Круговороты веществ

6. Круговорот  серы.

  

         Круговорот  серы также тесно связан с  живым веществом. Сера в виде  трёхокиси (SO₃), двуокиси (SO₂), сероводорода (H₂S) и главным образом элементарной серы выбрасывается вулканами. Кроме того, в природе имеются в большом количестве различные сульфиды металлов: железа, свинца, цинка и других. Сульфидная сера окисляется в биосфере при участии многочисленных микроорганизмов до сульфатной серы (SO "₄) почв и водоёмов. Сульфаты поглощаются растениями. В организмах сера входит в состав аминокислот и белков, а у растений, кроме того, — в состав эфирных масел. Процессы разрушения остатков организмов в почвах и в илах морей сопровождаются очень сложными превращениями серы. При разрушении белков с участием микроорганизмов образуется сероводород, который далее окисляется либо до элементарной серы, либо до сульфатов. В этом процессе участвуют разнообразные микроорганизмы, создающие многочисленные промежуточные соединения серы. Известны месторождения серы биогенного происхождения. Сероводород может вновь образовать «вторичные» сульфиды, а сульфатная сера — залежи гипса. В свою очередь, сульфиды и гипс вновь подвергаются разрушению, и сера возобновляет свою миграцию.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         
 

   7. Круговорот кислорода.                          

      В количественном отношении главной составляющей живой материи является

кислород, круговорот которого осложнён его способностью вступать в различные

химические  реакции, главным образом реакции  окисления. В результате возникает

множество локальных циклов, происходящих между  атмосферой, гидросферой и

литосферой.

      Кислород, содержащийся в атмосфере и в поверхностных минералах (осадочные, кальциты, железные руды), имеет биогенное происхождение и должно

рассматриваться как продукт фотосинтеза. Этот процесс  противоположен процессу

потребления кислорода при дыхании, который  сопровождается разрушением

органических  молекул, взаимодействием кислорода  с водородом (отщеплённым от

субстрата) и образованием воды. В некотором  отношении круговорот кислорода

напоминает  обратный круговорот углекислого газа. В основном он происходит

между атмосферой и живыми организмами.

      Потребление атмосферного кислорода и его возмещение растениями в процессе

фотосинтеза осуществляется довольно быстро. Расчёты  показывают, что для полного обновления всего атмосферного кислорода требуется около двух тысяч лет. С другой стороны, для того, чтобы все молекулы воды гидросферы были подвергнуты фотолизу и вновь синтезированы живыми организмами, необходимо два миллиона лет.

Большая часть кислорода, вырабатываемого  в течение геологических эпох, не

оставалась  в атмосфере, а фиксировалась  литосферой в виде карбонатов,

сульфатов, оксидов железа, и её масса составляет 5,9*10¹⁶ т. Масса

кислорода, циркулирующего в биосфере в виде газа или сульфатов, растворённых в

океанических  и континентальных водах, в несколько раз меньше (0,4*10¹⁶ т).

Отметим, что, начиная с определённой концентрации, кислород очень токсичен

для клеток и тканей (даже у аэробных организмов). А живой анаэробный организм

не может  выдержатьконцентрацию кислорода, превышающую атмосферную на 1%. 
 
 

Заключение. 

       В целом всё вещество литосферы интенсивно подвергается превращениям, участвуя в так называемом малом и большом круговороте веществ. Под влиянием лучей Солнца, кислорода, углекислого газа, воды, живого вещества происходит разрушение вещества поверхности Земли. Продукты разрушения уносятся ветром или, будучи растворены в воде, сбрасываются в моря и океаны, где они осаждаются, откладываются на дне, уплотняются, цементируются, образуют слоистые осадочные породы, а затем под влиянием давления превращаются в кристаллические сланцы. Так, ежегодно выносится реками около 2,7·10⁹ т вещества. Этот круговорот вещества на Земле называют малым (см. рис. 6).        

 В  большом круговороте веществ участвуют кристаллические сланцы и другие породы, образующиеся в процессе малого круговорота веществ. В результате дальнейшего погружения они попадают в магматическую область Земли, подвергаются действию давления и высокой температуры, переплавляются и в виде изверженных магматических пород могут быть вновь вынесены на поверхность Земли. Изучение круговорота веществ на Земле имеет не только познавательное значение, но и представляет глубокий практический интерес. Воздействие человека на природные процессы становится всё значительнее. Последствия этого воздействия стали сравнимы с результатами геологических процессов: в биосфере возникают новые пути миграции веществ и энергии, появляются многие тысячи химических соединений, прежде ей не свойственных. Создаются новые водные бассейны; тем самым меняется круговорот воды. В руках человека концентрируются огромные запасы металлов, фосфатов, серы, синтезируются колоссальные количества азотсодержащих веществ для удобрения полей и так далее. Меняется обычный ход геохимических процессов. Глубокое изучение всех природных превращений веществ на Земле — необходимое условие рационального воздействия человека на среду его обитания и изменения природных условий в желаемом для него направлении.    

Приложение.              

         

Рис. 1. Схема  круговорота воды. Содержание воды дано в кг/см² в год на поверхности Земли. Испарение и выпадение осадков дано в г/см² в год на поверхность океана или континента соответственно.         

         

Рис. 2. Схема  круговорота углерода. Содержание углерода дано в г/см² поверхности Земли. Обмен углерода дан в γ (1·10^-6 г) на 1 см² поверхности Земли в год.        

         

Рис. 3. Схема  круговорота азота.         
 

         
 

Рис. 4. Схема  круговорота фосфора. 
 
 
 
 
 
 

Рис. 5. Схема  круговорота кислорода.         
 
 

     
 

Рис. 6. Схема малого круговорота веществ на Земле. 
 
 
 
 
 

Список использованной литературы.

1.     М.Д. Гольдфейн, Н.В. Кожевников, А.В. Трубников, С.Я. Шулов –

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

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

3. Вернадский В. И., Очерки геохимии, 4 изд., М.— Свердловск, 1934;

4. Ферсман А. Е., Геохимия, т. 1—4, Л., 1933—39.