebærer bakterier og organismer som forbruker oksygen for energisyntese. De oksiderer svovel til sulfater, og enkeltcelle melker levende organismer, gjenoppretter sulfat til hydrogensulfid. I tillegg til dem, oksideres hele grupper av serobakterier, hydrogensulfid til svovel og videre til sulfater. Planter kan forbruke bare svovelion fra jorda - 4-4 På denne måten er noen mikroorganismer oksidanter, mens andre reduksjonsmidler.
I stedet for opphopningen av svovel og dets derivater i biosfæren er havet og atmosfæren. Det kommer til atmosfæren i svovel med frigjøring av hydrogensulfid fra vannet. I tillegg går svovelet i atmosfæren i form av dioksyd når de brenner på produksjon og i de innenlandske behovene til drivstofffossilbrensel. Først av alt kull. Der oksyderes det og blir til svovelsyre i regnvann, og det faller på bakken. Syregårene selv gjør betydelig skade på hele plante- og dyreverdenen, og i tillegg til det, med storm og tint vann, faller i elva. Elvene bærer sulfationer sulfat til havet.
Den inneholder også svovel i bergarter i form av sulfider, i en gassformig form - hydrogensulfid og svovelgass. På bunnen av havene er det innskudd av innfødt svovel. Men dette er alt "reserve".
Vann
Det er ikke mer vanlig substans i biosfæren. Dens reserver er hovedsakelig i saltbittert form av vannhav og hav - det er ca 97%. Resten av ferskvann, isbreer og underjordisk og grunnvann.
Vannsyklusen i biosfæren begynner med sin fordampning fra overflaten av vannlegemer og blader av planter og er ca. 500.000 kubikkmeter. km. Den returneres i form av nedbør, som faller direkte tilbake i reservoarene, eller passerer gjennom jord og grunnvann.
Vannets rolle i biosfæren og evolusjonens historie er at hele livet siden utseendet var helt avhengig av vannet. I biosfæren er vann gjentatte ganger gjennom levende organismer, en dekomponering og fødselssykluser har gått.
Vannkretsen har en større fysisk prosess. Men dyret og spesielt anlegget gir en viktig deltakelse i dette. Fordampning av vann fra overflateseksjonene av bladene av trær er slik at for eksempel hektar skogen fordampes en dag til 50 tonn vann.
Hvis fordampning av vann fra overflatene av vannlegemer er naturlig for sin krets, så for kontinenter med sine skogsoner, er en slik prosess den eneste og hovedveien for å redde den. Her går kretsen som i en lukket syklus. Bunnfallet dannes fra fordampning fra jordens overflater og planter.
I prosessen med fotosyntese av planter benyttes hydrogen i vannmolekylet for å skape en ny organisk forbindelse og oksygenisolering. Og tvert imot, i ferd med å puste, levende organismer, dannes oksidasjonsprosessen og vannet igjen.
Beskrive en krets av ulike typer kjemikalier, står vi overfor en mer aktiv påvirkning av en person på disse prosessene. For tiden, natur, på grunn av den overlevende multi milliarder historien, klargjør reguleringen og restaurering av forstyrrede balanser. Men de første symptomene på "sykdom" er allerede der. Og dette er en drivhuseffekt. Når to energier: Solar og reflektert land, ikke beskytte levende organismer, og tvert imot øker en annen. Som et resultat øker omgivelsestemperaturen. Hvilke konsekvenser av en slik økning kan være, i tillegg til den akselererte smelting av isbreer, fordampning av vann fra overflatene av havet, sushi og planter?
Video - Syklus av stoffer i biosfæren
Karbonsyklus.
Den mest intense biogeokjemiske syklusen er en karbon syklus. I
naturkarbon eksisterer i to hovedformer - i karbonater
(kalkstein) og karbondioksid. Innholdet i de siste 50 ganger mer enn
i atmosfæren. Karbon er involvert i dannelsen av karbohydrater, fett, proteiner og
nukleinsyrer.
Hovedmassen er akkumulert i karbonater på bunnen av havet (1016 tonn), i
krystallinske bergarter (1016 tonn), steinkull og olje (1016 tonn) og
deltar i en stor syklus av en sirkulasjon.
Hovedforbindelsen til en stor karbon syklus er forholdet mellom prosesser
fotosyntese og aerob pust (figur 1).
En annen stor syklus av karbon syklus er
anaerob pust (uten oksygenadgang); Ulike typer anaerob
bakterier konverterer organiske forbindelser til metan og andre stoffer
(For eksempel i marsh økosystemer, på avfallsbehandling).
I en liten syklus inneholdt karbonet i
vegetabilsk vev (ca. 1011 tonn) og animalsk vev (ca. 109 tonn).
Sirkulær oksygen.
I kvantitativt er hoveddelen av levende materie
oksygen hvis sirkulasjon er komplisert av sin evne til å inngå
ulike kjemiske reaksjoner, hovedsakelig oksidasjonsreaksjon. I
resultat Det er mange lokale sykluser som skjer mellom
atmosfære, hydrosfærer og litosfære.
(sedimentale kalsider, jernmalm), har en biogen opprinnelse og skal
betraktet som et produkt av fotosyntese. Denne prosessen er motsatt
prosessen med oksygenforbruk for å puste, som er ledsaget av
Ødeleggelsen av organiske molekyler, samspillet mellom oksygen med hydrogen
(klemmet fra substratet) og dannelsen av vann. På noen måter
oksygen-syklusen ligner retursyklusen av karbondioksid. I
det skyldes hovedsakelig atmosfæren og levende organismer.
