Cikli i elementeve kimike në natyrë kryhet. Ata janë kaq të ndryshëm

Ekziston një shkëmbim i vazhdueshëm i elementeve kimike midis litosferës, hidrosferës, atmosferës dhe organizmave të gjallë të Tokës. Ky proces është ciklik: pasi kalojnë nga një sferë në tjetrën, elementët kthehen në gjendjen e tyre origjinale. Cikli i elementeve ka ndodhur gjatë gjithë historisë së Tokës, e cila përfshin 4.5 miliardë vjet.

Masa të mëdha kimikatesh transportohen nga ujërat e Oqeanit Botëror. Kjo kryesisht vlen për gazrat e tretur - dioksid karboni, oksigjen, azot. Uji i ftohtë në gjerësi gjeografike të mëdha shpërndan gazrat atmosferikë. Duke ardhur me rrymat e oqeanit në zonën tropikale, ai i lëshon ato, pasi tretshmëria e gazeve zvogëlohet kur nxehet. Thithja dhe çlirimi i gazeve ndodh edhe gjatë ndryshimit të stinëve të ngrohta dhe të ftohta të vitit.

Shfaqja e jetës në planet pati një ndikim të madh në ciklet natyrore të disa elementeve. Kjo, para së gjithash, i referohet qarkullimit të elementeve kryesore të lëndës organike - karbonit, hidrogjenit dhe oksigjenit, si dhe elementëve të tillë jetik si azoti, squfuri dhe fosfori. Organizmat e gjallë ndikojnë gjithashtu në ciklin e shumë elementëve metalikë. Përkundër faktit se masa totale e organizmave të gjallë në Tokë është miliona herë më e vogël se masa e kores së tokës, bimët dhe kafshët luajnë një rol jetik në lëvizjen e elementeve kimike.

Proceset e fotosintezës së lëndës organike nga përbërësit inorganikë vazhdojnë për miliona vjet, dhe gjatë kësaj kohe elementët kimikë duhet të kenë kaluar nga një formë në tjetrën. Megjithatë, kjo nuk ndodh për shkak të qarkullimit të tyre në biosferë. Çdo vit, organizmat fotosintetikë asimilojnë rreth 350 miliardë ton dioksid karboni, lëshojnë rreth 250 miliardë tonë oksigjen në atmosferë dhe shpërbëjnë 140 miliardë tonë ujë, duke formuar më shumë se 230 miliardë ton lëndë organike (llogaritur me peshë të thatë).

Sasi të mëdha uji kalojnë nëpër bimë dhe alga gjatë transportit dhe avullimit. Kjo çon në faktin se uji i shtresës sipërfaqësore të oqeanit filtrohet nga planktoni në 40 ditë, dhe pjesa tjetër e ujit të oqeanit filtrohet në rreth një vit. I gjithë dioksidi i karbonit në atmosferë rinovohet në disa qindra vjet, dhe oksigjeni në disa mijëra vjet. Çdo vit, fotosinteza përfshin në cikël 6 miliardë tonë azot, 210 miliardë ton fosfor dhe një numër të madh elementësh të tjerë (kalium, natrium, kalcium, magnez, squfur, hekur etj.). ekzistenca e këtyre cikleve i jep ekosistemit një stabilitet të caktuar.

Ekzistojnë dy cikle kryesore: të mëdha (gjeologjike) dhe të vogla (biotike).

Cikli i madh, i cili vazhdon për miliona vjet, konsiston në faktin se shkëmbinjtë shkatërrohen dhe produktet e motit (përfshirë lëndët ushqyese të tretshme në ujë) barten nga rrjedhat e ujit në Oqeanin Botëror, ku ato formojnë shtresa detare dhe kthehen vetëm pjesërisht në tokë me reshje . Ndryshimet gjeotektonike, proceset e uljes së kontinentit dhe ngritjes së shtratit të detit, lëvizja e deteve dhe oqeaneve për një periudhë të gjatë kohore çojnë në faktin që këto shtresa kthehen në tokë dhe procesi fillon përsëri.

Cikli i vogël (pjesë i atij të madh) ndodh në nivelin e ekosistemit dhe konsiston në faktin se lëndët ushqyese, uji dhe karboni grumbullohen në substancën e bimëve, shpenzohen në ndërtimin e trupit dhe në proceset jetësore të vetë këtyre bimëve dhe organizma të tjerë (zakonisht kafshë), që hanë këto bimë (konsumatorë). Produktet e kalbjes së lëndës organike nën ndikimin e destruktorëve dhe mikroorganizmave (bakteret, kërpudhat, krimbat) përsëri dekompozohen në përbërës minerale që janë të arritshëm për bimët dhe tërhiqen në rrjedhën e materies prej tyre.

Të gjitha ujërat natyrore përmbajnë gazra të ndryshëm në gjendje të tretur, kryesisht azot, oksigjen dhe dioksid karboni. Sasia e gazrave që mund të shpërndajë uji i detit varet nga kripësia e tij, presioni hidrostatik, por kryesisht nga temperatura. Sa më i lartë të jetë kripësia dhe sa më e lartë të jetë temperatura, aq më pak gazra mund të tretet uji i detit dhe anasjelltas.

Uji i detit është i përfshirë në shumë transformime kimike dhe biokimike të substancave që gjenden në të në formë të tretur, koloidale dhe pezull, në gjendje të lirë dhe në përbërje të ndryshme. Hidrosfera në tërësi shërben si një mjet i mesëm dhe i fuqishëm në ndryshimet dhe lëvizjet komplekse të elementeve kimike që ndodhin në biosferë dhe litosferë.

Lumenjtë bartin çdo vit rreth 10 milion ton azot në formë jonike dhe rreth 20 milion ton në formën e përbërjeve organike në Oqeanin Botëror. Meqenëse pak azot humbet në shkëmbinjtë sedimentarë, mund të supozohet se gjatë proceseve natyrore, denitrifikimi në Oqeanin Botëror balancon fiksimin e azotit dhe largimin e tij në tokë. Për shkak të përdorimit të plehrave, sasia e plehrave që hyn në trupat ujorë është rritur ndjeshëm, duke përkeqësuar cilësinë e ujit.

Fosfori është elementi më i rëndësishëm biogjen, që më së shpeshti kufizon zhvillimin e produktivitetit të trupave ujorë. Prandaj, hyrja e përbërjeve të tepërta të fosforit nga pellgu ujëmbledhës me rrjedhje sipërfaqësore nga fushat, me rrjedhje nga fermat, me ujërat e zeza shtëpiake të patrajtuara, si dhe me disa mbetje industriale çon në një rritje të mprehtë të pakontrolluar të biomasës bimore të trupit ujor (kjo është veçanërisht tipike për rezervuarët e ndenjur dhe me rrjedhje të ulët). Aktivitetet njerëzore kanë prishur ciklin natyror të fosforit. Përbërjet e fosforit përdoren për të prodhuar plehra dhe detergjentë. Kjo çon në ndotjen e trupave ujorë me komponime fosfori. Në kushte të tilla, fosfori pushon së qeni një element që kufizon rritjen e masës së qenieve të gjalla, veçanërisht të algave dhe bimëve të tjera ujore.

Squfuri gjendet në atmosferë në sasi të vogla, kryesisht në formën e sulfurit të hidrogjenit dhe dioksidit të squfurit. Shumë nga ky element (në formën e joneve sulfate) gjendet në hidrosferë. Në litosferë, squfuri gjendet në formën e një lënde të thjeshtë (squfuri vendas) dhe në përbërjen e mineraleve të shumta - sulfide dhe sulfate metalike. Për më tepër, komponimet e squfurit gjenden në qymyrin, shist argjilor, naftë dhe gaz natyror. Squfuri është pjesë e shumë proteinave, kështu që gjendet gjithmonë në trupat e kafshëve dhe bimëve. Aktiviteti njerëzor ka ndryshuar ndjeshëm ciklin e squfurit midis atmosferës, oqeaneve dhe sipërfaqeve të tokës. Këto ndryshime janë më të mëdha se ndikimi i njeriut në ciklin e karbonit. Ashtu si në rastin e ciklit global të karbonit, emetimet teknogjene të squfurit në mjedis kanë pak ndikim në shpërndarjen e masave të këtij elementi në sipërfaqen e Tokës. Megjithatë, rritja e përmbajtjes së squfurit në mbetjet industriale dhe shtëpiake përbën një rrezik për jetën në zona të gjera. Emetimet masive të dioksidit të squfurit në atmosferë gjenerojnë shi acid, i cili mund të bjerë shumë përtej zonave industriale. Ndotja e ujërave natyrore me përbërës të squfurit të tretshëm përbën një kërcënim për organizmat e gjallë të trupave ujorë të brendshëm dhe zonat bregdetare të deteve.

Karboni është elementi bazë i jetës. Gjendet në atmosferë në formën e dioksidit të karbonit. Në oqeanin dhe ujërat e ëmbla të Tokës, karboni gjendet në dy forma kryesore: si pjesë e lëndës organike dhe si pjesë e grimcave inorganike të ndërlidhura: jone bikarbonate, jone karbonate dhe dioksid karboni të tretur. Pjesa më e madhe akumulohet në karbonate në dyshemenë e oqeanit (1016 ton), në shkëmbinj kristalorë (1016 ton), qymyr dhe naftë (1016 ton) dhe merr pjesë në një cikël të madh qarkullimi. Gjatë shekullit të kaluar, janë bërë ndryshime të rëndësishme në ciklin e karbonit nga aktiviteti ekonomik njerëzor. Djegia e lëndëve djegëse fosile – qymyrit, naftës dhe gazit – ka rritur çlirimin e dioksidit të karbonit në atmosferë. Kjo nuk ndikon shumë në shpërndarjen e masave të karbonit ndërmjet lëvozhgave të Tokës, por mund të ketë pasoja të rënda për shkak të forcimit të efektit serë.

Siliconi është elementi i dytë kimik më i bollshëm (pas oksigjenit) në koren e tokës. Klarku i tij në koren e tokës është 29.5, në tokë - 33, në oqean - 5x10 -5. Sidoqoftë, megjithë bollëkun e madh të silikonit dhe përbërjeve të tij në natyrë (kuarci dhe silikatet përbëjnë 87% të litosferës), ciklet biogjeokimike të silikonit (veçanërisht në tokë) nuk janë studiuar ende mjaftueshëm. Mangani dhe hekuri janë përbërës të vazhdueshëm të ujërave të ëmbla natyrore dhe nivelet e tyre shpesh tejkalojnë nivelet e makronutrientëve thelbësorë.

Përmbajtja e artikullit

ELEMENTET KIMIKE NË NATYRË – CIKLI DHE MIGRACIONI. Ekziston një shkëmbim i vazhdueshëm i elementeve kimike midis litosferës, hidrosferës, atmosferës dhe organizmave të gjallë të Tokës. Ky proces është ciklik: pasi kalojnë nga një sferë në tjetrën, elementët kthehen në gjendjen e tyre origjinale. Cikli i elementeve ka ndodhur gjatë gjithë historisë së Tokës, e cila përfshin 4.5 miliardë vjet.

Masa gjigante kimikatesh transportohen nga ujërat e Oqeanit Botëror. Kjo kryesisht vlen për gazrat e tretur - dioksid karboni, oksigjen, azot. Uji i ftohtë në gjerësi të mëdha gjeografike shkrin gazrat atmosferikë. Duke ardhur me rrymat e oqeanit në zonën tropikale, ai i lëshon ato, pasi tretshmëria e gazeve zvogëlohet kur nxehet. Thithja dhe çlirimi i gazeve ndodh edhe gjatë ndryshimit të stinëve të ngrohta dhe të ftohta të vitit.

