Наслідки

§ 30-40% мінерального азоту, що вноситься людиною, залишається у грунті.

§ Виникає нітрифікація, що супроводжується високими концентраціями в харчових продуктах.

§ При певних умовах (під впливом бактерій) нітрати перетворюються в токсичні нітрити, які з гемоглобіном утворюють метгемоглобін, порушуючи збагачення крові киснем.

§ Нешкідливий оксид азоту в атмосфері окислюється озоном до двооксиду N₂ – який токсичний (азотнокислі дощі, фотохімічні реакції тощо).

6. Колообіг фосфору та сірки. Фосфор належить до головних органогенних елементів, який живі організми вживають у значнй кількості (приблизно 0.1 необхідної кількості азоту). Він входить до складу нуклеїнових кислот, білків, клітинних мембран, кісткової тканини і дентину, є основою біоенергетичних процесів. У наземних біогеоценозах відбувається активний кругообіг фосфору в системі ґрунт → рослина → тварина → ґрунт. Рослини асимілюють фосфор у вигляді фосфат-іона (РО43-) безпосередньо із ґрунту і води. Утворені лишки органічного фосфору, одержаного з їжею, виносяться з організму із сечовиною у вигляді фосфатів. Одночасно деякі групи бактерій перетворюють наявний у детриті фосфор у фосфат. Як бачимо, в кругообігу фосфору в біогеоценозі беруть участь лише ґрунт і вода. У зв'язку з тим що мінеральні сполуки фосфору розчиняються дуже швидко, а тому майже недоступні рослинам, останні використовують легкодоступні форми фосфору, які утворюються із органічних решток рослин і тварин. На доступність фосфору для рослин впливає чимало факторів середовища. Наприклад, у лужному середовищі фосфат-іони легко з'єднуються з натрієм або кальцієм, утворюючи нерозчинні сполуки. У кислому ж середовищі фосфат перетворюється в добре розчинну фосфорну кислоту.

Резервуаром фосфору є поклади його сполук у гірських породах. Унаслідок вимивання він потрапляє в річкові системи й частково використовується рослинами, а частково несеться в море, де осідає в глибоководних відкладеннях. Крім того, в світі щорічно видобувається від 1 до 2 млн. т. фосфоровмісних порід. Велика частина цього фосфору також, вимивається та включається до кругообігу. Завдяки лову риби частина фосфору повертається на сушу в невеликих розмірах (близько 60 тис. т. елементарного фосфору на рік).

При проміжних рівнях кислотності фосфат-іон утворює сполуки, які відрізняються проміжною розчинністю, як це наведено нижче. У сільськогосподарській практиці надто кислі ґрунти нейтралізують додаючи вапно (СаСО3), щоб підвищити доступність фосфору для рослин. У процесі розкладання трупів тварин, які при житті асимілювали рослинний фосфор бактеріями, фосфати повертаються в ґрунт і знову використовуються рослинами.

Моделі кругообігу сірки свідчать, що близько 50% її з'являється в атмосфері за рахунок біологічних перетворень наземними і водними екосистемами. Вважається, що внаслідок мікробіологічних процесів сірка вивітрюється у вигляді сірководню. Відомо, що мікроорганізми продукують сірководень в основному двома шляхами: відновленням сульфатів і розкладом органічної речовини. Desulfovibrio і близькі їй бактерії часто заселяють болота та погано дреновані землі. Вони й використовують сульфати як кінцевий приймач електронів. Друга група мікроорганізмів надзвичайно численна і різноманітна (аероби, анаероби, термофіли, психрофіти, актиноміцети, бактерії), які розкладають органічні сполуки і вивільнюють сірководень.

Рослини поглинають сірку у вигляді розчину сульфатів, включаючи її в білки. Подальший розклад тварин і рослин і виділення тварин призводить до вивільнення сірчистого газу і повернення сульфатів у ґрунт або воду. У кругообігу сірки головну роль, як зазначено вище, відіграють два види спеціалізованих бактерій, один із яких перетворює певну частину сірководню в сульфати, а інший вивільнює сірководень із сульфатів.

SО₂ впливає на рослини, зокрема на процес фотосинтезу, більше, ніж будь-який інший забруднювач повітря. Як свідчать спостереження за ростом сосен, які ростуть неподалік Новояворівського сірчаного комбінату поблизу Львова, на початку виплавлення сірки його викиди (в основному SO₂) спочатку сприяли росту молодих дерев, а згодом – через 10-15 років – його сповільненню та дефоліації. Дослідження 1937 p. показали, що короткотривала фумігація високими концентраціями SО₂ зумовила суттєве зменшення швидкості фотосинтезу люцерни. Пороговою виявилася доза в 655 мкг/м куб. Загалом ознаки отруєння рослин сіркою спостерігаються при вмісті SО₂ в повітрі 0,5 мг/м куб..

7. Перетворення енергії. Одночасно з круговоротом речовин в біосфері йде і перетворення енергії. Біосфера в цілому є відкритою системою, що постійно приймає сонячну енергію. У процесі фотосинтезу сонячна енергія перетворюється на хімічну. В живій речовині Землі зв'язано 4,19 х 1018 Дж. енергії; при цьому щорічно виробляється та витрачається 4,19 х 1017 Дж. Енергія використовується рослинами на процеси життєдіяльності, а частина її переходить до рослиноїдних організмів. Останні витрачають енергію на процеси життєдіяльності, а частково вона поступає до м'ясоїдних тварин тощо. Таким чином, енергія запасається в тканинах рослин і тварин у вигляді органічних сполук, які споживаються іншими тваринами й людиною. Частина енергії консервується в нафті, сланцях, торфі.

Разом з накопиченням енергії в живих організмах відбувається майже рівне йому за масштабами виділення енергії при руйнуванні органічних речовин у процесі дихання, бродіння та гниття. Так у біосфері підтримується баланс енергії. Під час цих перетворень відбуваються витрати енергії на процеси життєдіяльності організмів. Утрати енергії постійно заповнюються за рахунок світлової енергії Сонця. Отже, біосфера є складною екологічною системою, яка працює в стаціонарному режимі. Стабільність біосфери зумовлена тим, що результати активності трьох груп організмів, які виконують різні функції в біотичному кругообігу — продуценти (автотрофи), споживачі (гетеротрофи) і деструктори (минералізуючі органічні залишки), — взаємозрівноважуються. Гомеостатичний стан біосфери не виключає здатності її до еволюції.

Література

Основна [3, 4, 40], додаткова [24, 32, 42].

Дата добавления: 2014-10-15