Круговорот второстепенных элементов

Круговорот фосфора

Фосфор — один из наиболее важных биогенных компонентов. Он входит в состав нуклеиновых кислот, клеточных мембран, систем аккумуляции и переноса энергии, костной ткани и дентина. Круговорот фосфора всецело связан с деятельностью организмов.

Фосфор создает круговорот в наземных системах в качестве важной и необходимой части цитоплазмы. Биоредуценты минерализируют органические соединения фосфора отмерших организмов в фосфаты которые вновь потребляются корнями растений. Громадные запасы фосфора накопились за прошлые геологические эпохи, которые содержат горные породы. В процессе разряжения эти породы отдают наземные фосфаты экосистемам. Некоторое количество фосфатов оказывается вовлеченным в круговорот воды возвращающейся в моря. Здесь они обогащают соленые воды, питают фитопланктон и связанные с ним пищевые цепи. Затем с отмершими останками фосфаты погружаются в морские глубины. Часть их отлагается в пределах достигаемости морских экосистем, используется ими, частичный возврат фосфатов на землю возможен с помощью морских птиц, рыболовства и т.д. Каждый год примерно возвращается 60 тон фосфора.

Второстепенные элементы подобно жизненно важным мигрируют между организмами и средой, хотя и не представляют ценности для организмов. Но в окружающую среду часто попадают побочные продукты промышленности, содержащие высокие концентрации тяжелых металлов, радиоактивные элементы и ядовитые органические соединения.

Радиоактивный Sг-90 крайне опасен для человека и животных. По химическим свойствам он похож на кальций и поэтому, попав в организм, накапливается в костях и оказывается в опасном контакте с костным мозгом — кровеносной тканью.

Радиоактивный С_S-137 — по свойствам схож с калием и поэтому быстро циркулирует по пищевым цепям.

Sг-90 и С_S-137 — новые вещества, которые не существовали в природе до того, как человек расщепил атом. Они характеризуются длительными периодами полураспада. Аккумуляция этих радиоактивных изотопов в организме человека создает постоянный источник облучения, приводящего к канцерогенезу.

Для того чтобы количественно определить повторно используемую часть вещества в обороте, предложен коэффициент рециркуляции — отношение суммарных количеств вещества, циркулирующих между разными отделами системы, к общему потоку вещества через всю систему:

СI — ТSТ_С / ТSТ,

где СI — коэффициент рециркуляции, ТSТ_С — рециркулируемая доля потока через систему и ТSТ — общий поток вещества через систему.

Элементы, которые человек считает ценными (платина, золото), повторно используются на 90% и более. Однако коэффициент рециркуляции энергии равен нулю.

ТЕМА 7: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ,

ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Они характеризуют среду обитания организмов, условия среды обычно определяют как экологические факторы, оказывающие влияние на существование, географическое распространение живых существ.

Экологический фактор – любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное воздействие на живые организмы.

Экологические факторы делятся на три категории:

1. Абиотические – факторы неживой природы;

2. Биотические – факторы живой природы;

3. Антропогенные – факторы человеческой деятельности.

1 Абиотические факторы наземной среды:

-Свет. Поступающая от Солнца лучистая энергия распределяется следующим образом. На видимую часть спектра с длиной волны 400-750 км приходится 48% солнечной радиации. Наиболее важную роль для фотосинтеза играют оранжево-красные лучи, на которые приходится 45% солнечной радиации. Инфракрасные лучи с длиной волны более 750км не воспринимаются многими животными и растениям, но являются необходимыми источниками тепловой энергии. На ультрафиолетовую часть спектра – менее 400 км – приходится 7% солнечной энергии.

-Ионизирующее излучение – это излучение с очень высокой энергией, способное выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием пар положительных и отрицательных ионов. Источник ионизирующего излучения – радиоактивные вещества и космические лучи. Единица дозы излучения, которую получает человек, называется бэр (биологические эквивалент рентгена); 1 бэр = 0,01 Дж/кг.

Таблица 1

Дозы излучения

Источник излучения	Доза
Фоновое излучение за год	100 мбэр
Допустимое облучение за год	500 мбэр
Телевизор, компьютер	500 мбэр
Рентгенография зубов	3 бэр
Рентгенография желудка	25 бэр
Лучевая болезнь (легкая)	100 бэр
Лучевая болезнь (тяжелая)	450 бэр
Допустимые аварийные облучения населения	10 бэр

В течении года человек в среднем получает дозу 0,1 бэр и, следовательно, за всю жизнь (в среднем 70 лет) 7 бэр.

