Цикл C как основа круговорота веществ в современной биосфере.
Билет №5
Круговорот N. Длительность и особенности цикла N.
Круговорот азота в природе представим в виде схемы.
Азот находится в природе в основном в виде атмосферного азота. Растения синтезируют белки, используя нитраты из почвы, нитраты образуются из атмосферного азота и аммонийных солей, имеющихся в почве. Процесс превращения атмосферного азота в форму, усвояемую растениями и животными, называют связыванием азота.
Связывание азота может происходить двумя способами:
1. Во время разряда молний некоторое количество азота и кислорода в атмосфере соединяется с образованием оксидов азота. Они растворяются в воде и образуют разбавленную азотную кислоту, которая дает нитраты в почве.
2. Атмосферный азот превращается в аммиак, который затем под действием бактерий превращается в нитраты, этот процесс называетсянитрификацией. Такие бактерии существуют в почве и в узелках корневой системы клубеньковых растений.
Кроме того, нитраты вносятся в почву в виде удобрений, их также усваивают растения через корневую систему.
После смерти растений и животных их белки разлагаются, образуя соединения аммония. Эти соединения превращаются бактериями в нитраты, которые остаются в почве, и азот, который возвращается в атмосферу.
Формы и последствия загрязнения воды.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ,изменения химического и физического состояния или биологических характеристик воды, ограничивающие дальнейшее ее употребление.
ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
1)Населенные пункты. Почти вся использованная вода поступает в канализацию. Поскольку ежедневно в сточные воды попадает огромный объем фекалий, главной задачей городских служб при переработке бытовых стоков в коллекторах очистных установок является удаление патогенных микроорганизмов. При повторном использовании недостаточно очищенных фекальных стоков содержащиеся в них бактерии и вирусы могут вызвать кишечные заболевания (тиф, холеру и дизентерию), а также гепатит и полиомиелит.
В растворенном виде в сточных водах присутствуют мыло, синтетические стиральные порошки, дезинфицирующие средства, отбеливатели и другие вещества бытовой химии. Из жилых домов поступает бумажный мусор, включая туалетную бумагу и детские подгузники, отходы растительной и животной пищи. С улиц в канализацию стекает дождевая и талая вода, часто, с песком или солью, используемыми для ускорения таяния снега и льда на проезжей части улиц и тротуарах.
Промышленность.
Вода выполняет разные функции, например служит сырьем, обогревателем и охладителем в технологических процессах, кроме того, транспортирует, сортирует и промывает разные материалы. Вода также выводит отходы на всех стадиях производства – от добычи сырья, подготовки полуфабрикатов до выпуска конечной продукции и ее расфасовки. Из-за растущего объема промышленных отходов нарушается экологическое равновесие многих озер и рек, хотя большая часть стоков нетоксична и несмертельна для человека.
3)Сельское хозяйство. Сельское хозяйство, использует воду для орошения полей. Стекающая с них вода насыщена растворами солей и почвенными частицами, а также остатками химических веществ, способствующих повышению урожайности. Кроме химических соединений, в реки попадает большой объем фекалий и других органических остатков с ферм, где выращиваются мясо-молочный крупный рогатый скот, свиньи или домашняя птица. Много органических отходов также поступает в процессе переработки продукции сельского хозяйства (при разделке мясных туш, обработке кож, производстве пищевых продуктов и консервов и т.д.).
Последствия загрязнения:
• появление «красных приливов»; («Красный прилив» — достаточно опасное явление, вызванное бурным размножением микроскопических водорослей, имеющих красноватую или бурую окраску. Большое количество таких водорослей обуславливает дефицит кислорода в воде, появление в ней аммиака и сероводорода, что приводит к гибели морских животных, рыбы и моллюсков)
• накопление химических токсикантов в биоте;
• снижение биологической продуктивности;
• возникновение мутагенеза и канцерогенеза в морской среде;
• микробиологическом загрязнение прибрежных районов моря.
Для здоровья человека неблагоприятные последствия при использовании загрязненной воды, а также при контакте с ней (купание, стирка, рыбная ловля и др.) проявляются либо непосредственно при питье, либо в результате биологического накопления по длинным пищевым цепям типа вода - планктон - рыбы - человек или вода - почва - растения - животные - человек и др.
При контакте человека с загрязненной водой различные паразиты могут проникнуть в кожу и вызвать тяжелые заболевания, особенно характерные для тропиков и субтропиков.
В современных условиях увеличивается опасность и таких эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др., вызванных бактериальным загрязнением воды.
Сердечные токсины.
Токсины - это яды биологического происхождения. Токсины вырабатывают бактерии, вирусы, паразиты, а так же некоторые растения и морские беспозвоночные. Кроме этого токсины вырабатывается опухолевыми клетками.
Кардиотоксины — токсины, повреждающие сердце (инфаркт и синдром «бычье сердце»)
Контрольная работа №2.
Билет №6
Цикл C как основа круговорота веществ в современной биосфере.
Вся земная жизнь основана на углероде. Каждая молекула живого организма построена на основе углеродного скелета. Атомы углерода постоянно мигрируют из одной части биосферы (узкой оболочки Земли, где существует жизнь) в другую. На примере круговорота углерода в природе можно проследить в динамике картину жизни на нашей планете.
Основные запасы углерода на Земле находятся в виде содержащегося в атмосфере и растворенного в Мировом океане диоксида углерода, то есть углекислого газа (CO2).
- углерод может оставаться в растениях, пока растения не погибнут. Тогда их молекулы пойдут в пищу редуцентам (организмам, которые питаются мертвым органическим веществом и при этом разрушают его до простых неорганических соединений), таким как грибы и термиты. В конце концов углерод вернется в атмосферу в качестве CO2;
- растения могут быть съедены травоядными животными. В этом случае углерод либо вернется в атмосферу (в процессе дыхания животных и при их разложении после смерти), либо травоядные животные будут съедены плотоядными (и тогда углерод опять же вернется в атмосферу теми же путями);
- растения могут погибнуть и оказаться под землей. Тогда в конечном итоге они превратятся в ископаемое топливо — например, в уголь.
В случае же растворения исходной молекулы CO2 в морской воде также возможно несколько вариантов:
- углекислый газ может просто вернуться в атмосферу (этот вид взаимного газообмена между Мировым океаном и атмосферой происходит постоянно);
- углерод может войти в ткани морских растений или животных. Тогда он будет постепенно накапливаться в виде отложений на дне Мирового океана и в конце концов превратится в известняк или из отложений вновь перейдет в морскую воду.
Если углерод вошел в состав осадочных отложений или ископаемого топлива, он изымается из атмосферы. На протяжении существования Земли изъятый таким образом углерод замещался углекислым газом, попадавшим в атмосферу при вулканических извержениях и других геотермальных процессах. В современных условиях к этим природным факторам добавляются также выбросы при сжигании человеком ископаемого топлива. В связи с влиянием CO2 на парниковый эффект исследование круговорота углерода стало важной задачей для ученых, занимающихся изучением атмосферы.