Shfaqja e jetës në planet pati një ndikim të madh në ciklet natyrore të disa elementeve. Kjo, para së gjithash, i referohet qarkullimit të elementeve kryesore të lëndës organike - karbonit, hidrogjenit dhe oksigjenit, si dhe elementëve të tillë jetik si azoti, squfuri dhe fosfori. Organizmat e gjallë gjithashtu ndikojnë në ciklin e shumë elementëve metalikë. Përkundër faktit se masa totale e organizmave të gjallë në Tokë është miliona herë më e vogël se masa e kores së tokës, bimët dhe kafshët luajnë një rol jetik në lëvizjen e elementeve kimike.

Aktivitetet njerëzore ndikojnë gjithashtu në ciklin e elementeve. Është bërë veçanërisht e dukshme në shekullin e kaluar. Kur merren parasysh aspektet kimike të ndryshimeve globale në ciklet kimike, duhet të merren parasysh jo vetëm ndryshimet në ciklet natyrore për shkak të shtimit ose heqjes së kimikateve të pranishme në to si rezultat i ndikimeve normale ciklike dhe/ose të shkaktuara nga njeriu, por edhe çlirimi i kimikateve në mjedis që nuk ekzistonin më parë në natyrë. Le të shohim disa nga shembujt më të rëndësishëm të lëvizjes ciklike dhe migrimit të elementeve kimike.

Karboni

- elementi kryesor i jetës - gjendet në atmosferë në formën e dioksidit të karbonit. Në oqeanet dhe ujërat e ëmbla të Tokës, karboni gjendet në dy forma kryesore: në përbërjen e lëndës organike dhe në përbërjen e grimcave inorganike të ndërlidhura: jon bikarbonat HCO 3 –, jon karbonat CO 3 2 – dhe dioksid karboni të tretur CO. 2. Një sasi e madhe karboni përqendrohet në formën e përbërjeve organike në kafshë dhe bimë. Ka shumë lëndë organike "jo të gjallë" në tokë. Karboni i litosferës përmbahet gjithashtu në mineralet karbonate (gur gëlqeror, dolomit, shkumës, mermer). Një pjesë e karbonit gjendet në naftë, qymyr dhe gaz natyror.

Lidhja lidhëse në ciklin natyror të karbonit është dioksidi i karbonit (Fig. 1).

Oriz. 1. SKEMA E THJESHTUAR cikli global i karbonit. Numrat në kuti përfaqësojnë madhësinë e rezervuarit në miliarda tonë - gigatonë (Gt). Shigjetat tregojnë rrjedhat dhe numrat shoqërues shprehen në Gt/vit.

Rezervuarët më të mëdhenj të karbonit janë sedimentet detare dhe shkëmbinjtë sedimentarë në tokë. Megjithatë, pjesa më e madhe e këtij materiali nuk ndërvepron me atmosferën, por i nënshtrohet çiklizmit nëpër pjesën e ngurtë të Tokës në shkallë gjeologjike. Prandaj, këto rezervuarë luajnë vetëm një rol të vogël në ciklin relativisht të shpejtë të karbonit që ndodh me pjesëmarrjen e atmosferës. Rezervuari tjetër më i madh është uji i detit. Por edhe këtu, pjesa e thellë e oqeaneve, ku përmbahet pjesa më e madhe e karbonit, nuk ndërvepron me atmosferën aq shpejt sa sipërfaqja e tyre. Rezervuarët më të vegjël janë biosfera tokësore dhe atmosfera. Është madhësia e vogël e rezervuarit të këtij të fundit që e bën atë të ndjeshëm ndaj ndryshimeve edhe të vogla të përqindjes së karbonit në rezervuarë të tjerë (më të mëdhenj), si për shembull kur digjen lëndët djegëse fosile.

Cikli modern global i karbonit përbëhet nga dy cikle më të vogla. E para prej tyre është lidhja e dioksidit të karbonit gjatë fotosintezës dhe formimi i tij i ri gjatë jetës së bimëve dhe kafshëve, si dhe gjatë dekompozimit të mbetjeve organike. Cikli i dytë shkaktohet nga ndërveprimi i dioksidit të karbonit atmosferik dhe ujërave natyrore:

CO 2 + H 2 O H 2 CO 3

H 2 CO 3 HCO 3 – + H +

HCO 3 – CO 3 2– + H +

CO 3 2– + Ca 2+ = CaCO 3 Ї

Gjatë shekullit të kaluar, janë bërë ndryshime të rëndësishme në ciklin e karbonit nga aktiviteti ekonomik njerëzor. Djegia e lëndëve djegëse fosile - qymyri, nafta dhe gazi - ka çuar në një rritje të lëshimit të dioksidit të karbonit në atmosferë. Kjo nuk ndikon shumë në shpërndarjen e masave të karbonit ndërmjet lëvozhgave të Tokës, por mund të ketë pasoja të rënda për shkak të forcimit të efektit serë.

Oksigjeni

në Tokë gjendet kryesisht në litosferë në formën e dioksidit të silikonit dhe silikateve. Përveç kësaj, oksigjeni është i pranishëm në ujin që formon hidrosferën. Në atmosferë, oksigjeni është në formë molekulare. Ai është produkt i proceseve jetësore të bimëve dhe në të njëjtën kohë një nga kushtet kryesore për ekzistencën e jetës në Tokë. Formimi i oksigjenit të lirë shoqërohet me energjinë e dritës së Diellit. Materiali fillestar për formimin e oksigjenit është uji. Pothuajse i gjithë oksigjeni i lirë në Tokë është rezultat i fotosintezës së lëndës organike nga uji dhe dioksidi i karbonit. Një pjesë e oksigjenit prodhohet nga dekompozimi i ujit në atmosferën e sipërme. Oksigjeni është pjesë e shumë përbërjeve organike. Ekziston një shkëmbim i vazhdueshëm i oksigjenit midis organizmave të gjallë dhe atmosferës.

Pavarësisht çlirimit të oksigjenit nga bimët e gjelbra, përmbajtja e tij në atmosferë nuk rritet. Njëkohësisht me fotosintezën, lënda organike dekompozohet dhe pothuajse i gjithë oksigjeni i çliruar absorbohet. Një pjesë e oksigjenit shpenzohet për oksidimin e substancave inorganike. Një sasi e vogël e oksigjenit atmosferik është e përfshirë në ciklin e formimit dhe shkatërrimit të ozonit.

Hidrogjeni

në Tokë gjendet kryesisht në hidrosferë si pjesë e ujit. Përmbajtja e tij në litosferë dhe atmosferë është relativisht e ulët. Është gjithashtu pjesë e lëndës organike. Masa të mëdha hidrogjeni, së bashku me oksigjenin, marrin pjesë në ciklin e ujit - një nga proceset ciklike më të fuqishme në planet.

Një tipar i veçantë i hidrogjenit është aftësia e tij (së bashku me heliumin) për të shpëtuar nga fusha gravitacionale e Tokës për shkak të masës së tij të ulët atomike. Këto humbje kompensohen nga çlirimi i hidrogjenit nga manteli. Hidrogjeni molekular hyn në atmosferën e Tokës si rezultat i aktivitetit vullkanik, ai gjithashtu lëshohet nga disa baktere. Pasi organizmat e gjallë u shfaqën në planetin tonë, hidrogjeni filloi të lidhej në lëndën organike.

Azoti,

për shkak të forcës së jashtëzakonshme të molekulës N 2, ajo është pothuajse plotësisht e përqendruar në atmosferë. Një pjesë e gazit të azotit shpërndahet në ujërat natyrore, të cilat përmbajnë si substanca organike të tretura që përmbajnë azot, ashtu edhe jone inorganike: kationin e amonit, jonin nitrit dhe jonin nitrat. Meqenëse azoti nuk formon kripëra të patretshme, ai rrallë grumbullohet në litosferë. Kështu, në shkretëtirën Atacama të Amerikës së Jugut ka akumulime të nitratit të natriumit, i cili, megjithë tretshmërinë e lartë në ujë, ruhet për shkak të klimës jashtëzakonisht të thatë.

Fjala "azot" fjalë për fjalë do të thotë "i pajetë" sepse nuk mbështet frymëmarrjen. Megjithatë, ky element është një komponent thelbësor i proteinave. Prandaj, azoti gjendet në sasi të konsiderueshme në organizmat e gjallë dhe lëndë organike "të vdekur". Azoti lëviz vazhdimisht ndërmjet atmosferës, oqeanit, organizmave të gjallë dhe tokës.

Në atmosferë, nën ndikimin e shkarkimeve elektrike, azoti shndërrohet fillimisht në monoksid azoti dhe më pas në dioksid azoti. Lagështia në ajër dhe oksigjeni konvertojnë dioksidin e azotit në acid nitrik

4NO 2 + 2H 2 O + O 2 = 4HNO 3

Komponimet e azotit treten lehtësisht në reshje dhe arrijnë në sipërfaqen e Tokës.

Aktiviteti jetësor i baktereve nyje që jetojnë në rrënjët e bimëve bishtajore ka një rëndësi të madhe në fiksimin e azotit atmosferik. Enzimat nga këto baktere e shndërrojnë azotin molekular në komponime që më pas absorbohen nga bimët. Nga bimët, azoti i fiksuar hyn në trupat e kafshëve, kryesisht në formën e aminoacideve dhe proteinave. Pas vdekjes së organizmave të gjallë, substancat organike shndërrohen në komponime inorganike, të cilat përsëri absorbohen nga bimët. Një pjesë e azotit në tokë shndërrohet në azot molekular dhe shkon në atmosferë. Azoti molekular formohet edhe gjatë oksidimit të plotë të substancave organike.

Komponimet e azotit hyjnë në atmosferë me emetimet nga ndërmarrjet industriale dhe transportin, dhe në ujërat natyrore me mbetjet shtëpiake dhe industriale.

Shumë azot i tretshëm në tokë çon në një rritje të përmbajtjes së tij në ushqim dhe ujë të pijshëm, gjë që mund të shkaktojë sëmundje serioze. Komponimet e azotit grumbullohen në trupat ujorë dhe shkaktojnë rritje të tepërt të liqeneve dhe rezervuarëve. Deri më tani, fenomene të tilla janë vërejtur vetëm në zona të caktuara ku shumë komponime të azotit hyjnë në mjedis. Në përgjithësi, natyra ende po përballet me sasinë e azotit fiks të prodhuar nga njerëzit.

Squfuri

gjendet në atmosferë në sasi të vogla, kryesisht në formën e sulfurit të hidrogjenit dhe dioksidit të squfurit. Shumë nga ky element (në formën e joneve sulfate) gjendet në hidrosferë. Në litosferë, squfuri gjendet në formën e një lënde të thjeshtë (squfuri vendas) dhe në përbërjen e mineraleve të shumta - sulfide dhe sulfate metalike. Për më tepër, komponimet e squfurit gjenden në qymyrin, shist argjilor, naftë dhe gaz natyror. Squfuri është pjesë e shumë proteinave, kështu që gjendet gjithmonë në trupat e kafshëve dhe bimëve.

Të lëshuara nga thellësitë e Tokës, komponimet e gazta të squfurit (kryesisht dioksidi i squfurit dhe sulfuri i hidrogjenit) treten në ujërat nëntokësore. Këtu ata formojnë sulfide të dobëta të tretshme (kryesisht pirit - disulfid hekuri FeS 2) dhe sulfate (në veçanti, sulfat kalciumi CaSO 4). Squfuri vendas formohet gjithashtu:

2H 2 S + SO 2 = 3S + 2H 2 O

Përbërjet e gazta të squfurit hyjnë në tokë, atmosferë dhe oqeane, ku thithen nga bakteret e squfurit. Thithja e përbërjeve të squfurit nga bakteret ndodh gjithashtu në tokë.

Sulfidet pak të tretshme që gjenden në shkëmbinj oksidohen pjesërisht si rezultat i aktivitetit të baktereve të caktuara, duke u shndërruar në sulfate lehtësisht të tretshme:

FeS + 2O 2 = FeSO 4

Sulfatet e tretshme në ujë largohen nga sipërfaqja e tokës me rrjedhjen e lumenjve, duke furnizuar jonet sulfate në Oqeanin Botëror.

