КРУГОВОРОТ УГЛЕРОДА.
Углерод находится в природе как в свободном состоянии, так и в виде
Многочисленных соединений. Свободный углерод встречается в виде алмаза и
Графита.
Соединения углерода очень распространены. Кроме ископаемого угля, в недрах
Земли находятся большие скопления нефти, представляющей сложную смесь
Различных углеродсодержащих соединений, преимущественно углеводородов.
Кроме того растительные и животные организмы состоят из веществ, в
Образовании которых главное участие принимает углерод.
Углекислый газ поглощается растениями-продуцентами и в процессе
Фотосинтеза преобразуется в углеводы, белки, липиды и другие органические
Соединения. Эти вещества с пищей используют животные-консументы.
Одновременно с этим в природе происходит обратный процесс. Все живые
Организмы дышат, выделяя углекислый газ, который поступает в атмосферу.
Мертвые растительные и животные остатки и экскременты животных разлагаются
(минерализуются) микроорганизмами-редуцентами. Конечный продукт
Минерализации - углекислый газ - выделяется из почвы или водоемов в
Атмосферу. Часть углерода накапливается в почве в виде органических
Соединений.
Углерод поступает в атмосферу также с
Выхлопными газами автомашин, с дымовыми выбросами заводов и фабрик.
В процессе круговорота углерода в биосфере образуются энергетические
Ресурсы - нефть, каменный уголь, горючие газы, торф, древесина, которые
Широко используются человеком. Все эти вещества произведены
Фотосинтезирующими растениями за разное время. Возраст лесов - десятки и
Сотни лет; торфяников - тысячи лет; угля, нефти, газов - сотни миллионов
Лет. Следует учитывать, что древесина и торф - восполнимые ресурсы, т. е.
Воспроизводящиеся за относительно короткие промежутки времени, а нефть,
Горючий газ и уголь - ресурсы невосполнимые.
КРУГОВОРОТ АЗОТА.
Большая часть азота находится в природе в свободном состоянии. Неорганические соединения азота не встречаются в природе в больших
Количествах, если не считать натриевую селитру NaNO3, образующую мощные
Пласты на побережье Тихого океана в Чили. Почва содержит незначительные
Количества азота, преимущественно в виде солей азотной кислоты. Но в виде
Сложных органических соединений - белков - азот входит в состав всех живых
Организмов.
Азот - незаменимый элемент. Он входит в состав белков, и нуклеиновых
Кислот. Круговорот азота тесно связан с круговоротом углерода. Частично
Азот поступает из атмосферы благодаря образованию оксида азота (IV) из
Азота и кислорода под действием электрических разрядов во время гроз.
Однако основная масса азота поступает в воду и почву благодаря фиксации
Азота воздуха живыми организмами.
Самые эффективные фиксаторы азота - клубеньковые бактерии, живущие в корнях бобовых растений. Азот из разнообразных источников поступает к корням растений, поглощается ими и транспортируется в стебли и листья, где в процессе биосинтеза строятся белки.
Белки растений служат основой азотного питания животных. После отмирания
Организмов белки под действием бактерий и грибов разлагаются с выделением
Аммиака. Аммиак частично потребляется растениями, а частично используется
Бактериями-редуцентами. В результате процессов жизнедеятельности некоторых
Бактерий аммиак превращается в нитраты. Нитраты, как и аммонийные ионы,
Потребляются растениями и микроорганизмами. Часть нитратов под действием
Особой группы бактерий восстанавливается до элементарного азота, который
Выделяется в атмосферу. Так замыкается круговорот азота в природе.
КРУГОВОРОТ ФОСФОРА
Вследствие
Легкой окисляемости фосфор в свободном состоянии в природе не
Встречается. Из природных соединений фосфора самым важным является
Ортофосфат кальция, который в виде минерала фосфорита иногда образует
Большие залежи. Богатейшие месторождения фосфоритов находятся в Южном
Казахстане в горах Каратау. Фосфор, как и азот, необходим для всех живых
существ, так как он входит в состав некоторых белков как растительного,
Так и животного происхождения. В растениях фосфор содержится главным
Образом в белках семян, в животных организмах - в белках молока, крови,
Мозговой и нервной тканей. В виде кислотного остатка фосфорной кислоты
Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот - сложных органических
Полимерных соединений, принимающих непосредственное участие в процессах
передачи наследственных свойств живой клетки. Сырьем для получения
Фосфора и его соединений служат фосфориты и апатиты. Природный фосфорит
Или апатит измельчают, смешивают с песком и углем и накаливают в печах с
Помощью электрического тока без доступа воздуха всех живых организмах.
Основной источник его - горные породы (главным образом изверже-
ные). Представлен он в основном апатитом и фторапатитом. В осадочных породах это обычно вивианит, вавелит, фосфорит. С образованием биосферы высвобождение фосфора из горных пород усилилось, в результате произошло значительное перераспределение его. В превращениях фосфора
Большую роль играет живое вещество. Организмы усваивают фосфор из почв,
Водных растворов. Фосфор входит в состав белков, нуклеиновых кислот, и
Других органически соединений.
Особенно много фосфора в костях животных. С гибелью
Организмов фосфор возвращается в почву он концентрируется в виде
Морских фосфатных конкреций, отложений костей рыб, что создает условия для
Образования богатых фосфором пород, которые в свою очередь служат
Источником фосфора в биогенном цикле.
КРУГОВОРОТ СЕРЫ.
Сера встречается в природе как в свободном состоянии (самородная сера), так
И в различных соединениях. Очень распространены соединения серы с
Различными металлами. Из соединений серы в природе распространены также
Сульфаты, главным образом, кальция и магния. Наконец, соединения серы
Содержаться в организмах растений и животных.
Сера широко используется в народном хозяйстве. В виде серного цвета серу
Используют для уничтожения некоторых вредителей растений. Она применяется
Также для приготовления спичек, ультрамарина (синяя краска), сероуглерода и
Ряда других веществ.
Круговорот серы происходит в атмосфере и литосфере. Поступление серы в
Атмосферу происходит в виде сульфатов, серного ангидрида и серы из
Литосферы при вулканических извержениях, в виде сероводорода за счет
Распада пирита (FeS2 ) и органических соединений. Антропогенным источником
Поступления серы в атмосферу являются тепловые электростанции и другие
Объекты, где происходит сжигание угля, нефти и других углеводородов, а
Поступление серы в литосферу, в частности в почву, происходит с удобрениями
И органическими соединениями. Перенос соединений серы в атмосфере
Осуществляется воздушными потоками, а выпадение на земную поверхность либо
В виде пыли, либо с атмосферными осадками в виде дождя (кислотные дожди) и
Снега. На поверхности Земли в почве и водоемах происходит связывание
Сульфатных и сульфитных соединений серы кальцием с образованием гипса
(CaSO4). Помимо этого происходит захоронение серы в осадочных породах с
Органическими остатками растительного и животного происхождения, из которых
В дальнейшем происходит образование угля и нефти. В почве изменение
Соединений серы происходит с участием сульфобактерий использующих
Сульфатные соединения и выделяющих сероводород, который поступая в
Атмосферу и окисляясь снова переходит в сульфаты. Кроме этого сероводород в
Почве может восстанавливаться до серы, которая денитрифицирующими
Бактериями окисляется до сульфатов.
