33.Круговорот биогенных элементов. К числу наиболее важных и распространенных биогенных элементов относятся кислород, углерод, азот и фосфор.

Вывод части углерода из естественного круговорота экосистемы и «резервирование» в виде ископаемых запасов органического вещества в недрах Земли является важной особенностью рассматриваемого процесса. В далекие геологические эпохи значительная часть фотосинтезируемого органического вещества не использовалась ни консументами, ни редуцентами, а накапливалась в виде детрита. Позже слои детрита были погребены под слоями различных минеральных осадков, где под действием высоких температур и давления за миллионы лет превратились в нефть, уголь и природный газ (в зависимости от исходного материала, продолжительности и условий пребывания в земле). Подобные процессы протекают и в настоящее время, но значительно менее интенсивно. Их результат — образование торфа.

В водных экосистемах прерывание круговорота углерода связано с включением С02 в состав известняков, мела, кораллов в виде СаСОд. Из всех макроэлементов (элементов, необходимых для всего живого в больших количествах) фосфор — один из самых редких в доступных резервуарах на поверхности Земли. В природе он содержится в различных природных минералах (прежде всего в ряде горных пород) в виде неорганического фосфат иона (Р03 ). Фосфаты растворимы в воде, но не летучи. При разрушении горных пород или выщелачивании атмосферными осадками соединения фосфора растворяются. Далее из водного раствора Р03 поглощается растениями и включается в состав их органических соединений, выступая в дальнейшем в форме «органического фосфата».

По пищевым цепям фосфор последовательно переходит от растений к организмам всех трофических уровней, и аналогично углероду в каждом из организмов велика вероятность окисления при клеточном дыхании фосфорсодержащего соединения с целью получения необходимой для жизнедеятельности энергии. Если это происходит, то фосфат в составе мочи или ее аналога выводится из организма в окружающую среду, где может снова быть поглощен растениями и вновь запущен в круговорот (рис. 6.5).

Попадая со сточными водами в водоемы, фосфат насыщает, а порой перенасыщает их экологические системы. Обратно на сушу фосфор в естественных условиях возвращается практически только с пометом и после гибели рыбоядных птиц. Абсолютное большинство фосфатов образует донные отложения, и круговорот вступает в свою самую замедленную фазу. Лишь геологические процессы, протекающие миллионы лет, реально могут поднять океанические отложения фосфатов, после чего возможно повторное включение фосфора в описанный круговорот.

Фосфор и другие минеральные биогены циркулируют в пределах экосистемы лишь тогда, когда содержащие их «отходы» жизнедеятельности откладываются в местах поглощения соответствующего элемента. В естественных экосистемах преимущественно так и происходит. Однако вмешательство человека, заключающееся в сборе урожая, содержащего извлеченные из почвы биогены, и перемещение его на большие расстояния к местам потребления нарушает круговорот. Отходы жизнедеятельности человека попадают преимущественно в водоемы. Изъятие фосфора из почв полей в современном сельском хозяйстве компенсируется внесением минеральных фосфорных удобрений, получаемых из природных апатитов, главным месторождением которых в нашей стране является Хибинское (Кольский полуостров). Всего в мире ежегодно добывают 1—2 млн т фосфорсодержащих пород.

В результате возникают многообразные отрицательные последствия, разрушающие природные экосистемы, ведущие, в частности, к эвтрофикации водоемов

Таким образом, все естественные экосистемы полностью зависят от азотфиксирующих микроорганизмов. Важную роль в наземных экосистемах играют бобовые растения. Это семейство включает в себя огромное число представителей клевера, от обычного для лугов и степей до тропических деревьев и кустарников пустыни. Каждая крупная наземная экосистема имеет характерные для нее виды бобовых. Бобовые обычно первыми заселяют территорию после пожара.

В водных экосистемах круговорот азота происходит аналогичным образом, причем в роли основных азотфиксаторов выступают синезеленые водоросли.

34. Атмосфе́ра — газовая оболочка, окружающая планету Земля, одна из геосфер. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства.

Состав воздуха:

Азот 78,084%

Кислород 20,946%

Аргон 0,932 %

Углекислый газ 3,95·10−2 %

Неон 1,82·10−3%

Гелий 4,6·10−4%

Метан 1,7·10−4%

Криптон 1,14·10−4%

Водород 5·10−5%

Тропосфера

8—10 км в полярных, 10— 12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом

Нижний основной слой атмосферы. Содержит более 80% всей массы атмосферного воздуха и около 90% всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются цик­лоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты, со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м

Стратосфера

50-55 км

Температура с ростом высоты возрастает до уровня 0 °С. Малая турбулентность, ничтожное содержание водяного пара, повышенное по сравнению с ниже- и вышележащими слоями содержание озона (максимальная концентрация озона на высотах 20-25 км)

Мезосфера

80—85км

Температура с высотой понижается со средним вертикальным градиентом (0,25-0,3)°/100 м. Основным энергетическим процессом является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов, колебательно возбуждённых молекул и т. д. обусловливают свечение атмосферы

Термосфера

Ок. 800 км

Температура растёт до высот 200 — 300 км, где достигает значений порядка 1500 К, после чего остаётся почти постоянной до больших высот. Под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха — основные области ионосферы лежат внутри термосферы. На высотах свыше 300 км преобладает атомарный кислород

35. Основные загрязнители биосферы:

1. CO2 - парниковый эффект.

2. CO - баланс верхних слоев.

3. NxOy (N20, NO, N2O3, NO2, N2O5) - смог, респираторные заболевания.

4. SO2.

5. Фосфаты (гидросфера).

6. Тяжелые металлы Hg, Pb.

7. Нефть и нефтепродукты.

8. Пестициды.

9. Радиация.

Все виды загрязнителей можно разделить по их природе на:

- Физические (тепловое, шумовое, электромагнитно, световое, радиоактивное)

- Химические (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и др. химические вещества) - тяжелые металлы, пестициды, нефть и нефтепродукты;

- Биологические (биогенное, микробиологическое, генетическое)

- Информационные (информационный шум, ложная информация, факторы беспокой-ства)

Классификация загрязнения по происхождению:

- естественное – возникает в процессе мощных природных явлений без участия человека (извержение вулканов, лесные пожары, лавины, пылевые бури);

- антропогенное – является результатом деятельности человека и по масштабам превосходит природное.

Антропогенное загрязнение делится на 4 группы:

- промышленное;

- транспортное;

- бытовое;

- сельскохозяйственное.