7. Біологічна роль

Ферум життєво важливий хімічний елемент для всіх організмів. В клітинах ферум зазвичай зберігається в центрі метал-протеїнів, оскільки вільний ферум неспецифічно зв'язується із численними хімічними речовинами клітини і може каталізувати утворення токсичних вільних радикалів. Нестача феруму в організмі може призводити до анемії.

У тваринах, рослинах та грибах ферум часто входить до складу гемного комплексу. Гем — важлива складова частина цитохромних білків, які відіграють роль посередиників у окисно-відновлювальних реакціях, та білків, які переносять оксиген — гемоглобіну, міоглобіну й леггемоглобіну.

У ссавців розподіл феруму в організмі жорстко регулюється, оскільки ферум потенційно токсичний. Розподіл феруму регулюється ще й тому, що його потребують чимало бактерій, тож обмеження доступу бактерій до цього елемента допомагає запобігти інфекції або обмежити її. Вочевидь, це причина відносно малої кількості феруму в молоці ссавців. Основу системи регулювання вмісту феруму складає білок трансферин, який зв'язує залізо й транспортує його до кров'яних клітин.

8. Біогеохімічний цикл

Біогеохімічний цикл сполуки заліза у вирішальній мірі залежить від умов зволоження, реакції середовища, аерування грунту, умов розкладання органічної речовини.

Відомо що сполуки заліза в грунтах з промивним типом водного режиму мігрують у вертикальному напрямку і утворюють іллювіальні горизонти. Важливу роль відіграє створення анаеробних умови, обумовлюючи утворення сполук двовалентного заліза. Вирішальне значення мають агресивні фульвокислоти, що руйнують грунтові мінерали і утворюють із залізом легкорухливі комплексні сполуки. У результаті, наприклад, в гллево-підзолистих грунтах за рік на площі 1 м² може бути мобілізовано, переміщено і затримано від 150 до 2500 мг заліза. У перерахунку на 1 га це становить від 1,5 до 25 тонн.

З'єднання заліза активно мігрують з боковим внутрішньогрунтовим стоком, утворюючи скупчення конкрецій, пластів полуторних окислів у болотах, лугових і глейових грунтах, в мілководних озерах і лагунах. На схилах по ходу руху темно-забарвлених залізисто-гумусових вод не рідко спостерігається утворення грунтоводних латерирів. Все це свідчить про здатність цих сполук мігрувати на дуже великі відстані. Осадження заліза в акумулятивних ландшафтах відбувається у вигляді бурого осаду карбонату заліза, оксидів різного ступеня гідратованості, у вигляді фосфатів і гуматів. У степах і пустелях в умовах лужного середовища ці елементи мігрують слабо.

Залізо по кларку займає друге місце після алюмінію серед металів і четверте серед всіх елементів земної кори. Його кларк складає 4,65.

Залізо активно залучаеться до біологічного круговороту, оскільки входить до складу багатьох ферментів. Залізо бере участь в утворенні хлорофілу, його нестача позначається на інтенсивності процесів фотосинтезу і проявляється захворюванням, яке називається хлороз. В живих організмах залізо входить до складу гемоглобіну в крові. У тваринних організмах кларк заліза в живій речовині – 1х10^-1. Після відмирання організмів і їх мінералізації в грунті частина цих елементів закріплюється в грунті, інша ж частина виноситься в природні води. Повертаючись в грунт вони починають новий біогеохімічний цикл, але він в значній мірі ускладнюється техногенними процесами.

Схема кругообігу заліза наведена на рисунку 1.

Жива речовина (гемоглобін крові, ферменти)

Природні води (ріки, озера, моря, океани)

Грунти (оксиди, гідрооксиди, глинисті мінерали, органо-мінеральні комплекси)

Акумуляція металів

Відходи виробництва

Кора вивітрювання

Рис. 1. Схема кругообігу заліза Видобуток корисних копалин