Si rezultat i lidhjes aktive të squfurit në koren e tokës, hidrosferën dhe organizmat e gjallë, përmbajtja e sulfurit të hidrogjenit dhe dioksidit të squfurit në atmosferë është e vogël dhe e ndryshueshme. Nën ndikimin e oksigjenit dhe ozonit, këto substanca gradualisht shndërrohen në acid sulfurik:

2SO 2 + O 2 2SO 3

SO 2 + O 3 = SO 3 + O 2

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

H 2 S + 2O 3 = H 2 SO 4 + O 2

Acidi sulfurik kthehet në tokë përmes reshjeve

Aktivitetet ekonomike njerëzore çojnë në një rritje të përmbajtjes së përbërjeve të squfurit në atmosferë dhe hidrosferë. Si rezultat i ndryshimeve në praktikat blegtorale dhe bujqësore (kullosja, plugimi, bonifikimi i tokës), emetimet e përbërjeve që përmbajnë squfur në formën e pluhurit janë rritur. Edhe më shumë squfur lëshohet në atmosferë në formën e dioksidit të squfurit kur piqen mineralet sulfide. Kjo, nga ana tjetër, shkakton një rritje të rrjedhës së squfurit nga atmosfera në oqeane dhe sipërfaqet tokësore. Ujërat natyrore ndoten gjithashtu nga plehrat e fushave dhe ujërat e zeza industriale.

Kështu, aktiviteti njerëzor ka ndryshuar ndjeshëm ciklin e squfurit midis atmosferës, oqeaneve dhe sipërfaqeve të tokës. Këto ndryshime janë më të mëdha se ndikimi i njeriut në ciklin e karbonit. Ashtu si në rastin e ciklit global të karbonit, emetimet teknogjene të squfurit në mjedis kanë pak ndikim në shpërndarjen e masave të këtij elementi në sipërfaqen e Tokës. Megjithatë, rritja e përmbajtjes së squfurit në mbetjet industriale dhe shtëpiake përbën një rrezik për jetën në zona të gjera. Emetimet masive të dioksidit të squfurit në atmosferë gjenerojnë shi acid, i cili mund të bjerë shumë përtej zonave industriale. Ndotja e ujërave natyrore me përbërës të squfurit të tretshëm përbën një kërcënim për organizmat e gjallë të trupave ujorë të brendshëm dhe zonat bregdetare të deteve.

Fosfori

gjenden në koren e tokës dhe organizmat e gjallë në sasi të vogla; megjithatë, është shumë i rëndësishëm për bimët dhe kafshët. Pa këtë element, sinteza e proteinave është e pamundur. Përveç kësaj, fosfori është pjesë e kockave dhe dhëmbëve. Është sasia e pamjaftueshme e fosforit që më së shpeshti kufizon rritjen e masës së lëndës së gjallë. Një pjesë e konsiderueshme e fosforit gjendet në tokë. Fosfori formon minerale të shumta (të tilla si fosforitet), por ato nuk gjenden shpesh në sasi të mëdha në shkëmbinj. Praktikisht nuk ka fosfor në atmosferë.

Në ujërat natyrore, fosfori është i pranishëm në përbërjet organike dhe lëndët e ngurta pezull. Vetëm një pjesë e vogël e tij është në tretësirë ​​në formën e jonit ortofosfat PO 4 3– dhe jonit hidroortofosfat HPO 4 2–.

Në oqean, fosfori "organik" kalon në mënyrë të përsëritur nga një organizëm i gjallë në tjetrin dhe akumulohet ngadalë në sedimentet e poshtme në formën e fosfateve të dobëta të tretshme. Këto humbje të fosforit kompensohen vetëm nga një burim - shkëmbinjtë tokësorë të motit, ku ato bien nga fundi i oqeaneve si rezultat i proceseve gjeologjike afatgjata.

Aktivitetet njerëzore kanë prishur ciklin natyror të fosforit. Përbërjet e fosforit përdoren për të prodhuar plehra dhe detergjentë. Kjo çon në ndotjen e trupave ujorë me komponime fosfori. Në kushte të tilla, fosfori pushon së qeni një element që kufizon rritjen e masës së qenieve të gjalla, veçanërisht të algave dhe bimëve të tjera ujore.

Natriumi

- një nga elementët kryesorë të grumbulluar në koren e tokës gjatë procesit të shkrirjes së saj. Ai çlirohet lehtësisht nga strukturat silikate gjatë gërryerjes së shkëmbinjve kristalorë. Kationi Na+ transportohet me rrjedhje kontinentale në oqean. Me "erërat e kripura", natriumi pjesërisht kthehet në tokë. Një sasi dukshëm më e vogël e elementit bartet nga sipërfaqja e tokës në oqean me pluhur të erës.

Natriumi është vazhdimisht i pranishëm në tokë. Merr pjesë aktive në kripëzimin e tokës, në të cilin formon kripëra me jone klorur dhe sulfate.

Kripërat e natriumit luajnë një rol të rëndësishëm në organizmat. Kloruri i natriumit është një përbërës thelbësor i indeve të lëngëta të kafshëve dhe lëngjeve të qelizave bimore, kështu që absorbohet në sasi të mëdha nga organizmat bimorë dhe veçanërisht nga organizmat shtazorë. Kripërat e natriumit kullohen lehtësisht nga mbetjet bimore. Natriumi absorbohet në mënyrë aktive nga sedimentet e detit, kështu që pjesa më e madhe e tij përmbahet në guaskën sedimentare.

Klori,

ndryshe nga natriumi, ai përmbahet në shtresën e granitit në sasi të vogla. Ajo tërhiqet në cikël jo për shkak të shkatërrimit të shkëmbinjve, por për shkak të proceseve të degazimit të mantelit dhe heqjes së gazeve vullkanike.

Ky element lëviz ndërmjet predhave të Tokës paralelisht me natriumin. Ai grumbullohet në ujin e oqeanit në formën e joneve të klorurit. Masa të konsiderueshme klori, si dhe natriumi, migrojnë nga sipërfaqja e tokës në Oqeanin Botëror për shumë miliona vjet. Tipari i dytë i ciklit global gjeokimik të klorit, i shprehur edhe më fort se në ciklin e natriumit, është migrimi aktiv në atmosferë si pjesë e aerosoleve dhe kthimi i masave të konsiderueshme të këtij elementi në tokë. Në zonat ku nuk ka kullim, klori së bashku me natriumin grumbullohet në tokë dhe në trupa ujorë të mbyllur.

Klori ka një rëndësi të rëndësishme fiziologjike. Gjendet në organizmat e gjallë në formën e acidit klorhidrik dhe kripërave të tij (kryesisht klorur natriumi). Prandaj, masa të konsiderueshme të klorit, së bashku me natriumin, marrin pjesë në ciklin biologjik.

Kalciumi

i referohet elementeve kryesore të kores së tokës. Përmbajtja e këtij elementi zvogëlohet nga thellësitë e Tokës në shtresën e granitit të litosferës. Kalciumi formon minerale të shumta në koren e tokës. Moti i silikateve çliron sasi të mëdha të këtij elementi. Komponimet e tij të tretshme në ujë, kryesisht bikarbonat, hyjnë në ujërat natyrore dhe migrojnë me to në oqean. Edhe pse ky proces është zhvilluar për më shumë se 2 miliardë vjet, përqendrimi i elementit në ujin e oqeanit është vetëm 30 herë më i lartë se në ujërat e lumenjve. Kjo është për shkak të tretshmërisë së ulët të karbonatit të kalciumit, dhe më e rëndësishmja, thithjes aktive të elementit nga organizmat planktonikë dhe largimit të tij në sediment. Këto procese kontribuojnë në akumulimin e kalciumit në shtresat e trasha të gurit gëlqeror, dolomitit dhe argjilës gëlqerore.

Kalciumi luan një rol të rëndësishëm në fiziologjinë e organizmave. Në bimë është i përfshirë në metabolizmin e karbohidrateve dhe azotit tek kafshët është i nevojshëm për ndërtimin e skeletit të kockave. Kalciumi është gjithashtu i përfshirë në shumë procese të tjera biokimike.

Kështu, për proceset e transferimit të masës globale të kalciumit, rëndësi parësore ka cikli biologjik dhe migrimi ujor i jonit në sistemin tokë-oqean.

Kaliumi

së bashku me elementë të tjerë kimikë alkaline dhe alkaline-tokësore të grumbulluara në koren e tokës gjatë procesit të shkrirjes së saj. Kaliumi është pjesë e silikateve më të zakonshme. Kur ato shkatërrohen, ky element shndërrohet kryesisht në minerale argjile. Në të njëjtën kohë, lirohet pjesërisht dhe përfshihet në migrimin e ujit. Jonet e kaliumit absorbohen në mënyrë aktive nga lëndët minerale të shpërndara, dhe gjithashtu absorbohen nga bimët më të larta, kështu që kaliumi ruhet më fort në tokë sesa kalciumi dhe natriumi. Një pjesë e kaliumit transportohet në oqean në formën e joneve, por një masë e madhe e elementit transportohet në formën e pezullimeve të grimcave të argjilës. Kaliumi migron në mënyrë aktive në sistemin sipërfaqe oqean - atmosferë - sipërfaqe oqeani në përbërjen e aerosoleve.

Ky element luan një rol të rëndësishëm në jetën e bimëve dhe kafshëve. Merr pjesë në fotosintezë, ndikon në metabolizëm dhe ruhet pjesërisht në lëndë organike të vdekur.

Përdorimi i gjerë i plehrave minerale ende nuk ka pasur një efekt të dukshëm në ciklin e kaliumit, por migrimi i tij është rritur shumë si pasojë e erozionit të tokës.

Silikoni

- elementi i dytë (pas oksigjenit) në koren e tokës sipas masës. Ai u akumulua intensivisht në litosferë gjatë proceseve të shkrirjes. Silici, në formën e silicës shumë të shpërndarë (SiO2), gjendet kudo në ujërat natyrore dhe përdoret nga shumë organizma detarë për të ndërtuar skeletet e tyre. Cikli biologjik i silikonit në oqean përcaktohet kryesisht nga aktiviteti jetësor i diatomeve dhe algave planktonike radiolarike dhe shpërbërja pasuese e skeleteve të tyre.

Migrimi ujor i silikonit karakterizohet nga një lëvizje mbizotëruese nga toka në oqean, e cila nuk kompensohet në drejtim të kundërt. Një sasi e konsiderueshme silici lëviz në formën e përbërjeve të tretshme, por shumë herë më shumë prej tij kryhet në përbërjen e materialit klastik. .

Plumbi

grumbullohet në koren e tokës jo vetëm për shkak të shkrirjes së saj nga materiali i mantelit, por edhe si rezultat i prishjes radioaktive të izotopeve të uraniumit (238 U, 235 U) dhe toriumit (232 Th). Kur shkëmbinjtë kalojnë motin, kationet e plumbit lëshohen, shumica e tyre thithen nga grimcat e balta shumë të shpërndara dhe hidroksidet e hekurit, dhe një pjesë më e vogël hyn në ujërat nëntokësore. Si pjesë e pezullimeve, si dhe në formën e përbërjeve organike, joneve të thjeshta dhe komplekse, plumbi kryhet me rrjedhjen e lumenjve dhe depozitohet kryesisht në delta dhe në një brez të ngushtë bregdetar të raftit. Sasia e vogël e plumbit që hyn në oqean precipitohet nga biofiltrimi i ujit të detit nga organizmat plankton. Kështu, Oqeani Botëror është një akumulues global i formave të tretshme të plumbit.

Në tokë, plumbi absorbohet nga bimët. Gjatë zjarreve në pyje, masa të konsiderueshme të elementit hyjnë në atmosferë (në formën e tymit). Përveç kësaj, plumbi përmbahet në pluhur mineral shumë të shpërndarë. "Jetëgjatësia" e aerosoleve që përmbajnë plumb është rreth 7 ditë.

