CICLURI BIOGEOCHIMICE
Elementele chimice antrenate īn procesele metabolice au o miscare ciclica, fiind mereu reutilizate, trecānd mereu din materia anorganica īn materie vie si invers.
īn circuitul fiecarui element putem deosebi doua compartimente:
unul sau mai
multe rezervoare, de obicei de natura nebiologica, situate īn
atmosfera sau litosfera;
un compartiment de ciclare, de natura biologica, care
determina īn mod
activ procesul de reciclare al elementului dat.
Se pot distinge doua mari categorii de circuite biogeochimice globale;
circuite gazoase, īn care rezervorul principal al elementelor este
atmosfera;
circuite sedimentare, īn care
rezervorul principal al elementelor īl
reprezinta litosfera.
Ciclurile gazoase se mai numesc cicluri īnchise sau perfecte, deoarece iesirile din rezervor sunt aproximativ echilibrate prin intrari, īn timp ce pierderile din ciclurile sedimentare nu sunt ec 131n1321b hilibrate si de aceea se mai numesc deschise sau imperfecte.
Din numeroasele elemente implicate īn circuitele biogeochimice von analiza īn continuare ciclurile carbonului, azotului, sulfului si fosforului (circuitu acestor elemente īn natura).
Concepte specifice ecologiei si nrnt"ti*t mediului
1.2.1. Ciclul carbonului
Structura atomului de carbon permite īndeplinirea a doua functii esentiale:
face posibila legarea atomilor de carbon īntre ei prin legaturi
simple sau
putānd forma lanturi sau cicluri de atomi care constituie
"scheletul" tuturor
ilelor si macromoleculelor organice;
permite atomului de carbon sa reactioneze cu alte elemente, prin
cedare
;eptare de electroni, ceea ce confera carbonului un
esential rol energetic.
Iu: unirea carbonului atomic cu hidrogenul atomic duce la
eliberarea a
, energie care devine disponibila pentru diferite
necesitati ale organismelor,
elasi motiv, compusii carbonului (combustibilii
fosili) reprezinta pāna īn
: principala sursa de energie pentru nevoile omenirii.
Sursa primara a carbonului pentru ansamblul vietuitoarelor o constituie īl de carbon. Acesta se gaseste īn cantitati limitate īn aer. Dioxidul de este transformat īn carbon organic (compusi organici) sub actiunea melor autotrofe. Daca dioxidul de carbon atmosferic nu s-ar regenera, el s-za īn aproximativ 40 de ani. Astfel ar deveni imposibila viata plantelor, īlor si a omului. Dioxidul de carbon atmosferic īnsa nu se epuizeaza ;e carbonul organic din resturile vegetale si animale este degradat si īn final rmat īn dioxid de carbon sub actiunea enzimelor microorganismelor .ante si a enzimelor acumulate. Fixarea dioxidului de carbon de catre ī verzi si formarea dioxidului de carbon sub actiunea enzimelor rganismelor proliferante si a enzimelor acumulate constituie etapele de 2 ciclului carbonului.
CARBON ORGANIC
ANIMALE
MICROORGANISME
ERUPŢII ULCANICE
PLANTE
ARDEREA COMBUSTIBILILOR
Ecologie si protectia mediului
Observatie: ciclul carbonului se desfasoara simultan si īn combinat ciclul oxigenului si cu cel al hidrogenului (prin fotosinteza plantelor verzi dioxid de carbon si apa se formeaza compusi organici ce contin carbi hidrogen, eliberāndu-se oxigen; īn cursul descompunerii totale a substai organice, carbonul si hidrogenul se elibereaza prin participarea oxigenulu forma de dioxid de carbon si apa).
1.2.2. Ciclul azotului
Plantele verzi asimileaza azotul sub forma minerala: saruri de an nitrati. Unele plante, īn special leguminoasele, utilizeaza si azotul molecule intermediul microorganismelor simbiotice din nodozitatile radiculare (f simbiotica a azotului).