Forbruk av atmosfærisk oksygen og dets refusjon av planter i
prosessen med fotosyntese utføres ganske raskt. Beregninger viser
det for å fullt ut oppdatere alt atmosfærisk oksygen kreves
to tusen år gammel. På den annen side, for at alle vannmolekyler
hydrosfæren ble utsatt for fotogalleri og syntetiseres igjen av levende
organismer, du trenger to millioner år. Det meste av oksygen,
generert i løpet av den geologiske æra, forblir ikke i atmosfæren, og
festet med en litosfære i form av karbonater, sulfater, jernoksyder og dets
massen er 5,9 * 1016 tonn. Massen av oksygen som sirkulerer i biosfæren i
formen av gass eller sulfater oppløst i oceanisk og kontinental
farvann, flere ganger mindre (0,4 * 1016 t).
Legg merke til at, som starter med en viss konsentrasjon, er oksygen veldig
giftig for celler og vev (selv blant aerobiske organismer). Og i live
anaerob organismen kan ikke tåle (det var bevist i fortiden
et århundre L. Pasteur) oksygenkonsentrasjon som overstiger atmosfærisk med 1%.
Knekke av nitrogen
Gasset nitrogen oppstår som følge av ammoniakkoksydasjonsreaksjon,
dannet under utbruddet av vulkaner og nedbrytning av biologisk avfall:
4NH3 + 3O2 (2N2 + 6H2O.
Nitrogen syklus - en av de vanskeligste, men samtidig mest
ideelle sykluser. Til tross for at nitrogen er ca 80%
atmosfærisk luft, i de fleste tilfeller kan det ikke være
direkte brukt av planter, fordi de absorberer ikke gassformig
nitrogen. Interferens av levende vesener i en nitrogen syklus er underordnet det strenge
hierarki: Bare enkelte kategorier av organismer kan påvirke
på de enkelte faser av denne syklusen. Nitrogengass går kontinuerlig inn
atmosfæren som følge av noen bakterier, mens andre bakterier
- Klemmer (sammen med blågrønne alger) absorberer den konstant,
konvertere til nitrater. Uorganisk gjennom nitrater er dannet i atmosfæren
som følge av elektriske utslipp i tordenvær.
De mest aktive nitrogenforbrukerne - bakterier på rotsystemet
planter av familie av belgfrukter. Hver type av disse plantene er iboende i seg selv
bakterier som blir nitrogen til nitrater. I prosessen med biologisk
syklusnitrationer (NO3-) og ammoniumioner (NH4 +), absorbert av planter fra
jordfuktighet, forvandlet til proteiner, nukleinsyrer, etc. Lengre
returnerer er dannet i form av døde organismer som er objekter
den vitale aktiviteten til andre bakterier og sopp konverterte dem til ammoniakk. Så
det er en ny syklus av syklusen. Det er organismer som er i stand
slå ammoniakk til nitritter, nitrater og gassnitrogen gassformig. Hovedforbindelser
nitrogen-syklusen i biosfæren er representert av skjemaet i fig. 3.
Den biologiske aktiviteten til organismer kompletteres av industrielle
måter å produsere nitrogenholdige organiske og uorganiske stoffer,
mange av disse brukes som gjødsel for å øke
produktivitet og plantevekst.
Antropogen effekt på nitrogen syklusen bestemmes av det følgende
prosesser:
1. Brenselforbrenning fører til dannelsen av nitrogenoksid, og deretter
reaksjoner:
2. 2NO + O2 (2NO2,
3. 4NO2 + 2H2O. + O2 (4HNO3,
4. Har bidratt til tapet av surt regn
5. Som et resultat av virkningen av noen bakterier på gjødsel og avfall
husdyrhold danner nitrogen rushing - en av komponentene,
skaper en drivhuseffekt;
6. Gruvedrift av mineraler som inneholder nitrationer og ammoniumioner,
for produksjon av mineral gjødsel;
7. Ved høsting blir nitrationer og ammoniumioner tatt ut av jorda;
8. Strømmer med marker, gårder og kloakk øker antall nitrat
ioner og ammoniumioner i akvatiske økosystemer, som øker veksten
alger og andre planter; Ved dekomponering er sistnevnte brukt
oksygen, som til slutt fører til fiskens død.
Sirkulær fosfor
Fosfor er en av hovedkomponentene (hovedsakelig i skjemaet og
) levende substans og er inkludert i sammensetningen av nukleinsyrer (DNA og RNA),
cellemembraner, adenosyntriphosfat (ATP) og adenosin difosfat (ADP),
fett, bein og tenner. Kroket fosfor, som andre biogene
elementer utføres i store og små sykluser.
Fosfor reserver tilgjengelig for levende vesener er fullt fokusert på
lithosfære. De viktigste kildene til uorganisk fosfor blir brøt ut eller
sedimentære bergarter. I jordens skorpe, overstiger fosforinnholdet ikke 1% som
begrense produktiviteten til økosystemer. Fra steinene på jordens skorpe uorganisk
fosfor er involvert i sirkulasjonen av kontinentale farvann. Han er absorbert
planter som med sin deltakelse syntetiserer ulike organiske
forbindelser og dermed er inkludert i de trofiske kjedene. Deretter
organiske fosfater sammen med lik, avfall og levende skapninger
gå tilbake til bakken, hvor de er utsatt for mikroorganismer og
bli til mineralformer som brukes av grønne planter.
I havet økosystemet blir fosforet brakt av flytende farvann som
fremmer utviklingen av fytoplankton og levende organismer.