-Влажность атмосферного воздуха – параметр, характеризующий процесс насыщения его водяными парами. Разность между максимальным (предельным) насыщением и данным насыщением называется дефицитом влажности. Чем выше дефицит, тем суше и теплее, и наоборот. Растения пустынь приспосабливаются к экономному расходованию влаги. Они имеют длинные корни и уменьшенную поверхность листьев. Пустынные животные способны к быстрому и продолжительному бегу для длинных маршрутов на водопой. Внутренним источником воды у них служит жир, при окислении 100г которого образуется 100г воды.

-Осадки. Являются результатом конденсации водяных паров. Они играют важную роль в круговороте воды на Земле. В зависимости от характера их выпадения выделяют гумидные (влажные) и аридные (засушливые) зоны.

-Газовый состав атмосферы. Важнейшим биогенным элементом атмосферы, который участвует в образовании белков в организме, является азот. Кислород, поступающий в атмосферу в основном от зеленых растений, обеспечивает дыхание. Углекислый газ является естественным демпфером солнечного и ответного земного излучений. Озон выполняет экранирующую роль по отношению ультрафиолетовой части солнечного спектра.

-Температура. На поверхности Земли определяется температурным режимом атмосферы и тесно связана с солнечным излучением. Для большинства наземных животных и растений температурный оптимум колеблется от 15 до 30ºС.

Абиотические факторы водной среды:

На доля мирового океана приходится 71% земной поверхности. Водная среда отличается от наземной плотностью и вязкостью. Плотность воды в 800 раз, а вязкость в 55 раз больше воздуха. Наряду с этим важнейшими особенностями водной среды являются: подвижность, температурная стратификация, прозрачность и соленость, от которых зависит фотосинтез бактерий и фитопланктона и своеобразие среды обитания гидробионтов.

2 Биотические факторы окружающей среды:

Под биотическими факторами понимают совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие.

3 Антропогенные факторы окружающей среды:

Антропогенные факторы окружающей среды обязаны своим происхождением комплексной техногенной деятельности человека на Земле, включающей его бытовую сферу (сжигание мусора и отходов, строительство и т.д.) и производственную деятельность (все отрасли промышленной индустрии, сельское хозяйство, нефте-, газо- и горнодобывающие отрасли и т.д.).

Воздействие антропогенных факторов на биосферу. Современный период развития мировой экономики связан с интенсификацией производства, увеличением объемов используемых природных ресурсов и поступлением во все возрастающих масштабах вредных веществ в биосферу. Научно-техническая революция обостряет проблемы природопользования.

В процессе своей деятельности человек по-разному влияет на составные части биосферы. Причины или факторы такого влияния называют антропогенными (от греч. anthropos — человек), они приводят к истощению природных ресурсов, загрязнению природной среды и образованию искусственных ландшафтов.

Рассмотрим некоторые из них, имеющие земной глобальный характер.

Средняя температура на поверхности Земли за 100 лет увеличилась на 0,5 - 0,6°С, зимняя — еще больше из-за ежегодных поступлений в атмосферу углекислого газа (0,4%), метана (1%), оксида азота (0,2%), затрудняющих отдачу тепла с поверхности (парниковый эффект). Источниками таких газов служат сжигание природного топлива и антропогенное нарушение работы микробных сообществ в почвах Сибири и Северной Америки. При неизменной современной антропогенной нагрузке температура тем не менее будет подниматься на 0,5°С каждые 10 лет.

За последнее десятилетие накопилось около 20 млн. т пылевых частиц, 600 тыс. т меди, 4,5 млн. т свинца, 3 млн. т цинка.

Ведомственный монополизм в развитии промышленности, пренебрежение реальными потребностями общества и затратный механизм привели к сырьевой специализации экспорта в России. За последние годы, разбазаривая невосполнимые природные ресурсы, ведомства организовали экспорт на 80% из сырья и топлива. Для сравнения развивающиеся страны Африки экспортируют 90% добываемого сырья, а страны Латинской Америки — около 50%.

В сложившихся условиях России грозит экологический колониализм, который будет проявляться в вывозе по дешевым ценам минерального и лесного сырья, топлива, эксплуатации земельных ресурсов, выносе в развивающиеся страны «грязных» отраслей, экспорте экологически опасных технологий и товаров, захоронении токсичных химических и радиоактивных отходов. Эта опасность возросла с развитием предпринимательской деятельности. Антропогенная растительность — сообщество растений, возникающее в результате деятельности человека: посевы, посадка деревьев, выпас скота, осушение болот и др.

Дата добавления: 2014-01-04