Prodhimi vjetor i plumbit tejkalon ndjeshëm si heqjen e formave të tretshme ashtu edhe marrjen vjetore të këtij elementi nga bimësia. Dispersioni teknogjen i plumbit, ndryshe nga dispersioni i substancave të gazta, nuk përhapet në hapësira të mëdha, por është i përqendruar kryesisht përgjatë autostradave, kjo është për shkak të përdorimit të plumbit tetraetil si një agjent kundër goditjes për benzinë ​​motorike.

Zinku

zakonisht shoqëron plumbin në koren e tokës, por gjeokimia e biosferës së këtyre elementeve ndryshon ndjeshëm. Ndryshe nga plumbi, zinku është një nga mikroelementët kryesorë, ai është pjesë e shumë enzimave dhe është i përfshirë në sintezën e acideve ribonukleike dhe klorofilit. Pjesa më e madhe e zinkut në bimë lidhet me indet e degraduara lehtësisht dhe hiqet shpejt nga mbeturinat bimore (ndryshe nga plumbi, i cili fiksohet fort në mbetjet bimore). Format e tretshme në ujë të zinkut përbëjnë një pjesë shumë të vogël të masës totale të metalit, por ato janë të përfshira në mënyrë aktive në migrimin e ujit. Zinku është i përfshirë në mënyrë aktive në transferimin masiv midis tokës dhe atmosferës. Me reshjet atmosferike, shumë më tepër forma të zinkut të tretshme në ujë bien në sipërfaqen e tokës sesa kapen nga era në atmosferë në formën e pluhurit mineral.

Nga shembujt e dhënë të cikleve dhe migrimit të elementeve të ndryshëm, është e qartë se sistemi global i migrimit ciklik të elementeve kimike ka një aftësi të lartë për vetërregullim, ndërsa biosfera luan një rol të madh në ciklin e elementeve kimike.

Në të njëjtën kohë, aktiviteti ekonomik i njeriut shkakton deformim të cikleve natyrore të shkëmbimit të masës dhe, rrjedhimisht, ndryshime në përbërjen e mjedisit. Këto ndryshime ndodhin shumë më shpejt se proceset e përshtatjes gjenetike të organizmave dhe specieve. Shpesh, veprimet ekonomike janë aq të konceptuara keq ose të papërsosura sa që krijojnë një rrezik akut mjedisor. Studimi i proceseve të transferimit masiv që lidhin të gjitha predhat e Tokës në një tërësi të vetme duhet të ndihmojë në krijimin e një sistemi për monitorimin e gjendjes ekologjike dhe gjeokimike të mjedisit dhe zhvillimin e një parashikimi të bazuar shkencërisht të pasojave mjedisore të veprimeve ekonomike dhe teknologjive të reja.

Elena Savinkina

Burimet natyrore

Çdo kafshë ose bimë është një hallkë në zinxhirët ushqimorë të ekosistemit të saj, shkëmben substanca me natyrën e pajetë dhe për këtë arsye përfshihet në ciklin e substancave në biosferë. Elementet kimike në përbërje të ndryshme qarkullojnë midis organizmave të gjallë, atmosferës dhe tokës, hidrosferës dhe litosferës. Duke filluar në disa ekosisteme, cikli përfundon në të tjera. E gjithë biomasa e planetit merr pjesë në ciklin e substancave, kjo i jep biosferës integritet dhe stabilitet. Organizmat e gjallë ndikojnë ndjeshëm në lëvizjen dhe transformimin e shumë komponimeve. Cikli biologjik përfshin kryesisht elementet që përbëjnë substancat organike: C, N, S, P, O, H, si dhe një numër metalesh (Fe, Ca, Mg, etj.).

Qarkullimi i komponimeve kryhet kryesisht për shkak të energjisë së Diellit. Bimët e gjelbra, duke grumbulluar energjinë e saj dhe duke konsumuar përbërje minerale nga toka, sintetizojnë substanca organike. Lënda organike përhapet përmes biosferës përmes zinxhirëve ushqimorë. Reduktuesit shkatërrojnë lëndën organike bimore dhe shtazore në përbërje minerale, duke mbyllur ciklin biologjik.

Në shtresat e sipërme të oqeanit dhe në sipërfaqen e tokës mbizotëron formimi i lëndës organike, kurse në tokë dhe në thellësi të detit mbizotëron mineralizimi i saj. Migrimi i shpendëve, peshqve dhe insekteve gjithashtu kontribuon në transferimin e elementeve që ata kanë grumbulluar. Aktiviteti i njeriut ndikon ndjeshëm në ciklin e elementeve.

Cikli i ujit. Ujërat e planetit, të ngrohura nga dielli, avullohen. Lagështia që bie si shi jetëdhënës kthehet përsëri në oqean si uji i lumit ose ujërat nëntokësore të pastruara nga filtrimi, duke mbartur një sasi të madhe të përbërjeve inorganike dhe organike. Organizmat e gjallë marrin pjesë aktive në ciklin e ujit, i cili është një komponent i domosdoshëm i proceseve metabolike (për rolin biologjik të ujit, shih § 1). Në tokë, shumica e ujit avullohet nga bimët, duke reduktuar rrjedhjen dhe duke parandaluar erozionin e tokës. Prandaj, kur ndodh shpyllëzimi, rrjedhja sipërfaqësore rritet disa herë në të njëjtën kohë dhe shkakton erozion intensiv të mbulesës së tokës. Pylli ngadalëson shkrirjen e borës, dhe uji i shkrirë, duke rrjedhur gradualisht poshtë, i hidraton mirë fushat. Nivelet e ujërave nëntokësore po rriten dhe përmbytjet e pranverës janë rrallë shkatërruese.

Pyjet tropikale të shiut zbutin klimën e nxehtë ekuatoriale duke mbajtur dhe avulluar gradualisht ujin (një fenomen i quajtur transpirim). Shpyllëzimi i pyjeve tropikale shkakton thatësira katastrofike në zonat afër. Shkatërrimi grabitqar i pyjeve mund të kthejë vende të tëra në shkretëtira, siç ka ndodhur tashmë në Afrikën veriore. Cikli i ujit, i rregulluar nga bimësia, është kushti më i rëndësishëm për ruajtjen e jetës në Tokë.

Cikli i karbonit. Gjatë fotosintezës, bimët thithin karbonin përmes dioksidit të karbonit. Lënda organike që ata prodhojnë përmban një sasi të konsiderueshme karboni, i cili shpërndahet në të gjithë ekosistemin përmes zinxhirëve ushqimorë. Gjatë procesit të frymëmarrjes, organizmat lëshojnë dioksid karboni. Mbetjet organike në det dhe në tokë mineralizohen nga dekompozuesit. Një nga produktet e mineralizimit - dioksidi i karbonit - kthehet në atmosferë, duke mbyllur ciklin.

Gjatë 6-8 viteve, qeniet e gjalla kalojnë nëpër të gjithë karbonin në atmosferë. Çdo vit, deri në 50 miliardë tonë karbon përfshihen në procesin e fotosintezës. Një pjesë e tij grumbullohet në tokë dhe në fund të oqeaneve - në skeletet e algave dhe molusqeve, dhe shkëmbinj nënujorë koralorë. Një rezervë e konsiderueshme e karbonit gjendet në shkëmbinjtë sedimentarë. Në bazë të bimëve fosile dhe organizmave planktonikë, u formuan depozitat e qymyrit, gurit gëlqeror organik dhe torfe, gazi natyror dhe, ndoshta, vaji (disa shkencëtarë sugjerojnë origjinën abiogjene të naftës). Kur digjen, lëndët djegëse natyrore shtojnë karbon në atmosferë. Çdo vit, përmbajtja e karbonit në atmosferë rritet me 3 miliardë tonë dhe mund të prishë stabilitetin e biosferës. Nëse ritmi i rritjes vazhdon, shkrirja intensive e akullit polar, e shkaktuar nga efekti serë i dioksidit të karbonit, do të çojë në përmbytjen e zonave të gjera bregdetare në mbarë botën.

Cikli i azotit. Rëndësia e azotit për organizmat e gjallë përcaktohet kryesisht nga përmbajtja e tij në proteina dhe acide nukleike. Azoti, si karboni, është pjesë e përbërjeve organike, ciklet e këtyre elementeve janë të lidhura ngushtë. Burimi kryesor i azotit është ajri atmosferik. Nëpërmjet fiksimit nga organizmat e gjallë, azoti lëviz nga ajri në tokë dhe ujë. Çdo vit, blu-jeshile lidhin rreth 25 kg/ha azot. Rregullon në mënyrë efektive bakteret e azotit dhe nyjeve.

Bimët thithin komponimet e azotit nga toka dhe sintetizojnë lëndën organike. Lënda organike përhapet përmes zinxhirëve ushqimorë deri te dekompozuesit që dekompozojnë proteinat me çlirimin e amoniakut, i cili më tej konvertohet nga bakteret e tjera në nitrite dhe nitrate. Një qarkullim i ngjashëm i azotit ndodh midis organizmave bentos dhe plankton. Bakteret denitrifikuese reduktojnë azotin në molekula të lira që kthehen në atmosferë. Një sasi e vogël azoti fiksohet në formën e oksideve nga shkarkimet e rrufesë dhe hyn në tokë me reshje, dhe gjithashtu vjen nga aktiviteti vullkanik, duke kompensuar humbjen në sedimentet e detit të thellë. Azoti hyn në tokë edhe në formën e plehrave pas fiksimit industrial nga ajri atmosferik.

Cikli i azotit është një cikël më i mbyllur se cikli i karbonit. Vetëm një sasi e vogël e tij lahet nga lumenjtë ose shkon në atmosferë, duke lënë kufijtë e ekosistemeve.

Cikli i squfurit. Squfuri është pjesë e një numri aminoacidesh dhe proteinash. Përbërjet e squfurit hyjnë në cikël kryesisht në formën e sulfideve nga produktet e motit të tokës dhe shkëmbinjve të shtratit të detit. Një numër i mikroorganizmave (për shembull, bakteret kimiosintetike) janë të afta të shndërrojnë sulfide në një formë të arritshme për bimët - sulfate. Bimët dhe kafshët vdesin, mineralizimi i mbetjeve të tyre nga dekompozuesit i kthen përbërjet e squfurit në tokë. Kështu, bakteret e squfurit oksidojnë sulfurin e hidrogjenit të formuar gjatë dekompozimit të proteinave në sulfate. Sulfatet ndihmojnë në shndërrimin e komponimeve të fosforit pak të tretshëm në të tretshëm. Sasia e përbërjeve minerale në dispozicion të bimëve rritet, dhe kushtet për ushqimin e tyre përmirësohen.

Burimet e mineraleve që përmbajnë squfur janë shumë domethënëse dhe një tepricë e këtij elementi në atmosferë, duke çuar në shiun acid dhe duke prishur proceset e fotosintezës pranë ndërmarrjeve industriale, tashmë po shqetëson shkencëtarët. Sasia e squfurit në atmosferë rritet ndjeshëm kur digjen lëndët djegëse natyrore.

Cikli i fosforit. Ky element gjendet në një numër molekulash jetike. Cikli i tij fillon me shpëlarjen e përbërjeve që përmbajnë fosfor nga shkëmbinjtë dhe hyrjen e tyre në tokë. Një pjesë e fosforit merret në lumenj dhe dete, tjetra thithet nga bimët. Cikli biogjenik i fosforit ndodh sipas skemës së përgjithshme: prodhuesitkonsumatorëtreduktuesit.

Sasi të konsiderueshme fosfori aplikohen në arat me plehra. Rreth 60 mijë ton fosfor kthehen në kontinent çdo vit përmes peshkimit. Në dietën e proteinave të njeriut, peshku përbën nga 20% deri në 80% disa lloje peshqish me vlerë të ulët përpunohen në plehra të pasura me elementë të dobishëm, duke përfshirë fosforin.

Prodhimi vjetor i shkëmbinjve që përmbajnë fosfor është 1-2 milion ton.

