2.2. Круговорот азота
Несмотря на огромную сложность, этот круговорот осуществляется быстро и беспрепятственно. Воздух, содержащий около 78% азота, одновременно служит и гигантским резервуаром и предохранительным клапаном системы. Воздух постоянно и в разных формах питает круговорот азота.
Основная функция азота заключается в том, что он входит в состав жизненно важных структур организма - аминокислот белка, а также нуклеиновых кислот. В живых организмах находится около 3% всего активного фонда азота. Растения потребляют примерно 1% азота; время его круговорота составляет 100 лет. От растений-продуцентов азотосодержащие соединения переходят к консументам, последние после отщепления аминов от органических соединений выделяют азот в составе аммиака или мочевины, а мочевина затем также переходит в аммиак в процессе гидролиза.
Раздел 3. Состав атмосферы. Химические реакции, протекающие в атмосфере.
3.1. Состав и строение атмосферы
Масса атмосферы составляет одну миллионную долю массы Земли. Роль атмосферы – газовой оболочки Земли – в природных процессах биосферы огромна. Именно атмосфера определяет общий тепловой режим поверхности Земли, защищает поверхность Земли от вредного космического и ультрафиолетового излучения.
Атмосфера – самый маленький из геологических резервуаров, вследствие чего очень чувствительна к загрязнениям. Масса атмосферы равна 5,9 . 1015 тонн. Атмосфера имеет слоистое строение, между сферами находятся переходные слои, или паузы. В верхних и нижних слоях, или сферах, условия значительно различаются. Наиболее плотные слои воздуха прилегают к земной поверхности, это тропосфера. Высота тропосферы составляет 10-12 км над уровнем моря, на полюсах 7-10 км, над экватором 16-18 км. Тропосфера несет 4/5 всей массы атмосферы, ее температура колеблется от +40 до -500 С и уменьшается на 0,60 С на каждые 100 м.
Начиная с высоты 30 км температура повышается и на 50-и км составляет +100 С (стратопауза). В мезосфере снова уменьшается. Далее в ионосфере (термосфера) наблюдается повышение температуры, на высоте 150 км до 200-2400 С, на высоте 500-600 км более 15000 С. Температурный режим во многом определяет характер химических превращений в этих областях.
В отличие от температуры, атмосферное давление с высотой неуклонно падает, особенно резко в нижних слоях, что объясняется сжимаемостью атмосферы.
Далее в таблице представлено содержание ( в % и ppm) основных и малых газовых компонентов, составляющих атмосферный воздух в приземном слое, на схеме – строение атмосферы.
Таблица 1
Состав воздуха в приземном слое
Основные газовые составляющие |
% |
|
Азот, N2 |
78.084% |
|
Кислород, O2 |
20.946% |
|
Аргон, Ar |
0.934% |
|
Водяной пар, Н2О |
переменная составляющая; около 0.1 % - 1% |
|
Малые газовые составляющие ppm |
|
|
Углекислый газ, CO2 |
383 |
|
Неон, Ne |
18.18 |
|
Гелий, He |
5.24 |
|
Метан, CH4 |
1.7 |
|
Криптон, Kr |
1.14 |
|
Водород, H2 |
0.55 |
|
Примечание: концентрации Н2О, CO2, CH4 заметно варьируются в зависимости от сезона и места. Единицы ppm - количество данных молекул на миллион молекул воздуха.
Около 1% составляют так называемые малые газовые составляющие, в том числе парниковые газы: H2O, CO2, CH4, O3, N2O, NO2, NO, CO, HNO3, и около тысячи других химических соединений. В последнее время обнаружены существенные изменения концентраций таких важных составляющих атмосферы как: O3, CO2, CH4.
Схема строения атмосферы
