Круговорот серы
Схема круговорота серы представлена на рис. 8.
Минеральная сера попадает в почву в результате естественного разложения серного и медного колчеданов в горных породах. Она переносится с атмосферными осадками и попадает в наземные и водные экосистемы.
Для круговорота серы характерен обширный резервный фонд в почве и отложениях и меньший фонд - в атмосфере.
В быстро обменивающемся фонде серы ключевую роль играют специализированные группы микроорганизмов (сульфатокисляющих и сульфатредуцирующих).
Сера является компонентом белков и входит в состав ряда аминокислот: цистина, цистеина, метионина. Эти аминокислоты синтезируются растениями, использующими минеральную серу. В организм животных сера попадает с растительной пищей.
Рис. 8. Круговорот серы, охватывающий воздух, воду и почву.
"Кольцо" в центре схемы иллюстрирует процессы окисления (О) и восстановления (R), благодаря которым происходит обмен серы между фондом доступного сульфата (SO4 ) и фондом сульфидов железа в почве и в осадках. Специализированные микроорганизмы выполняют реакции: H2S S2 SO4 - бесцветные, зеленые и пурпурные серобактерии; SO4 H2 S (анаэробное восстановление сульфата) - Desulfovibrio; H2S SO4 (аэробное окисление сульфида) - тиобациллы; органическая S в SO4 и H2 S - аэробные и анаэробные гетеротрофные микроорганизмы соответственно. Первичная продукция, разумеется, обеспечивает включение сульфата в органическое вещество, а экскреция животными служит путем возвращения сульфата в круговорот. Двуокись серы (SO2 ), выделяющаяся в атмосферу при сжигании горючих ископаемых, особенно угля, является одним из самых опасных компонентов промышленных выбросов (по Ю. Одуму, 1986).
Круговорот второстепенных элементов и пестицидов
Второстепенные элементы - это элементы, которые не представляют особой ценности для организма. Они нередко мигрируют между средой и организмами. Большинство из них принимает участие в общем осадочном механизме, некоторые могут поступать в атмосферу. Есть элементы, которые, не будучи биогенными, могут концентрироваться в определенных тканях живых организмов, причем при достижении определенных концентраций становятся опасными для жизнедеятельности.
Значительная часть внесенных пестицидов может сорбироваться почвой и под воздействием водно-эрозионных процессов попадает в гидрографическую сеть, достигая морей и океанов, где накапливается в живых организмах. Пестициды, которые при попадании на растения включаются в метаболизм, после разложения растительных остатков могут включаться в различные биогеохимические циклы.
Таким образом, круговорот пестицидов в некоторой степени связан с атмосферой и осадочным циклом. В круговороте могут принимать участие только те пестициды, которые имеют большой период разложения (хпорорганические). Кроме самих пестицидов, в круговороте в отдельных случаях принимают участие и их составляющие (ртутьсодержащие пестициды). Что же касается не стойких к разложению пестицидов, то их круговорот разомкнут. Например, гербицид раундап разлагается на углекислый газ и воду в течение одной недели.
В настоящее время для предотвращения накопления пестицидов в природной среде запрещено производство и применение пестицидов, стойких к разложению.
Рис. 13. Движение пестицидов в биосфере