I terrestriske systemer passerer fosforsirkulasjonen i det optimale
naturlige forhold med et minimumstap. I havet er situasjonen annerledes. den
forbundet med konstant sedimentering (sedimentering) av organiske stoffer.
Det organiske fosforet på en liten dybde returneres til syklusen.
Fosfater utsatt på store seafrock dybder er ikke involvert i små
kurs. Imidlertid bidrar tektoniske bevegelser til hevingen av sediment
raser til overflaten.
Dermed beveger fosforet langsomt fra fosfatavsetninger
på land og grunne oceanisk nedbør til levende organismer og tilbake
Vurderer fosforsyklus på omfanget av biosfæren for relativt
en kort periode kan vi konkludere med at den ikke er helt lukket. Aksjer
fosfor på bakken er liten. Derfor antas det at fosfor er den viktigste faktoren,
begrens vekst av primære biosfæreprodukter. Det er til og med trodd at fosfor -
hovedregulatoren for alle andre biogeokjemiske sykluser, det er mest
svak kobling i livskjeden, som sikrer eksistensen av en person.
En antropogen effekt på fosforsirkulasjonen er som følger:
1. Produksjon av store mengder fosfatmalm for mineralgjødsel og
vaskemidler fører til en reduksjon i antall fosfor i
biotisk syklus;
2. Strømmer med felt, gårder og verktøyavfall fører til en økning
fosfationer i reservoarer, til en kraftig økning i akvatiske planter og
brudd på likevekt i akvatiske økosystemer.
Sirkulær svovel
Fra naturlige kilder går svovel i atmosfæren i form av hydrogensulfid,
svoveldioksid og partikler av sulfatsalter (Fig. 5).
Om lag en tredjedel av svovelforbindelsene og 99% svoveldioksid - antropogen
opprinnelse. Atmosfæren behandler reaksjonene som fører til syre
2SO2 + O2 (2SO3,
SO3 + H2O (H2SO4.
Vannsyklusen
Vann, som luft, er hovedkomponenten som kreves for livet. I
kvantitativt er den vanligste uorganiske
komponent av levende materie. Plantefrø der vanninnhold ikke er
overstiger 10%, se former for slowmotion. Det samme fenomenet
(anhydrobiose) observeres i noen arter av dyr som
uønskede eksterne forhold kan miste det meste av vannet i deres
Vann i tre aggregative stater er tilstede i alle kompositt
deler av biosfæren: atmosfære, hydrosfærer og litosfære. Hvis vannet ligger
i forskjellige hydrogeologiske former distribuerer jevnt
de tilsvarende områdene i kloden er dannet av følgende lag
tykkelse: For verdenshavet 2700 m, for isbreer 100 m, for grunnvann
15 m, for overflate ferskvann 0,4 m, for atmosfærisk fuktighet 0,03 m.
Hovedrollen i sirkulasjon og biogenokjemisk syklus av vannspill
atmosfærisk fuktighet, til tross for den relativt små tykkelsen på laget.
Atmosfærisk fuktighet er ujevnt fordelt på bakken, som forårsaker
store forskjeller i mengden nedbør i forskjellige områder av biosfæren. Gjennomsnitt
geografisk breddegrad. For eksempel, i Nordpolen er det 2,5 mm (i
luftpost med tverrsnitt 1 cm2), ved ekvator - 45 mm.
Mekanismen til den hydrogeologiske syklusen ble nevnt ovenfor - i seksjonen
om beskrivelsen av funksjonene i hydrosfæren. Vann droppet på land da
det forbrukes for lekkasje (eller infiltrering), fordampning og lager.
Seeping er spesielt viktig for jordøkosystemer, da det bidrar
tilførsel av jord med vann. I ferd med infiltrasjon går vannet inn i akvene
horisonter og underjordiske elver. Fordampning fra overflaten av jorda spiller også
en viktig rolle i vannregime, men en mer betydelig mengde
vann tildeler planter selv med løvverket. Og mengden vann,
planter utgitt, desto større er de bedre de leveres. Planter,
produserer ett tonn plantemasse, absorberer minst 100 tonn
Hovedrollen i vannsyklusen på kontinenter spilles av totalen
fordampning (trær og jord).
Den siste komponenten av vannsyklusen på land - lager. Flate
lager og ressurser til underjordiske akviferer gir vann
tråder. Men med en reduksjon i tettheten av plantedekselet
det blir den viktigste årsaken til jord erosjon.
Som nevnt, er vann involvert i den biologiske syklusen, som er
kilden til oksygen og hydrogen. Imidlertid er fotogalleriet for fotosyntese ikke
spiller en betydelig rolle i syklusens prosess.
Biogeokjemisk sirkulasjon
I motsetning til energien som en gang ble brukt av kroppen,
blir til varme og går tapt for økosystemet, stoffene sirkuleres i
biosfæren kalles biogeokemisk sirkulasjon. Ut av 90.
elementer som finnes i naturen, er omtrent 40 behov for levende organismer.
Den viktigste og kreves i store mengder: karbon,
hydrogen, oksygen, nitrogen. Oksygen kommer inn i atmosfæren som et resultat
photosyntese og forbrukes av organismer med å puste. Nitrogen er fjernet fra
atmosfærer på grunn av aktivitetene til nitrogenfrie bakterier og returnerer til
hun har andre bakterier.
