Глава 4. Круговорот веществ

ре СО - около 0,1 года, СН₄- 3,6 года, а С0₂- 4 года. В естественных условиях СО и СН₄образуются при неполном анаэробном разложении органических веществ и в атмосфере окисляются до С0₂. Количество СО, попадающего в атмосферу при сгорании топлива, особенно с выхлопными газами, равно его естественному поступлению.

Оксид углерода - смертельный яд для человека. В глобальном масштабе его количество не представляет угрозы, но в городах концентрация этого газа достигает 100 млн^-1, т. е. в 1000 раз больше естественного содержания, и становится угрожающей, особенно в районах с сильным автомобильным движением. Для сравнения приведем такие данные: курильщик (пачка сигарет в день) получает столько СО, сколько он получил бы, дыша возду­хом с содержанием СО 400 млн¹, т. е. вдыхание СО в насы­щенных автотранспортом городах сопоставимос его количе­ством, поступающим в кровь при курении табака. Это уменьша­ет содержание оксигемоглобина в крови на 3 % и приводит к анемии и другим заболеваниям, связанным с гипоксией (гр.hypo -низкое, ох/ - кислород): ишемической болезни, стенокардии, другим сердечно-сосудистым заболеваниям.

Следовательно, деятельность человека увеличивает при­ток углерода в атмосферу в виде С0₂.

■ Круговорот азота. Воздух по объему почти на 80 % состоит из молекулярного азотаN₂и представляет собой крупней­ший резервуар этого элемента. Все живые организмы нуждаются в азоте, который используют в различных формах для образова­ния белков и нуклеиновых кислот. Но лишь немногие микроорга­низмы могут использовать газообразныйN₂из атмосферы. Ксчастью, в процессе круговорота он преобразовывается в раствори­мые и усвояемые растениями ионы аммонияNH₄⁺, нитрит- и нитрат-ионыN0₂иN0₃.

Потребление азота происходит:

1) в процессе биологической фиксации N₂ из воздуха - азотфик-сации благодаря деятельности азотфиксирующих микроорганизмов;

142

Глава 4. Круговорот веществ

2. в результате естественных физических процессов фикса­ции N₂в атмосфере и превращения его в оксидыNO_xи аммиакNH₃, например, при грозовых электрических разрядах;

3. в процессе промышленного синтеза NH₃;

4. при фотосинтезе минеральные соединения азота (NH₄⁺,N0₂,N0₃) потребляются растениями.

Поступление азота в атмосферу происходит:

1. в процессе минерализации азотсодержащих органических веществ до оксидов азота и последующей денитрификации, т. е. восстановления их до молекулярного газа N₂;

1. с вулканическими газами;

2. с «индустриальными вулканами» (дымом, выхлопными газами).

В водоемы соединения азота поступают: с поверхностным и дренажным стоком с городских и сельских территорий; с город-скими, промышленными и сельскохозяйственными сточными вода-ми (рис. 4.5).

Биотический цикл азота включает ряд очень сложных про-цессов, основную роль в которых играют микроорганизмы.

Поступление азота в биотический круговорот можно про­иллюстрировать на примере минерализации наиболее сложныхвысокомолекулярных азотсодержащих органических веществ - бел­ков. Распад белков идет в несколько стадий.

На первой стадии происходит расщепление белков до амино­кислот микроорганизмами, вырабатывающими ферменты проте-азы:

БЕЛКИ -> ПЕПТОНЫ -> ПОЛИПЕПТИДЫ -> АМИНОКИСЛОТЫ.

Затем аминокислоты (RCHNH₂COOH) разлагаются бактериями, актиномицетами, грибами как в аэробных, так и в анаэробных условиях:RCHNH₂COOH+ 0₂->RCOOH+NH₃+C0₂

RCHNH₂COOH+ Н₂0 ->RCHOHCOOH+NH₃

В результате белкового обмена в животных организмах выде­ляется мочевина CO(NH₂)₂, которая тоже служит источникомNH₃:CO(NH₂)₂+ Н₂0 -> 2NH₃+ С0₂

143