Burimet natyrore. Mundësia e jetës sonë dhe kushtet e saj varen nga burimet natyrore. Burimet biologjike dhe veçanërisht ushqimore shërbejnë si bazë materiale e jetës. Burimet minerale dhe energjetike, kur përfshihen në prodhim, shërbejnë si bazë për një standard të qëndrueshëm jetese.

Burimet zakonisht ndahen në të pashtershme dhe të pashtershme. Energjia e Diellit dhe e erës, ajri atmosferik dhe uji janë praktikisht të pashtershme. Sidoqoftë, me prodhimin industrial jo-ekologjik modern, uji dhe ajri mund të konsiderohen vetëm me kusht si burime të pashtershme. Në shumë zona, ndotja ka shkaktuar mungesë të ujit dhe ajrit të pastër. Në mënyrë që këto burime të mbeten të pashtershme, është i nevojshëm një qëndrim i kujdesshëm ndaj natyrës.

Burimet e shtershme ndahen në të pa rinovueshme dhe të rinovueshme. Burimet jo të rinovueshme përfshijnë speciet e humbura të kafshëve dhe bimëve, dhe shumicën e mineraleve. Burimet e rinovueshme përfshijnë drurin, kafshët e gjahut dhe peshqit, bimët, si dhe disa minerale, si torfe.

Duke konsumuar intensivisht burimet natyrore, një person duhet të ruajë ekuilibrin natyror. Bilanci i burimeve në ciklin e substancave përcakton stabilitetin e biosferës.

1. Si marrin pjesë organizmat e gjallë në ciklin e substancave? Ku mbizotëron formimi i lëndës organike, ku ndodh mineralizimi i saj?
2. Përshkruani ciklin e ujit. Cili është roli i pyjeve në rregullimin e tij?
3. Si ndodh cikli i karbonit? A është e mundur të përjashtohen bimët nga cikli?
4. Cilat janë veçoritë e cikleve të azotit, squfurit dhe fosforit?
5. Cilat burime kërkojnë trajtim veçanërisht të kujdesshëm?

Aktiviteti ekonomik njerëzor dhe problemet mjedisore globale

Rreth 10-15% e sipërfaqes së tokës është e lëruar, 25% janë kullota të kultivuara plotësisht ose pjesërisht. Nëse kësaj i shtojmë 3-5% të sipërfaqes së zënë nga rrjeti i transportit, industria, ndërtesat dhe strukturat dhe rreth 1-2% e territorit të tokës të dëmtuar nga minierat, rezulton se pothuajse gjysma e sipërfaqes së tokës ka qenë modifikuar nga aktiviteti njerëzor.

Me zhvillimin e qytetërimit, kontributi i tij negativ në ciklet e biosferës rritet. Për çdo ton produkte industriale ka 20-50 ton mbetje. Çdo person në qytetet e mëdha prodhon më shumë se 1 ton ushqim dhe mbeturina shtëpiake në vit. Disharmonia në biosferë prek si florën dhe faunën, ashtu edhe shëndetin e njeriut. Shumë ndotës, duke hyrë në tokë, atmosferë dhe trupa ujorë, grumbullohen në indet e bimëve dhe kafshëve dhe infektojnë trupin e njeriut përmes zinxhirëve ushqimorë. Komponimet toksike mund të rrisin ndjeshëm numrin e mutacioneve që çojnë në anomali kongjenitale dhe trashëgimore. Një krahasim i të dhënave nga rajone të ndryshme të planetit i ka çuar shkencëtarët në përfundimin se të paktën 80% e kancereve shkaktohen nga ndotja kimike e mjedisit.

Ndotja atmosferike vjen kryesisht nga djegia e lëndëve djegëse natyrore nga transporti, shërbimet komunale dhe industria. Në qytete, transporti përbën më shumë se 60% të ndotësve, termocentralet përbëjnë rreth 15% dhe 25% të emetimeve vijnë nga ndërmarrjet industriale dhe të ndërtimit. Ndotësit kryesorë të ajrit janë oksidet e squfurit, azotit, metanit dhe monoksidit të karbonit. Në bimë, ndotja e ajrit çon në çrregullime të rënda metabolike dhe sëmundje të ndryshme. Dioksidi i squfurit shkatërron klorofilin dhe pengon zhvillimin e kokrrave të polenit, gjethet dhe gjilpërat thahen dhe bien. Efektet e ndotësve të tjerë nuk janë më pak të dëmshëm.

Çdo vit, rreth 100 milion ton oksid squfuri, më shumë se 70 milion ton oksid azoti dhe 180 milion ton monoksid karboni emetohen në atmosferë.

Precipitimi acid. Përqendrimet e larta të ndotësve çojnë në formimin e shiut acid dhe smogut. Reshjet acidike (shiu, bora, mjegulla) formohen kur squfuri dhe dioksidet e azotit (SO2, NO2) treten në ujë. Reshjet acidike lan proteinat, aminoacidet, sheqerin dhe kaliumin nga gjethet e bimëve dhe dëmton shtresën e sipërme mbrojtëse. Tretësirat e acidit futin një mjedis acid në tokë, duke bërë që humusi të lahet, duke reduktuar sasinë e kripërave vitale të kalciumit, kaliumit dhe magnezit. Tokat acide janë të varfra me mikroorganizma, shkalla e shkatërrimit të mbeturinave ngadalësohet dhe zvogëlimi i numrit të dekompozuesve prish ekuilibrin e ekosistemeve.

Shiu acid shkatërron ekosistemet e mëdha, shkakton vdekjen e bimëve dhe pyjeve dhe i kthen liqenet dhe lumenjtë në trupa ujorë të pajetë. Në SHBA gjatë 100 viteve të fundit, shiu acid është bërë 40 herë më acid, rreth 200 liqene kanë mbetur pa peshk, në Suedi 20% e liqeneve janë në gjendje katastrofike. Më shumë se 70% e shiut acid suedez shkaktohet nga emetimet nga vendet e tjera. Rreth 20% e shiut acid në Evropë është pasojë e emetimeve të oksidit të squfurit në Amerikën e Veriut.

Smogu. Në shtresat e poshtme të atmosferës, nën ndikimin e dritës së diellit, ndotësit formojnë komponime jashtëzakonisht të dëmshme për organizmat e gjallë, të vërejtura si mjegull. Në qytetet e mëdha, sasia e dritës së diellit për shkak të smogut zvogëlohet me 10-15%, dhe rrezet ultravjollcë me 30%.

Vrimat e ozonit. Në atmosferën në lartësinë 20-25 km ka një numër të madh molekulash ozoni (O3), të cilat thithin pjesën e fortë të spektrit diellor, e cila është shkatërruese për organizmat e gjallë. Në vitin 1982, shkencëtarët zbuluan një vrimë në shtresën e ozonit mbi Antarktidë, dhe në 1987 - mbi Polin e Veriut. Shkencëtarët kanë frikë se vrima mund të shfaqen edhe mbi pjesën e banuar të globit. Kjo mund të çojë në një rritje të kancerit të lëkurës, kataraktave dhe prishjes së ekosistemeve pyjore dhe detare.

Për çfarë arsye ndodhin vrimat e ozonit? Shkencëtarët sugjerojnë se kryesori është akumulimi i freoneve (klorofluorokarbonet СFCl3, СF2Сl2), të përdorura në prodhimin e aerosoleve dhe në industrinë e ftohjes. Këto gazra qëndrojnë në atmosferë për dekada të tëra. Pasi në stratosferë, ato dekompozohen nga rrezatimi diellor për të formuar atome klori, të cilat katalizojnë shndërrimin e ozonit në oksigjen.

Efekti serë. Disa gazra atmosferikë transmetojnë mirë dritën e dukshme dhe thithin rrezatimin termik të planetit, duke shkaktuar ngrohjen e përgjithshme. Efekti serë është 50% për shkak të pranisë së dioksidit të karbonit, 18% nga metani dhe 14% nga freonet. Rritja e sasisë së CO2 në atmosferë është shkaktuar kryesisht nga djegia e karburantit dhe pastrimi i pyjeve për plugim, si dhe mineralizimi intensiv i humusit në tokat e gjera të punueshme.

Metani hyn në atmosferë nga zonat kënetore, nga tokat e mbytura me ujë të plantacioneve të orizit, nga fermat e shumta blegtorale dhe gjatë hapjes së depozitave të qymyrit. Metani është një nga produktet kryesore metabolike të ripërtypësve, duke i dhënë një erë karakteristike të mprehtë jashtëqitjeve të tyre. Në shekullin e 20-të sasia e CO2 në atmosferë u rrit me 25%, dhe metani me 100%, gjë që rriti temperaturën mesatare me 0,5°C. Me këtë trend, temperaturat mund të rriten me 3-5°C në 50 vitet e ardhshme. Llogaritjet tregojnë se shkrirja e akullit polar do të çojë në një rritje të nivelit të detit me 0,5-1,5 m Në Egjipt, 20-30% e tokave pjellore të Deltës së Nilit do të përmbyten, dhe fshatrat bregdetare dhe qytetet e mëdha në Kinë. India dhe SHBA do të jenë nën kërcënim. Sasia totale e reshjeve do të rritet, por në pjesët qendrore të kontinenteve klima mund të bëhet më e thatë dhe e dëmshme për të korrat, veçanërisht drithërat dhe orizin (për 60% të popullsisë së Azisë, orizi është produkti kryesor).

Kështu, edhe ndryshimet e vogla në përbërjen e gazit të atmosferës janë të rrezikshme për ekosistemet natyrore.

Çrregullime në hidrosferë. Gabimet në shkallë të gjerë në praktikat bujqësore kanë çuar në shkatërrimin e shumë ekosistemeve natyrore. Devijimi i rrjedhjes nga Amu Darya dhe Syr Darya për ujitjen e plantacioneve të pambukut shkaktoi një rënie katastrofike të nivelit të detit Aral. Stuhitë e pluhurit në shtratin e tharjes shkaktuan kripëzim të tokës në zona të gjera. Degradimi i ekosistemeve natyrore të rajonit të Detit Aral është rezultat i mungesës së ujit dhe shkretëtirëzimit.

Tërheqja grabitqare e ujit për ujitje, për nevojat e prodhimit industrial (shkrirja e 1 ton nikel merr 4000 m3 ujë, prodhimi i 1 ton letre - 100 m3, 1 ton fibër sintetike - deri në 5000 m3), shkatërrimi i pyjeve të ruajtjes së ujit dhe kullimi i kënetave kanë çuar në zhdukjen masive të lumenjve. Nëse në 1785 kishte më shumë se 1 milion lumenj në rajonin e Kaluga, atëherë në 1990 kishin mbetur vetëm 200 prej tyre!

Ekosistemet e lumenjve janë shumë të ndjeshme dhe të prekshme. Një sasi e madhe e plehrave të larë nga fushat, mbeturinat e bagëtive dhe ujërat e zeza shkakton një rritje të përqendrimit të komponimeve të azotit dhe fosforit në trupat ujorë. Në ekosistemet ujore, fillon zhvillimi i shpejtë i algave blu-jeshile, duke zhvendosur diatomet e nevojshme për zooplanktonin. Peshqit po vdesin nga uria. Blu-jeshile grumbullohen në fund dhe kalbet (të dekompozuara nga bakteret), duke helmuar ujin dhe duke varfëruar furnizimet me oksigjen. Pellgjet piktoreske kthehen në kanalizime me erë të keqe të mbuluar me baltë dhe shkumë. Nëse uji nuk helmohet, atëherë në çdo metër katror ka deri në 15 molusqe, secila prej të cilave filtron me kujdes deri në 50 litra ujë në ditë. Këto krijesa vdesin kur kimikatet e huaja hyjnë në trupat e ujit. Më rezistentët ndaj ndotjes së ujit janë shushunjat, ascidianët dhe larvat e pilivesës.