Avlinger av elementer og stoffer utføres av
selvregulerende prosesser der alle komponenter deltar
Økosystemer. Disse prosessene er avfallsfrie. Det er ingenting i naturen
ubrukelig eller skadelig, selv fra vulkanske utbrudd er nytte,
siden de nødvendige elementene kommer med vulkanske gasser i luften,
for eksempel nitrogen.
Det er en lov om global nedleggelse av en biogeokjemisk sirkulasjon i
biosfæren fungerer i alle stadier av utviklingen, som regel om økning
skapene til den biogeokjemiske syklusen under den sukkes. I prosessen
utviklingen av biosfæren øker rollen som den biologiske komponenten i lukkingen
biogeokjemisk syklus. En enda større rolle i biogeokjemisk
kurset har en mann. Men hans rolle er utført i motsatt retning
retning. Mannen bryter med de etablerte cyphaner av stoffer, og i dette
det manifesteres av sin geologiske kraft, destruktiv til biosfæren
til dags dato.
Når 2 milliarder år siden, oppstod livet på jorden, atmosfæren
besto av vulkanske gasser. Det var mye karbondioksid og lite
oksygen (hvis i det hele tatt), og de første organismene var anaerob. Som
produkter i gjennomsnitt overskredet pust, for geologisk tid i
atmosfæren akkumulert oksygen og innholdet av karbondioksid redusert.
brenner store mengder brennbar fossil og reduserer absorpsjon
evnen til "grønt belte". Sistnevnte er resultatet av en reduksjon.
antallet grønne planter selv, og også på grunn av det faktum at støv og
forurensende stoffer i atmosfæren reflekterer strålene som kommer inn i atmosfæren.
Som et resultat av antropogene aktiviteter, graden av klimaks
biogeokjemiske sirkler reduseres. Selv om det er ganske høyt (for
ulike elementer og stoffer det er ikke det samme), men likevel ikke
absolutt, som viser et eksempel på en oksygenatmosfære.
Ellers vil evolusjonen være umulig (den høyeste graden av skap
biogeokjemisk sirkulasjon observeres i tropiske økosystemer -
den mest gamle og konservative).
Dermed bør det ikke handle om å endre personen som ikke
bør endres, men heller om effekten av mannen for fart og retning
endringer og på utvidelsen av deres grenser som bryter med konverteringsregelen
natur. Sistnevnte er formulert som følger: Under drift
naturlige systemer kan ikke overskride noen grenser som tillater
systemer for å opprettholde selvsugende egenskaper. Brudd på tiltak som mot
zoom og mot en reduksjon fører til negativ
resultater. For eksempel er en overskytende gjødsel laget like skadelig, hvor mye og
mangel på. Denne følelsen av tiltaket går tapt av en moderne person som mener det
i biosfæren er alt tillatt for ham.
Håper for å overvinne miljøproblemer er knyttet til
spesielt med utvikling og igangkjøring av lukket
teknologiske sykluser. Material konvertering sykluser skapt av mannen
det anses å være ønskelig å ordne slik at de er som naturlige
sykluser av syklusen av stoffer. Da vil problemene bli løst på samme tid
gir menneskeheten med uerstattelige ressurser og problem med beskyttelse
naturlig miljø fra forurensning, siden nå bare 1 - 2% av vekten av naturlig
ressurser kastes i sluttproduktet.
Teoretisk lukkede konverteringssykluser av stoffet er mulig. men
komplett og endelig restrukturering av bransjens prinsipp
stoffer i naturen er ikke ekte. Minst et midlertidig brudd på skapet
den teknologiske syklusen er nesten uunngåelig, for eksempel når du lager
syntetisk materiale med nye, ukjente naturegenskaper. At
stoffet er først skriftlig testet i praksis, og bare da kan det
måter å bli utviklet for nedbrytning for å introdusere komponentdeler
i naturlig sirkulasjon.
Lignende informasjon.
Nitrogen og dets forbindelser spiller i biosfæren som en viktig og uunnværlig rolle, så vel som karbon. Nitrogenbiofilience er sammenlignbar med karbonbiofil. Den biogene anrikningsindeksen i forhold til jordskorpen, og planter i forhold til jord er for henholdsvis nitrogen 1000 og 10.000 (COP, 1985).
Den viktigste nitrogenetanken i biosfæren er også en luftkappe. Ca. 80% av alle nitrogenreserver er konsentrert i planetens atmosfære, som er forbundet med retningen av biogeokemiske strømmer av nitrogenforbindelser generert under denitrifikasjon. Hovedformularen som inneholder nitrogen i atmosfæren er molekylær - n 2. Som en ubetydelig urenhet inneholder atmosfæren forskjelliger, så vel som ammoniakk NH3. Sistnevnte i vilkårene i jordens atmosfære er mest ustabil og lett oksydert. Samtidig er størrelsen på redokspotensialet i atmosfæren utilstrekkelig for bærekraftig eksistens av nitrogenoksydformer, fordi dens frie molekylære form er den viktigste.
Primær nitrogen i atmosfæren, trolig dukket opp som et resultat av avgassingen av den øvre mantel og vulkansk utladning. Fotokjemiske reaksjoner i høye lag av atmosfæren fører til dannelsen av nitrogenforbindelser og en merkbar strømning av dem på land og hav med atmosfærisk utfelling (3-8 kg / ha ammoniumnitrogen per år og 1,5-6 kg / ha nitrat). Dette nitrogenet er også inkludert i den samlede biogeokjemiske strømmen av oppløst forbindelser som migrerer med vannmasser, deltar i jorddannende prosesser og i dannelsen av biomasse av planter.
