Биогенные элементы. Элементный состав живой материи и его отличия от состава неживой природы.
БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определенные биологические функции. Важнейшие биогенные элементы: кислород (О) (составляет около 70% массы организмов), углерод (C) (18%), водород (H) (10%), азот (N), бор (B), сера (S),кальций (Ca), калий (K), натрий (Na), хлор (Cl).
Молекулы, из которых состоят живые организмы, подчиняются всем известным законам химии, но, кроме того, они взаимодействуют между собой в соответствии с другой системой принципов, которой можно дать общее название - молекулярная логика живого состояния. Эти принципы вовсе не всегда представляют собой какие-то новые, до сих пор еще неизвестные физические законы или силы. Их следует рассматривать скорее как особую систему закономерностей, характеризующих природу, функции и взаимодействие биомолекул, т. е. таких молекул, которые входят в состав живых организмов. Все живые организмы содержат органические макромолекулы, построенные по общему плану. Большинство химических компонентов живых организмов представляют собой органические соединения, т. е. соединения углерода, в которых атомы углерода ковалентно связаны с другими атомами углерода, а также с атомами водорода, кислорода и азота.
Биогеохимические циклы веществ. Резервный и обменный фонды. Различные типы циклов.
Биогеохимическим циклом (БГХ-циклом) называется совокупность относительно замкнутых путей перемещения веществ через живые организмы и среду их обитания. Биогеохимические циклы называются так потому, что в их обеспечении участвуют как биологические, так и геохимические процессы.
Биогеохимические циклы. В экосистемах очень важна роль биогеохимических циклов [27]. Биогенные элементы - С, О2, N2, Р, S, СО2, Н2О и другие – в отличие от энергии удерживаются в экосистемах и совершают непрерывный круговорот из внешней среды в организмы и обратно во внешнюю среду. Эти замкнутые пути называют биогеохимическими циклами. В каждом круговороте различают два фонда: резервный, включающий большую массу движущихся веществ, в основном небиологических компонентов, и подвижный, или обменный, фонд – по характеру более активный, но менее продолжительный, отличительной особенностью которого является быстрый обмен между организмами и их непосредственным окружением.
Биогеохимические циклы можно подразделять на два типа: 1) круговорот газообразных веществ с резервным фондом в атмосфере и гидросфере (океан), 2) осадочный цикл с резервным фондом в земной коре.
Из 90 с лишним элементов, встречающихся в природе, 30– 40 необходимы для живых организмов.
Биогеохимический цикл углерода.
В чем заключается проблема парникового эффекта.
В настоящее время проблема парникового эффекта является одним из наиболее глобальных экологических вопросов, стоящих перед человечеством. Суть этого явления состоит в том, что солнечное тепло остается у поверхности нашей планеты в виде оранжерейных газов. Главной причиной парникового эффектаявляется попадание в атмосферу промышленных газов.
Парниковый эффект создают углекислый газ, оксид азота, метан, хлорфторуглероды. Все эти газы - результат деятельности человека.
Сжигание топлива, автомобильные выбросы, лесные пожары, работа промышленных предприятий и повсеместная индустриализация являются причинами кислотных дождей, загрязнения воздуха, разрушения озонового слоя и его последствий, потепления климата.
С другой стороны, ряд ученых считает, что парниковый эффект всегда был присущ Земле. Но в настоящее время его масштабы приобрели угрожающие размеры вследствие смещения орбиты планеты. Последствий же парникового эффекта гораздо больше.
Повышенная испаряемость воды в океанах.
Увеличение выделения углекислого газа, метана, а также закиси азота в результате промышленной деятельности человека.
Быстрое таяние ледников, смена климатических зон, что приводит к уменьшению отражающей способности поверхности Земли, ледников и водоемов.
Разложение соединений воды и метана, которые находятся возле полюсов.
Замедление течений, в том числе и Гольфстрима, что может вызвать резкое похолодание в Арктике.
Нарушение структуры экосистемы, сокращение площади тропических лесов, исчезновение популяций многих животных, расширение среды обитания тропических микроорганизмов.
Использование инновационных подходов к организации производства поможет снизить накопление газов в атмосфере и, соответственно, влияние парникового эффекта.