БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ ЦИКЛ ВУГЛЕЦЮ

Сучасний глобальний біогеохімічний цикл вуглецю складається з двох головних циклів. Умовно їх можна вважати біотичних і абіотичних. У першому, биотическом циклі вуглецю, протікають відновні процеси під дією УФ-випромінювання і рослинного хлорофілу. В результаті фотосинтезу вуглекислий газ зв'язується в первинне органічна речовина - глюкозу. Після окислення органічної речовини гетеротрофних аеробними організмами знову утворюється С0 2 (рис. 2.5, де hv - УФ-випромінювання), і цикл можна представити таким чином:

В основі другого, абиотического циклу, лежать фізико-хімічні процеси взаємодії С0 2 атмосфери і природних вод, що призводять до утворення вугільної кислоти Н 2 С0 3 , маса якої більш ніж в 60 разів перевищує масу вуглекислого газу, що знаходиться в атмосфері.

Фотосинтез органічних речовин і споживання розчиненого С0 2 здійснюються водоростями в поверхневому шарі води, куди проникає сонячне світло. Тому між газами приземних шарів атмосфери і поверхневим шаром океану існує динамічна рівновага: океан підтримує концентрацію вуглекислого газу на постійному рівні. Органічні речовини також можуть розкладатися і без доступу кисню (анаеробні процеси, що протікають в глибинних шарах і донних відкладеннях) з утворенням метану СН 4 і вуглекислого газу, тому концентрація цих газів на глибині вище, ніж біля поверхні. На великих глибинах утворюються поклади метангідратів - гидратированной кристалічної форми метану, які при підвищенні температури можуть вивільняти газоподібний метан.

Глобальний кругообіг вуглецю і кисню

Мал. 2.5. Глобальний кругообіг вуглецю і кисню

(по Д. А. Кривошеїна і ін., 2000) 1

В результаті протікання обох циклів відбувається виведення з них частини вуглецю в формі карбонатів і неживого органічної речовини. За рахунок діяльності грибів і бактерій органічна маса відмерлих рослин, тварин і мікроорганізмів з часом минерализуется. В аеробних умовах все речовини біологічного походження частково або повністю окислюються до С0 2 і Н 2 0. У анаеробних умовах природні біополімери (білки, жири, вуглеводи та інші високомолекулярні сполуки) можуть частково трансформуватися в відновлені вуглеводні (нафта, кам'яне вугілля) або розкладатися до метану СН 4 (переважно) і С0 2 .

Таким чином, метаноутворення і метанопотребленіе також є важливими біохімічними процесами глобального циклу вуглецю. В анаеробних умовах метан утворюється бактеріями-метаногенами, а в аеробних споживається бактеріями-Метанотрофи. За сучасними даними, анаеробні бактерії виділяють щороку в атмосферу метан в кількості приблизно 1 млрд т. Механізм анаеробного зброджування буде детально розглянуто в наступних розділах.

Метан і його гомологи, що містяться в природному газі, залучаються до цикл біохімічного перетворення метанокісляющіх бактеріями. Утворений в анаеробних умовах метан дифундує в аеробну приповерхневих зону (150-200 м), де найбільше аеробних метано [1]

трофей, інтенсивно окислюють метан. Меган окислюється метанмоноок- сігеназой, яка здатна окислювати також гомологи метану (етан С 2 11 6 , пропан С 3 Н 8 і бутан З 4 Н 10 ) до спиртів і кислот. Продукти окислення гомологів метану використовуються іншими гетеротрофних організмами [2] .

  • [1] Екологія і безпека життєдіяльності: навч, посібник / Д. А. Крівошеіп [и др. | .М: ЮПІТІ-ДАНА, 2000..
  • [2] 2 Кузнєцов Л. Є., Градова Н. Б. Указ. соч.
 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >