Круговорот фосфора
Фосфор – широко распространенный на земле элемент (до 0,09%), входящий в состав разных минералов в форме фосфат иона. Основные запасы фосфора содержат горные породы, которые за счет вымывания и выветривания отдают фосфаты наземным экосистемам. Фосфаты потребляются растениями различных уровней для синтеза аминокислот, ферментов и др. В этой форме фосфор передается по пищевым цепям другим организмам экосистемы.
Фосфор – один из важнейших элементов живого веществ, обеспечивающий жизнедеятельность организма. Без фосфора не возможен синтез белка, а, следовательно, и жизнь. Он необходим для построения генов и молекул соединений, переносящих энергию внутри клетки. (более подробно будет рассмотрено в последующих лекциях).
В настоящее время человеком изымается из круговорота все большее количество фосфора за счет добычи фосфорных пород, вылова рыбы и промысловых ракообразных.
Круговорот серы
Сера играет важную роль в круговороте веществ в биосфере. Соединения серы участвуют в биохимических процессах живой клетки, формировании химического состава почв и подземных вод. В природе сера образует минералы сульфиды, которые подвержены естественному разложению путем выщелачивания с усвоением продуктов растениями. Другой источник серы в почве – разложение органических веществ растительного происхождения. Из почвы по корневым системам сера поступает в растения, где синтезируются серусодержащие аминокислоты. На континентах круговорот серы осуществляются с помощью растений. После их отмирания сера переходит в почву, где одни микроорганизмы восстанавливают серу до минеральной, а другие, уже окисляют ее до сульфатов, которые вновь поглощаются корнями растений. Круговорот серы в морях происходит с помощью сульфатирующих бактерий, которые восстанавливают сульфаты до сероводорода, а он затем поднимается в верхние слои воды, где окисляется кислородом и с участием сернистых бактерий.
С ростом промышленной деятельности человека в балансе серы в окружающей среде появился значимый техногенный фактор – выбросы окислов серы в атмосферу при сгорании топлив. Все минеральные топлива (особенно нефть и уголь) содержат серу, которая в процессе сгорания окисляется и поступает в воздух с продуктами сгорания. Техногенные выбросы серы составляют 75 – 100 млн. т. в год.
Рассмотренные выше процессы круговорота основных биогенных элементов в биосфере показывает, что существование жизни на Земле поддерживается в результате постоянного обмена веществом и энергией. Гипотетическая остановка любого из этих процессов приведет к угнетению растительности, что вызовет дефицит питания и гибель высших организмов. Например, прекращение кругооборота азота приведет к резкому снижению образования кормовой продукции, гибели всех организмов по цепи поедания (животных и, в конечном итоге, человека). Кроме того, азот, поступающий с пищей, является одним из основных элементов, из которых состоят аминокислоты основа белка без которого нет жизни.
Техносфера и ноосфера.
Важное значение в учении В.И. Вернадского имеют понятия техносфера и ноосфера.
Техносфера – это область проявления технической деятельности человека. Особенностью техносферы является то, что эта область жизни постоянно подвергается разнообразным и часто чрезвычайными мощным залповым воздействиям. Как пример можно привести многочисленные аварии на танкерном флоте, трубопроводах, атомных объектах (ЧАЭС), Мексиканском заливе. В начале эволюции техносферы воздействия человека были практически полностью направлены на живое вещество с целью максимально возможного обеспечения пищевыми ресурсами (охота, рыболовство). Далее человек начал все более интенсивно привлекать полезные ископаемые и воду. Здесь достаточно сравнить добычу нефти в 19 веке, которая в тысячи раз увеличилась в 20 веке. С каждым годом интенсивность хозяйственной деятельности ускоряется. В результате этого биосфера изменилась, превратившись в область активной технической деятельности, или техносферу.
Техносфера, созданная человеком с целью максимального удовлетворения потребностей, сделала жизнь человеческой цивилизации значительно комфортнее, однако она стала основной угрозой человеку, как живому виду.
В.И. Вернадский выдвинул идею преобразования биосферы, через техносферу, в ноосферу – сферу разума.
Ноосфера - часть планеты и околопланетного пространства, которая несет на себе печать разумной деятельности человека.
Ноосфера - высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного человечества, когда его разумная деятельность становится главным определяющим фактором целесообразного развития.
Это новое геологическое явление на планете, в котором крупнейшей геологической силой является человек и его деятельность. Причем в основе изменения реальностей ноосферы лежит мысль, психическая энергия, которая преобразовывает мир. Современный человек должен создавать комфортные условий существования не только для себя, но и думать о своих потомках. Разумное, осознанное ограничение своих потребностей – неизбежный этап человеческого поведения в эпоху интенсивного развития.
В качестве примера можно привести природоохранную политику промышленно развитых стран, где экология уже стала конкурентным фактором на рынке товаров и услуг. Покупатель отдает преимущество товарам, производитель которых соблюдает экологические нормы и требовании, что определяется развитой системой сертификации.
В России эти принципы только начинают прививаться, например в форме добровольной сертификации в системе ИСО-14001 в которой производитель добровольно берет на себя обязательства соответствия производства международным природоохранным требованиям, хотя они более жесткие, чем отечественные. Здесь главным стимулом является намерения конкуренции на рынках развитых стран. Ряд предприятий НСО: ОАО НЗХК, ЗАО НовЭЗ, ОАО Новосибирскнефтегаз прошли эту сертификацию и, несомненно, лидируют в сфере природоохранной политики и мероприятий.