I motsetning til karbon kan atmosfærisk nitrogen ikke brukes direkte av høyere planter. Derfor spiller disse klemmene en nøkkelrolle i den biologiske syklusen av nitrogen. Dette er mikroorganismer i flere forskjellige grupper som har evnen til å rett til direkte en direkte fiksering for å direkte trekke ut nitrogen fra atmosfæren og til slutt binde den i jorden. Disse inkluderer:
· Noen frie levede jordbakterier;
· Symbontic nodule bakterier (eksisterende i symbiose med bønne);
· Cyanobionts, som også er symbilater av sopp, mos, bregner, og noen ganger høyere planter.
Som et resultat av aktivitetene i organismer - nitrogenfiksatorer, binder den seg til jorda i nitrittform (forbindelse basert på NH3).
Nitrittnitrogenforbindelser er i stand til å migrere i vandige løsninger. Samtidig oksyderes de og transformeres til nitrat - salter av salpetersyre HNO3. I denne form kan nitrogenforbindelser effektivt absorberes av høyere planter og anvendes for syntesen av proteinmolekyler basert på peptidbindinger C-N. Neste, på trofiske kjeder, faller nitrogen i dyreorganismer. I miljøet (i vandige løsninger og til jorda) refunderes det i prosessene med ekskresjonsaktiviteter av dyr eller dekomponering av det organiske stoffet.
Tilbakebetaling av fri nitrogen i atmosfæren, samt utvinning, utføres som følge av mikrobiologiske prosesser. Denne nullsyklusen fungerer takket være aktivitetene til jordbakterie-denitrifers, nylig oversatte nitrogen til en molekylær form.
I en litosfæren, som en del av sedimentavsetninger, er en meget liten del av nitrogen forbundet. Årsaken til dette er at nitrogenmineralforbindelser, i motsetning til karbonater, er veldig godt oppløselige. Tapet av en viss mengde nitrogen fra den biologiske sirkulasjonen kompenseres også av vulkanske prosesser. På grunn av den vulkanske aktiviteten kommer forskjellige gassformige nitrogenforbindelser til atmosfæren, som i forholdene i jordens geografiske skall uunngåelig går inn i en fri molekylform.
Således kan de viktigste spesifikke egenskapene til nitrogen-syklusen i biosfæren betraktes som følger:
· Foretrukket konsentrasjon i atmosfæren, som spiller reservoarets eksklusive rolle, hvorfra levende organismer tegner reserverne av nitrogenet de trenger;
· Den ledende rollen i jordnitrogen-syklusen og spesielt jordmikroorganismer, som sikrer nitrogenovergang i biosfæren fra en former til andre (fig. 3.5.3).
Fig. 3.5.3. Nitrogen biogeokjemisk syklus krets
Derfor inneholder en stor mengde nitrogen i den tilhørende form en biosfære: i det organiske stoffet av jorddeksel (1,5x10 11 tonn), i biomassen til planter (1.1x10 9 tonn), i biomasse av dyr (6.1x10 7 tonn ). I store mengder nitrogen er det også inneholdt i noen biogene fossiler (Selitras).
Samtidig blir paradokset observert - med et stort innhold av nitrogen i atmosfæren på grunn av den ekstremt høye løseligheten av salpetersyre-salter og ammoniumsalter, er nitrogen i jorden ikke nok og nesten alltid ikke nok til å levere planter. Derfor er behovet for dyrkede planter i nitrogengjødsel alltid høy. Derfor er det årlig inn i jorda laget av forskjellige estimater fra 30 til 35 millioner tonn nitrogen i form av mineralgjødsel. Dermed er kvitteringen av nitrogengjødsel 30% av de totale nitrogeninntektene på land og i havet. Dette fører ofte til betydelig miljøforurensning og alvorlige mennesker og dyresykdommer. Spesielt stort tap av nitratnitrogenformer, da den ikke er sorbert av jorda, blir lett vasket med naturlige farvann, det blir gjenopprettet til gassformige former og opptil 20-40% det går tapt for kraftverk. Et betydelig brudd på nitrogen-syklusen er den stadig økende mengden avfall av husdyrhold, industrielt avfall og avfall av store byer, som kommer inn i ammonium- og nitrogenoksyder ved forbrenning av kull, olje, drivstoffolje, etc. Det er farlig å trenge inn i nitrogenoksider til stratosfæren (eksos av supersoniske fly, missiler, atomeksplosjoner), da dette kan føre til forstyrrelse av ozonlaget. Alt dette påvirker selvsagt den nitrogenbiogeokjemiske syklusen.
Historien om utviklingen av biogenokjemiske sykluser av nitrogen på planeten er kompleks og motstridende. Nitrogen var en del av jordens planet som følge av kondensering av et interstellært kosmisk protoplankinært stoff, som inkluderte nitrogen og dens forskjellige forbindelser (nr, NH3, HC3N, etc.).
Radioaktive nedleggelser av planeten, dannelsen av smeltet mantel ble ledsaget av frigjøring av gassformige nitrogenforbindelser og dens akkumulering i den primære atmosfæren, som en del av hvilken N2 dominerer (n · 10 15 tonn) og for tiden. Kjøle lava, gassfumaroler av vulkaner fortsetter å levere nitrogen i biosfæren, dets oksider, klorid og karbonat ammonium.
Elektrokjemiske utslipp, fotokjemiske reaksjoner, ultrahøye temperaturer og trykk bidratt til fremveksten på planeten av ikke-cellulære molekylære former for organiske nitrogenforbindelser.