Komponentët e biosferës janë të ndërlidhura nga cikli i substancave dhe zinxhirët ushqimorë, prishja e një ekosistemi shkakton një ndryshim në ekuilibrin ekologjik në të tjerët. Kur insektet filluan të helmoheshin me DDT në hemisferën veriore, sasi të konsiderueshme të këtij helmi u gjetën shpejt në trupat e pinguinëve të Antarktidës që e merrnin atë nga peshqit. Shumë pesticide janë shumë të qëndrueshme dhe mund të grumbullohen në indet e organizmave për një kohë të gjatë, duke u shumëzuar shumë herë në çdo nivel ushqyes të mëpasshëm.

Për shkak të aktivitetit të paarsyeshëm ekonomik njerëzor, rezervuarët natyrorë janë helmuar me kripëra të metaleve të rënda - merkur, plumb, si dhe bakër dhe zink. Këto komponime grumbullohen në llum, në indet e peshkut dhe hyjnë në trupin e njeriut përmes zinxhirëve ushqimorë, duke shkaktuar helmime të rënda. Përmbajtja e plumbit në indet e organizmave të banorëve të zonave industriale të Shteteve të Bashkuara është rritur 50-1000 herë gjatë 100 viteve të fundit. Edhe në akullnajat e Pamir-Altai, përmbajtja e merkurit është rritur pesëfish. Sasi të vogla të shumë kimikateve prishin sjelljen e peshqve, karavidheve dhe specieve të tjera ujore. Regjistrimi i përqendrimeve minimale të bakrit, merkurit, kadmiumit dhe fenoleve bazohet në këto karakteristika. Një nga pesticidet më të zakonshme - toksafeni - në një përmbajtje prej 1:108 (1 pjesë për 100 milion) shkakton vdekjen e disa peshqve (për shembull, gambusia), ndryshime të pakthyeshme në mëlçi dhe gushë të mustakëve dhe troftës.

Rrjedhja e naftës gjatë prodhimit dhe transportit çon në formimin e një filmi vaji në sipërfaqen e lumenjve dhe deteve (më shumë se 40% e të gjithë naftës prodhohet në raft). Sipas vëzhgimeve satelitore, rreth 10-15% e sipërfaqes së oqeaneve të botës është e ndotur. Vaji nga sipërfaqja avullohet gradualisht dhe dekompozohet nga bakteret, por kjo ndodh ngadalë. Shumë zogj uji vdesin, planktoni shkatërrohet, dhe pas tij konsumatorët kryesorë të tij - banorët e detit të thellë. " Shkretëtira bentike" në Detin Baltik mbulon më shumë se 20% të sipërfaqes së poshtme. Vaji parandalon pasurimin e ujërave me oksigjen. Si rezultat, ekuilibri i gazit të hidrosferës me atmosferën prishet dhe ekuilibri ekologjik zhvendoset.

Peshkimi intensiv dhe vjelja e butakëve ka varfëruar shumë ekosisteme të rafteve.

Shkatërrimi i tokës. Lërimi i gjerë i stepave në vendin tonë dhe në Shtetet e Bashkuara shkaktoi stuhi pluhuri që mori me vete miliona hektarë nga tokat më pjellore. Natyrës i duhen 100-300 vjet për të rikrijuar një shtresë centimetri toke! Aktualisht, rreth 1/3 e tokës së kultivuar ka humbur 50% të shtresës së saj pjellore për shkak të llojeve të ndryshme të erozionit. Çdo vit humbasin rreth 3 milionë hektarë për shkak të erozionit, 2 milionë hektarë për shkak të shkretëtirëzimit dhe 2 milionë hektarë për shkak të helmimit nga kimikatet.

Tokat e shumë zonave bujqësore u bënë të kripura. Në rajonin e Detit Aral kjo ndodhi si rezultat i stuhive të kripës me pluhur, në zona të tjera - nga organizimi i gabuar i rrjedhës së ujit për vaditje. Uji i tepërt bën që ujërat nëntokësore të pasura me kripë të dalin në sipërfaqe. Avullimi intensiv prodhon kripëzim të horizontit të sipërm të tokës dhe pas disa vitesh bëhet e pamundur të rriten të korrat në toka të tilla. Kripësia e tokës çoi në rënien e bujqësisë në Mesopotami 4000 vjet më parë. Ujërat vaditëse fillimisht dhanë korrje të mira atje, por për shkak të avullimit intensiv shkaktuan degradim kimik të tokës.

Një problem i madh lidhet edhe me degradimin fizik të tokave të kultivuara – ngjeshja e fortë nga makineritë e rënda bujqësore.

Humbja e diversitetit të specieve natyrore. Një pjesë e konsiderueshme e kafshëve dhe bimëve jetojnë në biocenoza pyjore. Nëse 1500 vjet më parë pyjet zinin 7 miliardë hektarë të planetit, sot ato zënë jo më shumë se 4 miliardë hektarë. Prerja e pyjeve tropikale, ku janë të përqendruara rreth 80% e të gjitha specieve bimore në planet, është veçanërisht barbare. Pyjet tropikale ndodhen kryesisht në vendet e pazhvilluara, për të cilat shitja e lëndës drusore është një nga burimet kryesore të të ardhurave. Pyjet në tropikët janë ulur në 7% të sipërfaqes së tokës, dhe nëse shkalla e shkatërrimit vazhdon, atëherë deri në vitin 2030 do të mbetet vetëm një e katërta.

Në Rusinë Qendrore, pyjet halore janë shkatërruar praktikisht, dhe pyjet më të vlefshme dhe më të arritshme në Siberi dhe Lindjen e Largët janë duke u prerë intensivisht. Me shkatërrimin e pyjeve, klima prishet, tokat degradohen, lumenjtë vdesin, kafshët dhe bimët zhduken.

Pylli unik në pellgun e Amazonës po pritet me një normë prej 2% në vit. Në Haiti, 20 vjet më parë pyjet zinin 80% të territorit, sot - vetëm 9%. Për shkak të shpyllëzimit grabitqarë, mijëra lloje bimësh zhduken në mënyrë të pakthyeshme çdo vit, rreth 20 mijë lloje bimësh me lule, 300 lloje gjitarësh dhe 350 lloje zogjsh janë në prag të zhdukjes. Me zhdukjen e secilës specie bimore, zhduken nga 5 deri në 35 lloje kafshësh (kryesisht jovertebrore) të lidhura ekologjikisht me të.

Çdo vit në Evropë shkatërrohen rreth 300 milionë zogj shtegtarë dhe dimërues, 55 milionë individë lojërash kënetore, fushash dhe pyjore, në SHBA - 2.5 milionë pëllumba zie, në Greqi - 3 milionë yje, në ishull. Majorka - 3.5 milionë zogj të zinj.

Me zhvillimin e bujqësisë, stepat në Euroazi u zhdukën pothuajse plotësisht. Ekosistemet e Tundrës po shkatërrohen në mënyrë barbare. Shkëmbinjtë koralorë janë të rrezikuar në shumë zona të oqeanit.

Diversiteti i specieve nuk është vetëm bukuri, por edhe një faktor i domosdoshëm në stabilitetin e biosferës. Ekosistemet janë në gjendje t'i rezistojnë ndikimeve të jashtme biotike, klimatike dhe toksike nëse ato banohen nga një numër mjaft i madh i llojeve të ndryshme. Në një studim, shkencëtarët futën substancën toksike fenol në ekosisteme. Vetëm bakteret neutralizojnë fenolin, por doli që neutralizimi është më efektiv në një ekosistem me një larmi më të madhe organizmash. Zhdukja e specieve është një humbje e pariparueshme për biosferën dhe një rrezik real për mbijetesën e njerëzimit.

Një shumëllojshmëri e vegjetacionit zgjeron mundësitë për ruajtjen e shëndetit. Një numër i madh i ilaçeve sot prodhohen nga bimë të egra. Ne nuk i dimë ende të gjitha cilësitë e dobishme të bimëve, nuk mund të supozojmë se cilat prej tyre do të na duhen. Në vitin 1960, vetëm 20% e fëmijëve me leuçemi mbijetuan, sot - 80%, sepse Në një nga bimët pyjore tropikale të Madagaskarit, shkencëtarët arritën të gjenin substanca aktive për të luftuar këtë sëmundje. Duke humbur diversitetin e specieve, ne po humbasim të ardhmen tonë.

Aktualisht, ekziston një program ndërkombëtar për ruajtjen e specieve të rralla dhe të rrezikuara të florës dhe faunës.

Ndotja radioaktive e atmosferës. Grimcat radioaktive në rrymat atmosferike përhapen shpejt në distanca të gjata, duke ndotur tokën dhe trupat ujorë, bimët dhe kafshët. Katër muaj pas çdo shpërthimi bërthamor në atolet e Paqësorit, stroncium radioaktiv u zbulua në qumështin e grave evropiane.

Izotopet radioaktive janë veçanërisht të rrezikshëm sepse mund të zëvendësojnë elementë të tjerë në organizma. Stronciumi-90 është i ngjashëm në veti me kalciumin dhe grumbullohet në kocka, ndërsa ceziumi-137 është i ngjashëm me kaliumin dhe është i përqendruar në muskuj. Sidomos shumë elementë radioaktivë grumbullohen në trupin e konsumatorëve që kanë konsumuar bimë dhe kafshë të kontaminuara. Kështu, një sasi jashtëzakonisht e madhe e cezium-137 u gjet në trupat e eskimezëve të Alaskës që hanin mish të renë. Dreri ushqehet me likenet, të cilët grumbullojnë sasi të konsiderueshme izotopësh radioaktivë gjatë jetës së tyre të gjatë. Përmbajtja e tyre në likene është mijëra herë më e lartë se në tokë. Në indet e drerit kjo sasi rritet trefish, dhe në trupat e eskimezëve ka dy herë më shumë cezium radioaktiv sesa te dreri. Shkalla e vdekshmërisë së popullsisë së disa rajoneve të Arktikut nga tumoret malinje është dukshëm më e lartë se mesatarja.

Rrezatimi vazhdon veçanërisht shumë kohë pas aksidenteve në termocentralet bërthamore. Gjatë fatkeqësisë së Çernobilit, grimcat radioaktive u ngritën në një lartësi prej 6 km. Në ditën e parë ata u përhapën në Ukrainë dhe Bjellorusi me flukse atmosferike. Më pas reja u nda, një pjesë e saj u shfaq mbi Poloni dhe Suedi në ditën e dytë deri në të katërt, kaloi Evropën deri në fund të javës dhe arriti në Turqi, Liban dhe Siri në ditën e 10-të. Një pjesë tjetër e resë kaloi Siberinë brenda një jave, në ditën e 12-të përfundoi mbi Japoni dhe në ditën e 18-të pas aksidentit reja radioaktive vizitoi Amerikën e Veriut.

Studimi i proceseve të biosferës ndihmon për të kuptuar rëndësinë e çdo pjese të botës së krijuar dhe për të kuptuar gjendjen e dhimbshme shpirtërore të njeriut modern. Në Perëndim, dhe tani në Rusi, mbizotëron dëshira për një mënyrë jetese të rehatshme amerikane si e mira më e lartë. Çfarë është Amerika në sytë e një ekologu? Kjo është 5.5% e popullsisë së planetit, 40% e konsumit të burimeve natyrore dhe 70% e emetimeve të dëmshme! Ky është çmimi i një jete luksoze në kurriz të popujve të tjerë dhe të ardhmes së planetit.

Ka ardhur koha që të shikojmë me maturi dëshirat për një pasuri gjithnjë e më të madhe materiale dhe të kuptojmë se strategjia e shoqërisë industriale-konsumatore po na çon drejt katastrofës. Nëse në dekadat e ardhshme nuk kalojmë në udhëzimet e duhura shpirtërore, atëherë pasardhësit tanë do të përballen me problemin e mbijetesës. Ne duhet të kujtojmë të kujdesemi për njëri-tjetrin dhe planetin tonë të lindjes - pasurinë e paçmuar që na është besuar nga Krijuesi.

