To tylko jedna z 5 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Obieg pierwiastków w przyrodzie
Podstawą funkcjonowania ekosystemu jest przepływ i obieg materii. Pjęcie to jest rozumiane poprzez krążenie pierwiastków chemicznych, przemieszczających się ze środowiska abiotycznego do organizmów żywych i z powrotem. Są to tak zwane cykle biogeochemiczne. Najważniejsze z nich to cykl węgla i azotu, a także fosforu i siarki.
Węgiel wchodzi w skład wszystkich związków organicznych, dlatego jego krążenie w przyrodzie jest prawie jednoznaczne z krążeniem materii w ogóle. Nie można tu jednak zapomnieć, że węgiel istnieje również w postaci związków nieorganicznych, które także mają niebagatelne znaczenie w przyrodzie.
Obieg węgla:
Węgiel (C) to podstawowy pierwiastek budulcowy związków organicznych. W żywą materię organiczną zostaje wbudowany w postaci CO2 asymilowanego przez autotrofy (rośliny zielone, niektóre bakterie). Dzięki istniejącym łańcuchom pokarmowym węgiel przedostaje się w postaci roślinnych związków organicznych do konsumentów I rzędu (roślinożerców), a następnie do konsumentów II rzędu (zwierzęta mięsożerne). Ze związków organicznych węgiel wraca do obiegu jako CO2, powstający w procesie oddychania heterotrofów i autotrofów. Globalny cykl węgla w środowisku jest odzwierciedleniem produkcji pierwotnej i wtórnej. Jednym ze sposobów dostawania się węgla do atmosfery, mającym większe znaczenie dopiero od końca XVIII wieku, jest spalanie paliw kopalnych, czyli przywracanie do obiegu węgla, który został z niego wyłączony przed wielu milionami lat. Wpływ na ilość węgla w atmosferze ma również uwalnianie go ze skał węglanowych. Skały takie były od wielu stuleci wypalane w piecach, zwanych wapiennikami, aby uzyskać wapno palone, przede wszystkim do wyrobu zaprawy murarskiej. Obecnie w podobnych celach, ale na nieporównywalnie większą skalę, prowadzą to działanie cementownie. Człowiek ma ogromny wpływ na obieg węgla w środowisku jednak największy przepływ tego pierwiastka odbywa się pomiędzy atmosferą a roślinnością lądową oraz między atmosferą a oceanami. Te dwa strumienie węgla są niemal równe, a średni czas przebywania atomu węgla w atmosferze wynosi około 3 lat. Wahania zawartości CO2 atmosferycznego są związane z sezonowością jego poboru przez rośliny oraz sezonowością użytkowania paliw i wymiany CO2 z oceanami. Biogeochemiczny obieg węgla opisuje się na podstawie cyklu dwutlenku węgla. Obieg dwutlenku węgla jest regulowany głównie przez procesy jego wiązania (fotosynteza, chemosynteza, rozpuszczanie się w wodzie) i uwalniania (oddychanie, uwalnianie z gleby i procesów geologicznych zachodzących w skorupie ziemskiej, spalanie paliw). Obieg ten jest utrzymywany głównie przez ustalenie się równowagi pomiędzy dwoma podstawowymi procesami zachodzącymi na Ziemi - fotosyntezą i chemosyntezą a oddychaniem. Zasadnicza część węgla wiązana jest przez rośliny zielone. Zasoby dostępnego dwutlenku węgla zostałyby szybko wyczerpane, gdyby nie uwalnianie tego gazu w procesach oddychania. Rośliny wydalają do środowiska dwutlenek węgla w ilości 1% swojej masy na dobę, ssaki - 3%, ptaki - 25%, a
(…)
… jest przez niektóre gatunki sinic (Nostoc). Rośliny uzyskują azot z gleby i wody, głównie w postaci jonów amonowych lub azotanowych i wbudowują go w białka i kwasy nukleinowe. Białko roślinne jest wykorzystywane przez zwierzęta i innych konsumentów. Po przemianach metabolicznych jest wydalany w postaci amoniaku, mocznika i kwasu moczowego. Szczątki roślin, zwierząt, grzybów pierwotniaków ulegają bakteryjnemu rozkładowi, w którym azot może zostać uwolniony w postaci amoniaku albo w postaci jonu amonowego. Następnie w warunkach tlenowych bakterie nitryfikacyjne z rodzaju Nitrosomonas sp. utleniają jony amonowe do azotynów. Azotyny są wykorzystywane przez bakterie z rodzaju Nitrobacter sp. i utleniane do azotanów. Część azotanów środowisko traci na drodze szczególnego rodzaju oddychania beztlenowego bakterii…
… ograniczającym. W układzie następuje wtedy zwolnienie procesów wiązania, do czasu gdy szczątki organizmów i odchody nie zostaną rozłożone, a przyswajalne formy fosforu nie wejdą ponownie do obiegu. Cykl biogeocheniczny fosforu niestety jest bardzo podatny na zmiany powodowane przez człowieka. Największe zakłócenia są powodowane przez rolnictwo, ponieważ w zasadzie wszystkie stosowane nawozy mineralne zawierają ten pierwiastek. Fosfor jest wypłukiwany w dużej części z gleb i spływa do jezior i innych zbiorników wodnych, co w konsekwencji powoduje ich eutrofizację. biosynteza
proteoliza
deaminacja
aminacja
amonifikacja
nitryfikacja
utlenienie
denitryfikacja
nitrogeneza
Białka
Aminokwasy
NH4+
N02-
N03-
N2
…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)