- •1.3.1. Строение атомов химических элементов
- •I период:
- •II период:
- •III период:
- •2S1, 2s2 6p2, 2s3 6p3 - аргон.
- •IV период:
- •V период:
- •VI период:
- •VII период:
- •1.3.2. Происхождение и распространенность химических элементов в природе
- •Тема 1.4. Геохимические классификации химических элементов
- •Тема 1.5. Химический состав компонентов биосферы: земной коры, гидросферы, атмосферы и органического вещества
- •1.5.1. Земная кора
- •1.5.2. Гидросфера
- •1.5.3. Атмосфера
- •1.5.4. Органическое вещество
- •Лабораторная работа № 3 отображение химического состава компонентов биосферы в виде диаграмм. Определение коэффициентов биофильности химических элементов
- •Контрольные вопросы к модулю 1
- •Тема 2.1. Общие закономерности миграции химических элементов
- •2.1.1. Среда миграции
- •2.1.2. Факторы миграции
- •2.1.3. Миграция элементов в зоне гипергенеза
- •2.1.4. Виды миграции
- •Тема 2.2. Геохимические барьеры
- •Лабораторная работа № 4 оценка подвижности химических элементов в различных обстановках зоны гипергенеза на основе геохимической классификации и классификации геохимических барьеров а.И.Перельмана
- •Тема 2.3. Особенности различных видов миграции
- •Лабораторная работа № 5 оценка предполагаемой обеспеченности почв подвижными формами элементов в зависимостиот их поведения в различных геохимических обстановках
- •Контрольные вопросы к модулю 2
- •Тема 3.1. Геохимическая роль и основные биогеохимические функции живого вещества
- •1. Биологическое поглощение.
- •2. Выделение веществ в окружающую среду в результате жизнедеятельности.
- •3. Разделение изотопов химических элементов.
- •4. Минерализация (разложение) органических веществ.
- •5. Биогенное минералообразование.
- •7. Изменение химического состава поверхностных и грунтовых вод в результате разложения органических веществ.
- •8. Воздействие разложения органических веществ на состав атмосферы.
- •9. Почвообразование.
- •Лабораторная работа № 6 круговорот вещества в биосфере. Передача энергии в биосфере
2. Выделение веществ в окружающую среду в результате жизнедеятельности.
Растения обогащают атмосферу кислородом (за счёт уменьшения содержания СО2). Они же выделяют в окружающую атмосферу вещества, защищающие их от определённых микроорганизмов и животных (фитонциды).
С выделяемой в процессе жизнедеятельности водой растения выводят соединения различных металлов и других элементов (Mg, Ca, U, Hg, P и т.д.). Эти соединения смываются с листьев дождевыми водами. В результате содержания многих металлов в листьях после дождя уменьшаются в несколько раз, а минерализация дождевой воды возрастает.
Ещё более значительна и разнообразна выделительная деятельность животных.
3. Разделение изотопов химических элементов.
Так, растения при фотосинтезе предпочтительнее используют изотоп 13С, в результате чего его отношение к 14С оказывается иным, чем у вещества, не проходившего через биогенную стадию. Сульфатные бактерии изменяют соотношение изотопов серы – и т.д. среди всех химических процессов только биохимические способны существенно влиять на изменение соотношений изотопов.
4. Минерализация (разложение) органических веществ.
Частично осуществляется и в процессе жизнедеятельности (обмена веществ с окружающей средой). Но в целом масштабы синтеза органических веществ растениями значительно превосходят разложение, и даже жизнедеятельность животных этот баланс принципиально не изменяет.
Основную роль в разложении органических веществ (растительных и животных останков) играют микроорганизмы. Основной итог – образование за счёт белков, жиров, углеводов и др. органических веществ (вплоть до смол, воска, хитина и др.) на СО2, Н2О, СаСО3, Na2SO4 и др. Часть органических веществ при этом усваивается микроорганизмами и синтезируются новые, но основная доля минерализуется. При этом высвобождается энергия в двух видах: тепловой и химической. Химическая работа может выражаться в растворении, гидролизе и др. процессах, идущих благодаря действию веществ, продуцируемых бактериями. При этом поддерживается неравновесность состояния в ландшафтах (например, одновременное обогащение речных вод в гумидном климате свободным кислородом и гумусовыми кислотами). В результате ландшафт сохраняется как неравновесная, но стационарная система. Это обусловлено тем, что Л. как система непрерывно получает свободную энергию в количестве, компенсирующем её снижение в системе. Значительная её часть поступает в результате жизнедеятельности микроорганизмов.
5. Биогенное минералообразование.
При разложении тел растений и животных высвобождаются минеральные вещества, входившие в состав клеточных образований – скелета, раковин, панцирей и др. Они поступают в почвы и илы, где большая их часть теряет органоморфную структуру, обогащая в целом илы и почвы соответствующим минеральным веществом. Таков источник органогенного кальцита, опала (переходящего с потерей воды в халцедон и кварц), апатита и др.
Другие способы биогенного минералообразования – вне тел организмов, в связи с их жизнедеятельностью, а также в результате химических процессов в разлагающихся органических остатках. Последний способ реализуется, по данным Полынова, при биогенном генезисе глинистых минералов (разложение тканей лишайников, извлекавших из скальных пород SiO2 и Al2O3). Существование этого механизма подтверждено исследованиями М.А. Глазовской. Причём для больших высот, где скалы уже лишены лишайников, он всё равно действует – уже благодаря микроорганизмам. Аналогичный механизм предполагается М.А. Глазовской для минерализации растительного опада (устанавливается по большему сходству химизма мелкозёмной фракции почв с неразложившимся растительным опадом, чем с крупнообломочными фракциями тех же почв).