1. Përshkruani katër efektet kryesore të ndotjes së ajrit. Si shpërndahen ndotësit?
2. Pse është e rrezikshme bujqësia e ujitjes?
3. Cilat janë pasojat negative të plehrave të tepërta?
4. Pse shkencëtarët e konsiderojnë të rrezikshëm për njerëzit reduktimin e diversitetit të specieve të ekosistemeve?
5. A është ndotja e mjedisit pasojë e mungesës së spiritualitetit të qytetërimit tonë? Ku duhet të fillojmë për të përmirësuar shëndetin e planetit?

Që nga formimi i Tokës, proceset e kalimit të përbërjeve kimike dhe elementeve nga një gjendje në tjetrën janë duke u zhvilluar në planet. Ky është cikli i substancave në natyrë. Si ndodh dhe pse është e nevojshme do të diskutohet në këtë artikull.

Lundrim i shpejtë përmes artikullit

Ata janë kaq të ndryshëm

Cikli i substancave është, në fakt, në thelb një cikël që përsëritet pafundësisht. Për më tepër, për shkak të ndërveprimit të elementeve kimike dhe shumëllojshmërisë së përbërjeve kimike, ato nuk përsëriten kurrë saktësisht. Le të shqyrtojmë lloje të ndryshme ciklesh, si dhe se si cikli i mbyllur i substancave ndikon në zhvillimin dhe ekzistencën e planetit tonë.

Cikli biogjeokimik i substancave

Cili është roli i energjisë në cikël? Burimi kryesor i energjisë për qarkullimin e substancave në shumicën e rasteve është Dielli. Kjo energji merret nga hapësira.

Cikli i materies dhe energjisë

Energjia e prodhuar nga organizmat shndërrohet në nxehtësi dhe humbet në ekosistem. Në të kundërt, lëvizja e substancave ndodh përmes proceseve vetërregulluese me pjesëmarrjen e të gjithë përbërësve të ekosistemeve të ndryshme. Nga më shumë se 95 elementë që gjenden në natyrë, vetëm 40 nevojiten për jetën e organizmave të gjallë Midis tyre, më të rëndësishmet dhe më të nevojshmet në sasi të mëdha janë katër elementë bazë:

1. oksigjen;
2. hidrogjen;
3. karboni;
4. azoti.

Nga vijnë ato në madhësinë e kërkuar? Për shembull, azoti merret nga atmosfera nga bakteret aktive që fiksojnë azotin, pastaj kthehet nga bakteret e tjera. Oksigjeni, i përdorur nga organizma të ndryshëm për frymëmarrje, vjen në atmosferë përmes fotosintezës. Bimët thithin dioksidin e karbonit, duke e përfshirë atë në ciklin e substancave. Karboni dhe hidrogjeni gjithashtu marrin pjesë në procese të rëndësishme.

Në natyrë, asgjë nuk ndodh për asgjë. Le të shohim vullkanet. Gjatë shpërthimit të tyre, gazra të ndryshëm, përfshirë azotin, hyjnë në atmosferë. Ky është cikli i substancave të gazta.

Në aktivitetin e evolucionit në biosferë, numri i përbërësve biologjikë rritet me çdo cikël. Kohët e fundit, njerëzit kanë luajtur një rol të rëndësishëm në këto procese. Nëpërmjet aktiviteteve të tij, ajo rrit qarkullimin e substancave dhe rrjedhën e energjisë në ekosistem që është zhvilluar gjatë mijëra viteve. Kjo ka një efekt shkatërrues në biosferën që është zhvilluar në këtë moment.

Më parë, kur jeta sapo kishte filluar në Tokë, kishte më shumë karbon në atmosferë, por pothuajse nuk kishte oksigjen. Prandaj, organizmat e parë të gjallë ishin anaerobe. Gjatë një periudhe të gjatë kohore, oksigjeni u grumbullua dhe përqindja e karbonit u ul. Tani sasia e dioksidit të karbonit po rritet. Kjo lehtësohet nga përdorimi i lëndëve djegëse fosile dhe zvogëlimi i "mushkërive të planetit" - xhunglave dhe pyjeve. Cikli antropogjen i substancave po humbet izolimin e tij.

Duke studiuar se në cilat zona të Tokës ciklet e materies dhe energjisë janë më aktive, shkencëtarët arritën në përfundimin se ekosistemet tropikale janë më konservatore në këtë drejtim. Kur studiojmë ndikimin e njeriut në këto procese, duhet të flasim jo për faktin se njerëzit, nëpërmjet aktiviteteve të tyre, ndryshojnë diçka që nuk duhet të ndryshojë, por për faktin se ky aktivitet ndikon në shkallën e ndryshimit.

Në përshkrimin e ciklit të substancave, nganjëherë dallohen një pjesë ngjitëse dhe një pjesë zbritëse. Gjatë ciklit të substancave, energjia që përmban substancat organike, duke kaluar nga një gjendje në tjetrën, humbet gradualisht. Kjo është pjesa në rënie. Kur substancat nuk mund të shërbejnë më si burim energjie, ato bëhen materiale për qelizat e reja. Kjo është pjesa ngjitëse e qarkut.

I madh dhe i vogël

Ka dy qarqe kryesore. Cikli i madh gjeologjik i substancave filloi që nga momenti i formimit të planetit. Cikli në të mund të zgjasë mijëra vjet. Nën ndikimin e faktorëve të jashtëm, shkëmbinjtë shkatërrohen, grimcat e tyre më të vogla mbeten në tokë, disa prej tyre me ujë hyjnë në Oqeanin Botëror, ku, nga ana tjetër, formohen shtresa të reja. Falë proceseve gjeotektonike, lëvizjes dhe ndryshimeve në topografinë e poshtme, këto shtresa përsëri përfundojnë në tokë dhe gjithçka fillon nga e para. Cikli gjeologjik i substancave përcaktohet nga bashkëveprimi i dy energjive: Tokës dhe Diellit. Është e mundur vetëm nëse të gjithë përbërësit janë të pranishëm.

Një cikël i vogël substancash në natyrë është gjithmonë pjesë e një cikli të madh. Quhet cikli biogjeokimik i substancave dhe manifestohet vetëm brenda kufijve të biosferës, duke qenë i pranishëm në të gjitha ekosistemet. Gjatë tij, lëndët ushqyese, karboni dhe uji grumbullohen në bimë, më pas shpenzohen për rritjen jo vetëm të vetë bimëve, por edhe për aktivitetin jetësor të organizmave të tjerë. Si rregull, këto janë kafshë që hanë bimë - konsumatorë. Produktet e aktivitetit jetësor dhe të kalbjes së këtyre kafshëve nën ndikimin e mikroorganizmave zbërthehen përsëri në përbërës minerale dhe me ndihmën e bimëve përsëri futen në qarkullim. Të gjithë elementët kimikë, kryesisht të domosdoshëm për ndërtimin e qelizave të gjalla, marrin pjesë në cikle të tilla.

Më i lëvizshëm

Uji nuk qëndron kurrë në vend. Duke u avulluar nga sipërfaqe të ndryshme, ai grumbullohet në atmosferë për të rënë në tokë në formën e reshjeve. Në të njëjtën kohë, ajo vazhdimisht ndryshon formën e saj. Prandaj, sasia e ujit nuk ndryshon - ajo rinovohet vazhdimisht. Ky është cikli i ujit në natyrë. Ai lidh ciklin gjeologjik dhe biotik të substancave.

Në biosferë, uji, duke ndryshuar gjendjen e tij, kalon nëpër qarkullime të vogla dhe të mëdha. Avullimi nga sipërfaqja e oqeanit, kondensimi në atmosferë dhe reshjet përsëri në oqean janë një qarkullim i vogël. Kur një pjesë e avullit të ujit transferohet nga oqeani në tokë nga rrymat e ajrit, ky ujë merr pjesë në një qarkullim të madh. Një pjesë e tij avullon dhe mbetet në atmosferë, pjesa tjetër, së bashku me përrenjtë, lumenjtë dhe ujërat nëntokësore, përfundon përsëri në oqean. Kjo përfundon ciklin e madh dhe fillon nga e para.

Më aktive

Brenda kufijve të biosferës, ekziston një shkëmbim i vazhdueshëm i menjëhershëm i oksigjenit nga ajri me organizmat e gjallë, i cili shërben si burimi kryesor i jetës. Është shumë kompleks, duke hyrë në kombinime të ndryshme të substancave minerale dhe organike. Në momentin e tanishëm në zhvillimin e biosferës, ka ardhur një periudhë kur sasia e oksigjenit të çliruar është pothuajse e barabartë me sasinë e përthithur. Karboni përfshihet në ciklin e substancave, ndër të tjera, për shkak të fotosintezës. Sinteza dhe përbërësit e saj janë baza për rinovimin e ajrit në biosferë.

Azoti esencial

Gjatë kalbjes së lëndës organike, një pjesë e azotit që përmbahet në to shndërrohet në amoniak, i cili përpunohet nga bimët që jetojnë në tokë përsëri në acid nitrik. Ai hyn në një mikroreaksion me organizmat që përmbahen në tokë dhe shndërrohet në nitrate. Kjo është një formë e arritshme për bimët. Kjo krijon një cikël të vogël të azotit.

Megjithatë, një pjesë e azotit lëshohet në atmosferë gjatë kalbjes dhe formon azot të lirë. Përveç kësaj, kjo formë shfaqet për shkak të djegies së substancave organike, djegies së qymyrit dhe druve të zjarrit.

Mos lejoni që ekuilibri natyror i azotobakterit të prishet. Disa prej tyre jetojnë në rrënjët e bishtajoreve, duke formuar zhardhokët e vegjël. Duke çliruar azotin atmosferik nga ajri, ata e shndërrojnë atë në komponime azotike, të cilat transferohen te bimët. Më vonë, bimët i shndërrojnë ato në proteina, yndyrna, karbohidrate dhe substanca të tjera. Kështu ndodh cikli i azotit.

Duke përdorur bimët pa i lejuar ato të kalojnë fazën e kalbjes, njerëzit krijojnë një mungesë azoti. Për të shmangur këtë, njerëzit kanë mësuar të shtojnë plehra azotike në tokë, duke kompensuar kështu natyrën për ekuilibrin e humbur.

Squfuri esencial

Rëndësia e tij në cikël është e paçmuar. Squfuri shërben si burim energjie për bakteret e squfurit, pa të cilin pastrimi i ujit është i pamundur. Në natyrë, këto baktere janë të përhapura. Është një komponent i rëndësishëm në ndërtimin e shumë llojeve të proteinave. Cikli i substancave në koren e tokës gjithashtu nuk mund të bëjë pa squfur. Kontributi i squfurit në ciklin e madh të substancave janë mikroorganizmat që ushqehen me të dhe shndërrojnë aminoacidet. Furnizuesit kryesorë antropogjenë të squfurit në ciklin e madh të substancave janë bimët dhe organizmat shtazorë në dekompozim. Ata lëshojnë gaz squfuri. Kjo përfundon ciklin e squfurit.

Biosfera

Të gjithë përfaqësuesit e natyrës së gjallë, përfshirë njerëzit, formojnë biomasë. Ai ndryshon vazhdimisht, duke marrë pjesë në proceset që ndodhin në mjedis.

Bimët quhen prodhues, kafshët quhen konsumatorë. Protozoarët dhe mikroorganizmat e tjerë që zbërthejnë lëndën organike në lëndë inorganike quhen dekompozues. Ata quhen edhe shkatërrues.

Procesi i dekompozimit është shkatërrimi i lëndës organike.