Utseendet på fritt levende nitrogeninntrækker bakterier og bakterier av heterotrophmer markerte sannsynligvis begynnelsen av en biogen anrikning av de primære biosfierforbindelsene av nitrogen, dannelsen av aminosyrer, proteiner, nitrogenmineralforbindelser (ammonium, salpetersyre salter). Det er mulig at den biogene fiksering av nitrogen foran fremveksten av fotosyntese, fortsatte i en ufleksibel anaerob situasjon av den fjerne fortiden og ble utført av mikroorganismer av typen av Clostridium. Bakteriene i denne typen og i dag er de viktigste nitrogenfikseringsmidler i anaerobe forhold.
Den biologiske fikseringen av nitrogen av mikroorganismer fordeles i naturen mye bredere enn det syntes å være 20-30 år siden. I tillegg til bakteriene i Rhizobium-gruppen, fiksering av nitrogen i nitrogenformasjonene på røttene av bælgplanter, er ikke-libiotisk (assosiativ) nitrogenfiksering med mange heterotrofiske bakterier og sopp (UMAROV, 1983) allment utviklet. Denne typen nitrogenfiksering utføres av hundrevis av arter av forskjellige mikroorganismer som bor i plantens rhizosfære, i jorda og på overflaten av stengene og bladene (fillosfæren).
I gjennomsnitt er assosiativ (ikke-libiotisk) fiksering av nitrogen i økosystemer 40-50 kg / ha; Men i verdenslitteraturen er det instruksjoner om at ikke-interiotisk fiksering av nitrogen i forholdene i Tropics når 200-600 kg / ha per år (Umarov, 1983). Samtidig er de fleste (\u003e 90%) en masse nitrogen festet i rhizosfæren ved hjelp av energien til rotsekresjonene og de døende små røttene. Derfor, i nærvær av dekselet til jordens vegetasjon, er den alltid festet flere ganger mer nitrogen enn jorden av rene damper.
Som etablert av studiene i Umarov (1983) er den assosiative nitrogenfiksering karakteristisk for de fleste typer gresskledde og mange treverk, inkludert deres kulturelle former. Den høye potensielle kapasiteten til nitrogenfiksering i rhizosfæren er preget av eng, chernozem og brune jord (90-330 kg / ha), samt gruvedrift av kaukasus (opptil 180 kg / ha). Bare for vekstsesongen i feltene, kan denne typen fiksering gi jord på 30-40 kg / ha ekstra nitrogen. Dette er ikke overraskende, siden nitrogenfeste mikroorganismer kan være fra 20 til 80% av deres totale tall.
Det er en klar positiv bånd mellom nitrogenfikseringsprosesser av mikroorganismer og fotosyntese av planter i økosystemer. Jo høyere produktiviteten til fotosyntese av planter, jo mer nitrogen er festet i jordene. Dette er en viktig nitrogenbiogeokjemiske mekanisme i biosfæren og i landbruket.
Rollen som blågrønne alger er stor i biogeokjemi, hvor mange arter har også muligheten til å fikse nitrogen samtidig med fotosynteseprosessen. Cyanophyta Xanophyta beriket i jord nitrogen, spesielt vannet elver, elv, innsjø og sumpvann og avl. Men de bor på overflaten av bare bergarter eller ørkenjord.
Utviklingen av vegetasjonsdekning og relaterte mikroorganismer har betydelig økt involvering av nitrogenet i atmosfæren i biomasse. Komplikasjonen av livets former på planeten forårsaket forlengelsen av matkjeder, akkumulering av livlige og døde organisiteter på land og i havet. Dette skapte muligheten for en lang eksistens av organiske nitrogenforbindelser i biosfæren og en litosfæren. Spesielt flott i denne rollen som gresskledde planter. Bakken og underjordisk en del av urte vegetasjon forbrukes hvert år fra 20-25 til 600-700 kg / hektar nitrogen (vanligvis røtter inneholder 2-6 ganger mer nitrogen enn jorddelen). I dette tilfellet inneholder den totale biomassen som regel Carbon 10-50 ganger større enn nitrogen. Alt dette bekrefter den store generelle rollen som karbon og nitrogen i etableringen av Phytomass (Titlyanova, 1979). Men nitrogenforbindelser blir lett utlakket fra vevene av planter med fuktighetsregner. Går inn i jorda, blir de forbruket av planter.
Hvor vanskelig og få fortsatt studerte de biogene nitrogen-syklusene, er indisert, de etablerte fakta for å overføre nitrogenforbindelser fra anlegget til planten (en og en annen art) gjennom rotvalget til jorda, og muligens direkte kontakt av røttene. Denne fantastiske mekanismen viser hvordan "økonomier" av planter i nitrogen ernæring. Sannsynligvis eksisterer dette fenomenet i biogeokjemi av andre elementer.
Som det er kjent, øker proteinet av hvete korn og nitrogeninnhold med en reduksjon i utfelling i steppene til den russiske sletten. Det er allerede etablert for innholdet i generelt nitrogen i biomasse av gresskledde planter. I steppeforholdene når nitrogeninnholdet i tørrbiomassen av urter 2-2,6%; Med økende fuktighet, reduseres den til 1-1,5%.
Alle disse fakta indikerer en stor rolle som plantedeksel (spesielt urter) og mikroorganismer i nitrogenbiogeokjemi på land. Utviklingen av vegetabilsk deksel, fremveksten av jordformasjonsprosessen (300-400 millioner år siden), dannelsen av et humus skall og jordfinhet, dens riving og akkumulering i form av en tykkelse av sedimentære bergarter utvidet prosessen med oversettelse av nitrogenatmosfære til biosfæren, og hevder innholdet sitt sist til n · 10 15 tonn
Samtidig er det nødvendig å understreke at nitrogenavkastningen i atmosfæren gjennom denitrifikasjon er den samme universelle prosessen som feste og nitrifikasjon. Denne prosessen gir en global nitrogen syklus på planeten.