SULFUL ORGANIC
|
|
|
| |||
|
|
HUMUS | ||||
|
PLANTE | |||||
|
|||||
|
|
|
A XTTA/f A T 1? |
||
|
AJMlVlALiiL |
|
MIPROORHAN |
ERUPŢII VULCANICE
ARDEREA COMBUSTIBILIL
DESCĂRCĂRI ELECTRICE
Microorganismele aurotrofe si o serie de microorganisme heterotr asemenea, utilizeaza compusii minerali cu azot. Unele microorganisme het autotrofe nesimbiotice pot folosi azotul molecular prin fixare libera. Anim
Concepte specifice ecologiei si protectiei mediului
ise microorganisme heterotrofe au nevoie de compusi organici cu azot pe
obtin īn. primul rānd de la plantele verzi. Azotul organic din resturile
si animale nu se pierde, deoarece numeroase microorganisme telurice si
degradeaza produsii organici cu azot, eliberānd azotul sub forma de
; (amonificare).Prin asimilarea azotului, fixarea simbiotica si nesimbiotica
lui molecular, amonificare, nitrificare si denitrificare, microorganismele
. rezervele de azot din sol si apa, precum si accesibilitatea azotului pentru
verzi.
1.2.3. Ciclul sulfului
AZOTUL ORGANIC
PLANTE
ANIMALE
HUMUS
MICROORGANISME
ERUPŢII JLCANICE
-S
HIDROGEN SULFURAT
SULF ELEMENTAR
TIOSULFAŢI TETRATIONĀTI
SULFITI
SULFAŢI
Pe lānga asimilarea microbiana a sulfului, ciclul acestui element cuprinde procese microbiene. Mineralizarea sulfului organic se petrece paralel cu izarea compusilor organici cu azot si fosfor, sub actiunea acelorasi rganisme. In cursul mineralizarii, sulful se elibereaza sub forma de :n sulfurat, sulfat sau, mai rar, ca metilmercaptan. Sulfoficarea este un
Ecologie si protectia mediului
procesul de oxidare a hidrogenului sulfurat, a sulfului elementar, a tiosulfatului tetrationatilor pāna la acid sulfuric, respectiv sulfati. Acest proces se datorea: bacteriilor sulfuroase fotoautotrofe si chimioautotrofe. Sunt capabile < desulfoficare si unele microorganisme tipic chimioheterotrofe care reduc sul fa cu ajutorul substantelor organice.
S-au obtinut dovezi convingatoare privind participarea enzimel acumulate īn sol la hidroliza esterilor sulfurici.
1.2.4. Ciclul fosforului
Fosforul este un component major al acizilor nucleici de la to vietuitoarele si, ca atare, este important īn procesul de stocare si transmiten informatiei genetice.
FOSFOR ORGANIC
PLANTE
ANIMALE
HUMUS
MICROORGANISME
ORTOFOSFAŢI SOLUBILI
ERUPŢII
VULCANICE
META-PIRO sI POLIFOSFAŢI
FOSFIŢI
HIDROGEN FOSFORAT
Mineralizarea fosforului organic se desfasoara īn paralel cu mineraliz compusilor organici cu azot (amoni ficare), sub actiunea acelorasi microo nisme. īn urma mineralizarii, fosforul se elibereaza sub forma de ortofr solubil, asimilabil de catre plante si microorganisme, dar ortofosfatul solubil p trece īn ortofosfati (de Ca, Fe, Al etc.) insolubili. Mobilizarea ortofosfa
Concepte specifice ecologiei si protectiei mediuj"j_
solubili este procesul de solubilizare a fosfatului tricalcic si a celorlalti ;fosfati insolubili. Acest proces are loc sub actiunea acizilor produsi de croorganisme si a celor secretati de radacini. La solubilizarea ortofosfatului.os participa si hidrogenul sulfurat produs de microorganismele amonificatoare desulfoflcatoare. Hidroliza meta-, piro- si polifosfatilor īn ortofosfati are loc sub ;iunea microorganismelor, dar la aceste procese pot contribui si catalizatorii Drganici din sol (īn special dioxidul de mangan). Oxidarea fosfitilor īn ofosfati si reducerea ortofosfatilor pāna la hidrogen fosforat se desfasoara sub iunea microorganismelor aerobe, respectiv anaerobe. Cercetarile efectuate pāna prezent au aratat ca enzimele acumulate īn sol participa la urmatoarele procese i ciclul fosforului: hidroliza esterilor fosforici, a meta-piro si polofosfatilor.
|