Le të shohim se çfarë roli luajnë përfaqësuesit e grupeve të ndryshme në ciklin e substancave dhe cili është roli i prodhuesve:

• Bakteret dhe bimët blu-jeshile e shndërrojnë dritën e diellit në energji kimike. Në këtë mënyrë, lënda organike lind nga elementet inorganike;
• omnivorët që mund të hanë bimë. Këtu përfshihen edhe njerëzit. Ata konsumojnë bimë (lëndë organike), duke i përpunuar ato brenda dhe duke prodhuar lëndë inorganike në dalje;
• mishngrënësit hanë barngrënës, në to hyn edhe lënda organike, por jo nga bimët, por në një formë tjetër;
• grabitqarët maja të aftë për t'u ushqyer me mishngrënës. Kjo është lëvizja e fundit e lëndës organike brenda organizmave të gjallë;
• protozoarët, kërpudhat dhe mikroorganizmat që dekompozojnë mbetjet e qenieve të gjalla. Gjatë këtij procesi, ata shndërrojnë lëndën organike në formë inorganike - kripëra, ujë, minerale dhe dioksid karboni;
• të gjithë këta elementë përdoren përsëri nga bimët.

Në ciklin e substancave, mikroorganizmat luajnë rolin më të madh shkatërruesit, konsiderohen si hallka fillestare e fenomenit.

Siç shihet nga ky diagram, konsumatorët në procesin e çiklizmit të substancave në biosferë përdorin lidhjet ushqimore, një komponent i rëndësishëm i zinxhirit. Megjithatë, gjithçka fillon me bimët dhe përfundon me to.

Përveç ciklit të mbyllur, ekziston edhe një cikël i hapur i substancave.

Ekosistemet

Shkurtimisht, ekosistemet janë komplekse natyrore të formuara nga një habitat dhe një grup organizmash (biocenoza) që jetojnë në të. Ato janë një komponent që siguron qarkullimin e substancave në biosferë. Ato studiohen nga një shkencë e quajtur ekologji.

Në këtë fushë punojnë njerëz të profesioneve të ndryshme. Aktualisht, cikli global i substancave është ndërprerë nga veprimet njerëzore për shkak të aktiviteteve shkatërruese të ndikimit antropogjen.

Ekosistemet i nënshtrohen shumë cikleve biokimike gjatë zhvillimit të tyre. Për më tepër, nëse cikli nuk mbyllet, atëherë një ekosistem mund të shndërrohet në një tjetër me kalimin e kohës. Kjo situatë ndikohet nga qarkullimi i substancave në biocenozë.

Le të shqyrtojmë se si bazohet cikli i substancave dhe transformimi i energjisë në ekosisteme të llojeve të ndryshme.

Livadh

Bimësia e ndryshme: bari, lulet, bimët e vogla janë prodhues. Insektet fluturuese dhe zvarritëse ushqehen me bar dhe polen. Zogjtë ushqehen me këto insekte. Pas vdekjes së tyre, dekompozuesit merren me mbetjet, dhe produktet e veprimtarisë së këtij të fundit bëhen elemente përbërëse të prodhuesve të rinj, bimëve. Rezulton se konsumatorët në ekosistemin e livadheve marrin pjesë në ciklin e substancave dhe në shndërrimin e lëndës organike në lëndë inorganike.

liqeni

Çdo liqen ka ekosistemin e vet. Prodhuesit këtu janë planktoni dhe rosat, të cilat përveç funksionit të përpunimit të lëndëve organike, mbushin ujin me oksigjen. Ka shumë konsumatorë ose konsumatorë. Këta janë peshq që hanë bimë, krustace, gënjeshtra dhe larva. Ata ndiqen nga peshqit grabitqarë dhe shpendët e ujit. Herët a vonë, disa prej tyre përfundojnë në fund në formën e mbetjeve dhe më pas i marrin përsipër jovertebrorët e vegjël dhe bakteret, dekompozues. Meqenëse ka shumë më shumë dekompozues në liqene sesa konsumatorë, ata nuk mund të përpunojnë të gjitha mbetjet që përfundojnë në fund. Kjo rezulton në një cikël të hapur të substancave dhe rrjedhës së energjisë në ekosistem. Nëse qarku nuk mbyllet plotësisht, atëherë kushtet në ekosistem ndryshojnë gradualisht. Kjo është arsyeja pse liqenet e vegjël shndërrohen përfundimisht në këneta.

Qarkullimi i substancave në një akuarium ndjek të njëjtin model.

moçal

Kur liqeni fillon të rritet, myshk shfaqet pranë brigjeve - sphagnum. Me paraqitjen e saj, fillon cikli i substancave në moçal. Meqenëse sphagnumi noton në sipërfaqe, nën të formohet një shtresë shumë e ftohtë uji pa oksigjen, në të cilën mikroorganizmat nuk mund të ekzistojnë. Degët e myshkut vdesin dhe zhyten në fund, duke formuar torfe. Trashësia e jastëkut të torfe arrin 5 metra - këtu jetojnë banorët e kënetave. Meqenëse cikli i substancave në moçal gjithashtu nuk është i mbyllur, pas shumë e shumë vitesh këneta kthehet në pyll, gjë që shpjegon formimin e vazhdueshëm dhe më pas mbingarkimin e kënetave. Por derisa të ndodhë kjo, këneta ruan nivelin e ujërave nëntokësore dhe është një komponent i domosdoshëm në qarkullimin e substancave në biosferë.

Cikli teknikogjen i substancave

Dallimi midis një cikli teknogjenik dhe atij biotik është se ai është gjithmonë i hapur. Është më shumë një cikël burimesh. Kjo nuk ka efektin më të mirë në standardin e jetesës së organizmave të ndryshëm brenda biosferës. Për shembull, shkalla e uljes së vëllimit të ujit në një cikël të tillë është shumë më e madhe se në atë biotike. E njëjta gjë mund të thuhet për elementët e tjerë të konsumuar në proces. Këto të dhëna varen nga niveli i organizatës.

konkluzioni

Dielli është një burim energjie që siguron qarkullimin e substancave. Ai furnizon planetin me energji të rinovueshme, e cila nga ana tjetër po transformohet vazhdimisht. Ka shumë cikle që po studiohen nga shkencëtarët për herë të parë. Edhe duke ditur parimet e cikleve të qarkullimit, ekspertët vijnë në përfundime dhe zbulime gjithnjë e më të reja. Të krijohet përshtypja se njeriu nuk njeh as një të dhjetën e atyre sekreteve të natyrës që i fshihen nga sytë. Cilësia e jetës së brezave të ardhshëm varet nga sa shpejt mund t'i zgjidhim këto mistere. Ekziston vetëm një përfundim kryesor: qarkullimi i substancave dhe transformimi i energjisë në ekosistem është çelësi i jetës në planet. Jeta në Tokë është e pamundur pa një cikël.

Artikulli tregon se çfarë roli luajnë ciklet e materies dhe energjisë në mbështjellësin gjeografik dhe në biosferë. Prandaj, mendojmë se është e qartë se organizatat e kafshëve të egra kanë nevojë për mbrojtje njerëzore.

Në biosferë, si në çdo ekosistem, ekziston një cikël i vazhdueshëm i karbonit, azotit, hidrogjenit, oksigjenit, fosforit, squfurit dhe elementëve të tjerë kimikë.

Dioksidi i karbonit absorbohet nga bimët që prodhojnë dhe, përmes procesit të fotosintezës, shndërrohet në karbohidrate, proteina, lipide dhe komponime të tjera organike. Këto substanca përdoren në ushqim nga konsumatorët e kafshëve. Në të njëjtën kohë, procesi i kundërt ndodh në natyrë. Të gjithë organizmat e gjallë marrin frymë, duke lëshuar dioksid karboni, i cili hyn në atmosferë. Mbetjet e ngordhura të bimëve dhe kafshëve dhe jashtëqitjet e kafshëve dekompozohen (mineralizohen) nga mikroorganizmat dekompozues. Produkti përfundimtar i mineralizimit - dioksidi i karbonit - lëshohet nga toka ose rezervuarët në atmosferë. Një pjesë e karbonit grumbullohet në tokë në formën e përbërjeve organike (Fig. 107).

Oriz. 107. Cikli i karbonit

Në ujin e detit, karboni përmbahet në formën e acidit karbonik dhe kripërave të tij të tretshme, por grumbullohet në formën e karbonatit të kalciumit CaCO 3 (shumës, gur gëlqeror, koral). Një pjesë e karbonit në formën e karbonateve përjashtohet përgjithmonë nga cikli, duke formuar sedimente në fund të rezervuarëve. Megjithatë, me kalimin e kohës, gjatë proceseve të ndërtimit të maleve, masat sedimentare ngrihen në sipërfaqe në formën e shkëmbinjve. Si rezultat i transformimeve kimike të këtyre shkëmbinjve, karboni i karbonateve përsëri përfshihet në cikël. Karboni gjithashtu hyn në atmosferë me gazrat e shkarkimit të makinave, me emetimet e tymit nga fabrikat dhe fabrikat.

Gjatë ciklit të karbonit në biosferë, formohen burimet e energjisë - nafta, qymyri, gazrat e djegshëm, torfe dhe druri, të cilat përdoren gjerësisht nga njerëzit. Të gjitha këto substanca prodhohen nga bimët fotosintetike në periudha të ndryshme. Pyjet janë dhjetëra e qindra vjeçare; moçalet e torfe - mijëra vjet; qymyri, nafta, gazrat - qindra miliona vjet. Duhet pasur parasysh se druri dhe torfe janë burime të rinovueshme, pra riprodhohen në periudha relativisht të shkurtra kohore dhe nafta, gazi i djegshëm dhe qymyri janë burime të pazëvendësueshme. Natyra e kufizuar dhe e pazëvendësueshme e karburantit organik paraqet detyrën e vështirë të zotërimit të burimeve të reja të energjisë - energjinë termike të brendësisë së tokës, energjinë e erës dhe baticave të oqeanit dhe, natyrisht, energjinë e Diellit.

Azoti është një element thelbësor. Është pjesë e proteinave dhe acideve nukleike. Cikli i azotit është i lidhur ngushtë me ciklin e karbonit. Një pjesë e azotit vjen nga atmosfera për shkak të formimit të oksidit nitrik (IV) nga azoti dhe oksigjeni nën ndikimin e shkarkimeve elektrike gjatë stuhive. Megjithatë, pjesa më e madhe e azotit hyn në ujë dhe tokë për shkak të fiksimit të azotit të ajrit nga bakteret me jetë të lirë dhe bakteret simbionet bimore.

Fiksuesit e azotit, cianobakteret, jetojnë në tokë dhe ujë. Ata e pasurojnë tokën me azot kur qelizat e tyre të vdekura mineralizohen. Falë kësaj, rreth 25 kg azot për hektar hyn në tokë çdo vit. Fiksuesit më efektivë të azotit janë bakteret nyje që jetojnë në rrënjët e bimëve bishtajore (Fig. 108). Azoti nga burime të ndryshme arrin në rrënjët e bimëve, përthithet prej tyre dhe transportohet në kërcell dhe gjethe, ku proteinat ndërtohen përmes procesit të biosintezës.

Oriz. 108. Cikli i azotit

Proteinat bimore shërbejnë si bazë për ushqimin me azot të kafshëve. Pasi organizmat vdesin, proteinat dekompozohen nga bakteret dhe kërpudhat, duke çliruar amoniak. Amoniaku konsumohet pjesërisht nga bimët dhe pjesërisht përdoret nga bakteret dekompozuese. Si rezultat i proceseve jetësore të disa baktereve, amoniaku shndërrohet në nitrate. Nitratet, si jonet e amonit, konsumohen nga bimët dhe mikroorganizmat. Disa nitrate reduktohen në azot elementar nga veprimi i një grupi të veçantë bakteresh, i cili lëshohet në atmosferë. Kjo mbyll ciklin e azotit në natyrë.

1. Cilat janë rolet e prodhuesve, konsumatorëve dhe dekompozuesve në ciklin e karbonit?
2. Pse njerëzimi përballet me problemin e zotërimit të burimeve të reja të energjisë?
3. Si lidhen organizmat me mjedisin në proceset e ciklit të azotit?
4. Çfarë ndodh nëse dekompozuesit në ciklet e karbonit dhe azotit pushojnë së funksionuari?