Redoxforholdene i jordene er veldig heterogene. Selv i luftet jord er det områder med en mangel på oksygen, hvor denitrifikasjon kan forekomme. Overfloden av fersk mobil organisk organisk og tilsmussende fuktighet øker alltid kraftig prosessene for denitrifikasjon etter regnet, når det er frykt, når det er vanning. Denitrifikasjon i vannlandskap (sump, innsjøer, estuariya, etc.) er enda mer uttalt.
Denne rettede generelt plane biogeokjemiske prosessen er polycyklisk. Den gjeldende delen av nitrogenet fastsatt i naturen gjennom mikrocykliske gjentatte transformasjoner, nitrifisering og denitrifisering blir til slutt returnert som molekylær gassformig nitrogen (N2) i atmosfæren. Men da biosfæren blir varigheten av eksistensen og størrelsen på massen av organiske og mineralske biogene forbindelser av nitrogen på planeten. Antallet begravet organisk nedbør økte. Varigheten av individuelle mikrocykler av den generelle biogenokjemiske syklusen av nitrogen svinger i den virkelige epoken med små (dager, uker, måneder) i vevet av mikroorganismer til signifikant (år) i økosystemer av gresskledd vegetasjon og til stort (tiår, århundre, årtusenet ) I woody økosystemer og i jord humus. Full av terrestriske nitrogen sykluser, i utfelling av elver, innsjøer, hav, i brennbar fossil skorpe, dekker tidspunktet for titalls tusen år, hundretusener og millioner av år.
Naturlige biogeokjemiske nitrogen-sykluser (som karbon) i biosfæren var "nesten lukket", men hadde naturen til den retningsbestemte utvidet gjengivelse av reserver i biosfæren. Biosfæren ikke bare overstige helt fanget masser av nitrogen og karbon, men økte gradvis deres totale reserver i fast form (i humus, torv, i massen av fossilt kull, olje, skifer, bitumener, etc.).
En antropogen æra har gjort merkbare endringer i eksisterende naturlige nitrogencykluser. Det viktigste som skjedde og oppstår er (unntatt oppdrett) utseendet i biosfæren til en ny antropogen industriell mekanisme for å fikse masse av nitrogenmasser i form av titalls millioner tonnevis av nitrogengjødsel, samt håndheving av nitrogenoksider fra Store masser av fossile brenselene (varmesenter, transport, fly, raketter). Teknologiske kilder til nitrogenforbindelser i biosfæren vokser raskt, dykker hver 6-7 år. Allerede på 70-80-tallet av XX-tallet. Hvert år i verdens produserte (basert på nitrogen) 50-60 millioner tonn / år av nitrogen gjødsel. I begynnelsen av XXI århundre. Denne verdien kan nå 100-150 millioner tonn / år. Det er sannsynlig at ved denne tiden kan en menneskeskapt nitrogenstrøm i biosfæren sammenlignes med alle biogene former for kvitteringen eller overgå dem.
I den antropogene epoken, spesielt i den moderne perioden, økte prosessen med å berikke miljøet av nitrogenforbindelser intensivt. Som vi tidligere har nevnt, er prosessen med teknologisk nitrogenisering av miljøet ledsaget, ledsaget av et komplekst kompleks av positivt (vekst av utbytter, en økning i andelen proteiner i ernæring) og negativ (Carzer, Methmoglobinemi, en økning i jorda og atmosfæriske nedbør) konsekvenser. Ødeleggelse av skoger, stepper (og mycornis), erstatning av belgfrukter med korn, ødeleggelsen av humus horisonter av jorda rik på mikroflora, reduserer jordoverflaten også ytterligere endringer i nitrogenbiogeokjemi i biosfæren. Alle disse endringene, ofte motsatt karakter, blir ikke studert og ikke vurdert kvantitativt. Tilsynelatende planlegger fortsatt en tendens til å redusere rollen som ernæringsmessig fiksering av nitrogen i den totale syklusen av den på planeten.
Det er nettopp i denne bakgrunnen at brudd på den normale nitrogen-syklusen i naturen, gjorde mineralgjødselene i jorda de ovennevnte endringene i kvitteringen av nitrogenbalanse og i geografi av fordelingen, og også økt det samlede nivået av konsentrasjonen av nitrater og ammoniumsalter i jord og farvann. Men en enda mer seriøs faktor i balansen i balansen, konsentrasjonsnivået og former for nitrogenforbindelser i atmosfæren og spesielt i hydrosfæren og jordene var moderne drivstoff og energi og transport.
Ifølge indikative data, utslipp av ammoniakk og forskjellige nitrogenoksyder i brenning av kull, olje, brennstoffolje, bensin, torv, skifer, etc., er sammen ca. 200-350 millioner tonn i form av gasser og aerosoler. Oksydasjonen av ammoniakk og nitrogenoksider fører til dannelsen av hovedsakelig salpetersyre og delvis ammoniumsalter som faller på landets land og overflate. Hvis disse tallene er overdrevne enda to ganger, må det fortsatt innrømme at utslipp av nitrogenforbindelser i atmosfæren allerede har blitt en bemerkelsesverdig komponent i sognartikler i nitrogen-syklusen på vår planet.
