12. Круговорот фосфора.

Фосфор – один из наиболее важных биогенных элементов. Он входит в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов клеточных мембран, АТФ, ферментов, костной ткани, дентина. Основные звенья круговорота фосфора:

1) в биотический круговорот фосфор поступает в процессе разложения организмов и постепенно переходит в фосфаты. Основной путь круговорота – превращение нерастворимых солей фосфорной кислоты (H3PO4) в растворимые;

2) большая часть фосфора быстро и прочно связывается с металлами почвы, особенно с Fe и Al;

3) бактерии и особенно микоризообразующие грибы способны растворять фосфаты своими органическими кислотами. Живя в симбиозе с растениями, они делают фосфаты съедобными для них;

4) биосферный фосфор медленно вымывается с континентов в океан. Механизмы возвращения фосфора в круговорот в природе недостаточно эффективны и не возмещают его потерь. Вынос фосфатов на сушу осуществляется в основном с рыбой (около 60 тыс. т. в год). Морские птицы также участвуют в возвращении фосфора в круговорот. Однако перенос фосфора и других веществ из моря на сушу птицами сейчас происходит не столь интенсивно, как в прошлом;

5) человек ускоряет перенос континентального фосфора в океан, добывая ежегодно свыше 100 млн. т фосфорсодержащих пород. Большая часть этого фосфора попадает в море с удобрениями и с моющими средствами, в производстве которых он используется. Фосфорные удобрения усваиваются не более чем на 20 – 30 %. В воде, стекающей с городских территорий, в 7 раз больше этого элемента, чем в воде реки, протекающей по местности, занятой лесом. Кроме того, в стоке с освоенных территорий до 80 % фосфора содержится в минеральной форме, т.е. в виде фосфатов, а в стоке с территорий, занятых естественной растительностью, преобладают органические соединения фосфора. Основной вред от смыва фосфора в водоемы – эвтрофикация. В то же время запасы фосфоритов и апатитов на Земле быстро истощаются.

13. Круговорот серы.

Основной резервный фонд серы находится в отложениях, в почве и атмосфере. Главная роль в вовлечении серы в биогеохимический круговорот принадлежит микроорганизмам. Одни из них восстановители, другие – окислители.

В природе в большом количестве известны различные сульфиды железа, свинца, цинка и др. Сульфидная сера окисляется в биосфере до сульфатной серы. Сульфаты поглощаются растениями. В живых организмах сера входит в состав аминокислот и белков, а у растений, кроме того, в  состав  эфирных масел и т.д. Процессы разрушения остатков организмов в почвах и в илах морей сопровождаются сложными превращениями серы (микроорганизмы, создают многочисленные промежуточные соединения серы). После гибели живых организмов часть серы восстанавливается в почве микроорганизмами до H2S, другая часть окисляется до сульфатов и вновь включается в круговорот. Образовавшийся сероводород в атмосфере окисляется и возвращается в почву с осадками. Кроме того, сероводород может вновь образовать «вторичные» сульфиды, а сульфатная сера создает гипс. В свою очередь сульфиды и гипс вновь подвергаются разрушению, и сера возобновляет свою миграцию.

Кроме того, сера в виде SO2, SO3, H2S и элементарной серы выбрасывается вулканами в атмосферу.

Круговорот серы может быть нарушен вмешательством человека. Виной тому становится сжигание каменного угля и выбросы химической промышленности, в результате чего образуется сернистый газ, нарушающий процессы фотосинтеза и приводящий к гибели растительности.

Таким образом, биогеохимические циклы обеспечивают гомеостаз биосферы. При этом они в значительной степени подвержены влиянию человека.  И одним из мощнейших антиэкологических действий человека связано с нарушением и даже разрушением природных круговоротов (они становятся ациклическими).

 

13