11. Круговорот серы.

Она относится к числу химических элементов, наиболее необходимых для живых организмов. В частности, она является компонентом аминокислот. Она предопределяет важные биохимические процессы живой клетки, является незаменимым компонентом питания растений и микрофлоры. Сульфатные соли обладают достаточно хорошей растворимостью, и сера в географической оболочке активно мигрирует в водных растворах в составе сульфат-иона SO42-. Содержание в воде лимитируется присутствием иона кальция, кот. образует малорастворимый сульфат кальция, выпадая в осадок. Кроме того миграции сульфатов препятствует анаэробная среда. Круговорот серы в природе поддерживается микроорганизмами. При их участии сульфиды окисляются до сульфатов, сульфаты поглощаются живыми организмами, где сера восстанавливается и входит в состав белков. При гниении отмерших организмов сера возвращается в круговорот. Выделяющийся из воды сероводород окисляется до сульфат-иона атмосферным кислородом, после чего с осадками вновь возвращается в воду. Таким образом, к характерным особенностям круговорота серы можно отнести второстепенную роль процессов атмосферной миграции, а также многообразие форм нахождения, обусловленное переходом её из сульфидных форм в сульфатные и обратно, в зависимости от изменения окислительно-восстановительных условий. К антропогенным источникам серы относятся сточные воды, хим промышленность, сжигание нефти и каменного угля. Промышленные процессы выносят в атмосферу большое количество серы. В отдельных случаях значительная концентрация соединений серы в воздухе служит причиной нарушений в окружающей среде, в том числе, кислотных дождей.

12. Круговорот марганца

Важнейший питательный элемент для животных и растений. Имеет 8 степеней окисления. Концентрация не превышает 0,1 мг/л. Марганец принимает участие в окислительно-восстановительных реакций – дыхании, фотосинтезе и усвоении азота. Однако марганец мигрирует более активно, т.к. значение рН, при котором выпадает в осадок его гидроксид, выше, чем для железа. Соединения марганца активно мигрируют с боковым внутрипочвенным стоком, образуя скопления конкреций в болотах луговых и глеевых почвах, мелководных озерах и лагунах. Часть марганца попадает в воду в составе отмерших живых организмов. Участие микроорганизмов в круговороте марганца заключается, во-первых, в восстановлении марганца до двухвалентного, в результате чего образуются подвижные формы, и, во-вторых, в его окислении, в результате которого марганец выпадает в осадок. Восстанавливать марганец способны многие гетеротрофные организмы и сульфатвосстанавливающие бактерии. Марганец растворяется органическими кислотами, образуемыми бактериальным путем, и одновременно восстанавливается до двухвалентного при участии неспецифических ферментов или такого восстановителя, как сероводород. Под действием восстанавливающих марганец бактерий происходит перераспределение форм марганца в илах, а также в копкрециях, образующихся в рудоносных озерах.

13. Круговорот железа

Железо является биогенным элементом, так как входит в состав гемоглобина крови. Удовлетворяющая потребность живых организмов концентрация железа измеряется десятыми долями миллиграмма на литр, однако в определенных условиях его количество превышает нормальное более чем в 10 раз. В озеро железо доставляется вместе с грунтовыми или поверхностными водами в виде тонкой взвеси или в растворе, в составе атмосферных осадков, после чего происходит его осаждение на дно. Часть железа поступает в воду из донных отложений. Железобактерии известны очень давно, эти организмы принимают участие в образовании болотных и дерновых железных руд. Клетки железобактерий покрыты чехлом, состоящим из гидроокиси железа. В древних водоемах благодаря развитию железобактерий происходило постепенное накопление железа. Эти микроорганизмы могли принимать участие в самых ранних этапах образования железных руд. Круговорот железа в озере связан с его способностью изменять валентность в зависимости от окислительно-восстановительных условий. Стабилизация железа в осадок происходит в окислительной среде, а миграция обратно в воду — при установлении восстановительных условий, свойственных устойчивому гиполимниону. Наименьшее количество железа в озерах Белоруссии (сотые доли миллиграмма в литре) отмечено в периоды циркуляции, а также в летний сезон в слое эпилимниона. Это связано как с потреблением растительными организмами, так и с осаждением его в трехвалентной форме Fe(OH)3. Резко выраженное разграничение слоя воды на верхний горизонт, почти лишенный железа, и обогащенный им нижний обнаруживается летом в озерах со слабым перемешиванием и мощным гиполимнионом, где железо мобилизуется в закисной форме.