I lys av disse fakta er det nødvendig å dypere de fremtidige behovene til landbruket i nitrogen gjødsel, stiene til global, luft og vannmigrasjon av nitrogenforbindelser på planeten og finne ut områder hvor man overveiende akkumuleres salpetersyre og ammoniumforbindelser. Dette er tidligere det er nødvendig at utslippene av nitrogenoksider i atmosfæren vil fortsette og til og med øke. Fakta om tap av surgjort atmosfærisk vann i Canada, Skandinavia, USA, som er ledsaget av en reduksjon i jord pH og lokale farvann (vanligvis under påvirkning av ledd løgner med fortynnede svovelsyre løsninger). Syringen av mediet vil øke ventetallet av mineraler, fjerning fra jordkalsium, magnesium og andre planternæringselementer, som vil øke behovet for limettfelt.
En annen brudd på brudd på det normale nivået av konsentrasjon og nitrogen syklus i naturen bør spesifiseres. Dette er kastet industriell husdyrhold og fjærfeoppdrett, samt søppel og avløp av urenhet i moderne store byer. Avfall og avløp av denne opprinnelsen er svært høye. Det er mer enn 3 milliarder hoder av husdyr i verden, og produserer store mengder avfall. Moderne fjærfe gårder, bedrifter av industriell dyrehjelp, byen skaper en rekke fokus på anomaløst høyt nitrogen og fosfor i form av organiske og mineralforbindelser, som lokalt ba jord, bekker, elver, innsjøer, munner og estuaria. Noen ganger i slike jordarter, når N-No 3-innholdet 400 deler per million (ppm), en N-NH 4 - til 2200 ppm. Ifølge forskerne spiller urbane effrodukter, husdyravfall og jord erosjon spiller ikke mindre, og noen ganger en stor rolle i jordforurensning og nitrogenforbindelser til giftig nivå (Cooke, Williams, 1970).
Å øke konsentrasjonen av nitrogenforbindelser i naturlige farvann er et alarmerende faktum. I elva farvann i skogsområder med moderat klima, når innholdet av nitrater, når 0,3-0,5 mg / l, og et tørt klima er 1,2-1,7 mg / l. I dreneringsvannet i vanningsanlegg er konsentrasjonen av NO 3 vanligvis ca. 5-6 mg / l, men det er 10-15 mg / l. I jordløsninger av saltede irrigerte jordarter ble konsentrasjonene på nr 3 til 100-300 mg / l observert. I jordvann, noen ganger konsentrasjonen av nitrater på ca. 10-15 og til og med 50-100 mg / l. I 25 år (1945-1970) av vanlige observasjoner i tilstanden Illinois, økte innholdet av nitratnitrogen i vannet i overflateavreningen, i gjennomsnitt og maksimal data i to eller tre og til og med fire ganger.
Det er beriket med overdreven konsentrasjoner av nitrater, ikke bare overflatevann, men også underjordisk vann - den viktigste kilden til å levere befolkningen med drikkevann. Nitrater penetrerer underjordisk vann til dybden 10-15 m og enda mer, forårsaker en økning i konsentrasjonen til 10-15 mg / ln, som allerede er åpenbart farlig for folk (i form av nr. 3 er det 45-60 mg / l) .
Beregnet den totale balansen mellom nitrogen for USA (akkumulering av nitrat, 1972). Generelle inntekter av nitrogen i jorda i USA er uttrykt av beløpet på 21,0 millioner tonn n per år (inkludert atmosfærisk nedbør 5,6 millioner tonn, med mineral gjødsel 7,5 millioner tonn og biogen fiksering på 4,8 millioner tonn). Av dette beløpet om lag 17 millioner tonn går til produksjon av mat og tekstil råvarer, og 4 millioner tonn brukes ikke.
Alle typer denitrifikasjon (inkludert mer enn 10 millioner tonn i vannmiljøet er ca 18,5 millioner tonn, og ca 1,5 millioner tonn forblir årlig i jord og farvann. Denitifikasjonsdata her er tydelig overdrevet. Residuet av nitrogen i farvann og jord er minst to eller tre ganger høyere. Som et resultat, vurderer elementene i den moderne biogeokjemiske nitrogen-syklusen på land hovedformer Ankomster av forbindelsene:
- biogen fiksering av nitrogen i jord av mikroorganismer av symbiotisk og ikke-hymikotisk type;
- opptak til løsninger med metabolitter av næringsmidler, med en død organisk materiale, med mineraliseringsprodukter av det organiske stoffet av jord;
- strømmen av nitrogenoksyder fra forbrenning fossilprodukter;
- gjør nitrogenforbindelser i jord i form av organisk og mineral gjødsel;
- overføring og akkumulering av nitrater under fordampningen av grunnvannet.
Utgiftsartikler Balanse av nitrogen på land består av følgende hovedformer:
- absorpsjon av mineral nitrogenforbindelser med høyere og nedre planter og omsorg for matkjeder økosystemer;
- overgang av nitrogenforbindelser til organiske former med humusdannelse;
- denitification og returneres til slutt inn i atmosfæren i det mest nitrogen i den gassformige molekylære form N 2 og delvis i form av oksider og ammoniakk;
- vasking, fjerning og fremmedgjøring av nitrogenforbindelser fra biologiske sykluser til geologisk; Begravelsen på geologisk lang tid i sedimentære bergarter, i brennbare fossile eller saltforekomster.
Hvis du har funnet en feil, vennligst velg tekstfragmentet og klikk Ctrl + Enter..
Laster ...
