Концентрационные
Концентрационные функции проявляются в способ-ности живых организмов накапливать химические эле-менты. Концентрация организмами химических эле-ментов для построения своих тел есть, по выражению В. И. Вернадского, «наиболее яркое проявление веще-ственного характера в явлениях жизни». Именно концен-трация создает совокупность живых организмов, т.е. живое вещество. В составе животных и растительных тканей находится большое количество химических эле-ментов, избирательно поглощаемых живым веществом из рассеянного состояния. Это приводит к резко выражен¬ной аккумуляции химических элементов в осадочных по¬родах и в гумусовых горизонтах почв. Скопление в оса¬дочных толщах углей, лигнитов, горючих сланцев, фосфо¬ритов, известняков начало проявляться лишь тогда, ког¬да жизнь на Земле достигла высокого уровня развития.
Все разнообразие концентрационных функций живо¬го вещества В. И. Вернадский свел к двум большим груп-пам: концентрационные функции I рода и концентра-ционные функции II рода.
Концентрационные функции I рода - живым веще-ством из окружающей среды захватываются те химичес-кие элементы, соединения которых встречаются в теле всех без исключения живых организмов (Н, С, N, О, Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Fe - всего 14 элементов).
Концентрационные функции II рода - наблюдается концентрация определенных химических элементов, ко-торые могут в других живых организмах не встречать¬ся или находиться в низких пределах. Например, водо- росли-ламинарии накапливают в себе йод до 1 %, т. е. в количествах, в миллион раз превосходящих содержание этого элемента в окружающей среде. Столь же велика способность голотурий к накоплению ванадия.
Окислительно-восстановительные
В. И. Вернадский различал две противоположные биогеохимические функции этой группы. В природе они находятся в известной корреляции и тесно связаны с историей свободного кислорода.
а) окислительная - окисляются более бедные кислородом соединения (в почве, в коре выветривания, в гидросфере): соли, закиси Fe, Mn, нитриты, дитионаты, H2S, N2 и т.д. Окислительная функция выполняется весьма древними по происхождению организмами - бактериями, преимущественно гетеротрофами;
б) восстановительная - выражена для сульфатов при переходе их в H2S, FeS, FeSr Выполняется специфическими бактериями и грибами, обуславливающими развитие реакций десульфирования, денитрификации, с образованием сероводорода, окислов азота, сернистых металлов, метана, водорода.
Большинство известных и возможных окислительно-восстановительных систем в почвах изучены недостаточно.
Н. Г. Зырин и Д.С. Орлов (1964) перечисляют окислительно-восстановительные системы, которые чаще других встречаются в почвах: Fe+3 - Fe+2; C02-CH,; N03 - N02- NH3; SO, - H2S; P04 - PH3; Mn+2 - Mn+3 - Mn+4; Cu+ - Cu+2; Co+2 - Со+3. Во многих случаях переход ионов в низковалентные формы способствует повышению их геохимической подвижности. Так, двухвалентные формы ионов железа и марганца значительно более подвижны, чем высоковалентные. Низко валентные соединения азота и серы отличаются летучестью. Однако для урана, ванадия, молибдена, хрома наиболее растворимыми и геохимически подвижными являются высоковалентные окисленные формы. Это приводит к существенным различиям в почвенной и геохимической истории элементов, обуславливая дифференциацию их во времени и пространстве.