Oxigén-, nitrogén- és szénciklusok

Oxigén körforgás

Az oxigén a levegő nagyon fontos eleme, és az élet fenntartásához szükséges.
Az oxigén számos alapvető reakcióban vesz részt az élet fenntartásában, ez az elektronok végső befogadója a légzési lánc, amely az aerob organizmusok maximális energiaszolgáltatója (ezek fogyasztják oxigén).

A fotoszintézis az az alapvető folyamat, amelynek során a növények saját táplálékot állítanak elő (vagyis autotrófok). A fotoszintézis elvégzéséhez a kloroplasztok (zöld növényekben) szén-dioxidot (amely oxigént és szenet tartalmaz) a környezetből, a vízből, végül enzimek és fényenergia felhasználásával termel: oxigén és glükóz.
A oxigén a fotoszintézis során előállított gáz gáz formájában jelenik meg, és ez a levegőben található. Minden aerob organizmus bejuttatja, ahol végső elektron-akceptorként lép be a légzési láncba. hogy vizet képezzen, amelyet oxidációs víznek neveznek, és amelyet az élőlények izzadságban, vizeletben, könnyekben ürítenek stb. A szén-dioxid (amely oxigént is tartalmaz) az aerob katabolikus reakciók terméke, az aerob organizmusok kiűzik és a növények a fentiek szerint újrahasznosítják.

Ezt az oxigént, amely a levegőben található, az ember a reakcióiban is felhasználja égés, amely - amint azt korábban láttuk - szén-dioxidot termel, amely szintén újrafeldolgozódik a fotoszintézis.

Ily módon állandó oxigénforgalom és egyfajta szimbiózis zajlik az oxigént lélegző szervezetek és a növények között, ahol az organizmusok az aerobok a növények oxigénjét használják fel anyagcseréjükhöz, és széndioxidot termelnek, amelyet a növények oxigén és tápanyagok.

A nitrogén körforgása

Természetes ciklikus folyamat, amelynek során a nitrogén beépül a talajba, és az élő szervezetek részévé válik, mielőtt visszatérne a légkörbe. A nitrogén, az aminosavak nélkülözhetetlen része, az élet alapvető eleme. A légkörben 79% -ban található meg, de a gáznemű nitrogént kémiailag felhasználható formává kell átalakítani, mielőtt az élő szervezetek felhasználhatják. Ez a nitrogénciklus révén valósul meg, amelyben a gáznemű nitrogén ammóniává vagy nitrátokká alakul. A napsugarak és a kozmikus sugárzás által hozzájáruló energia a nitrogén és a gáznemű oxigént nitrátokká, amelyeket a föld felszínére szállít csapadék. A nitrogénátalakítási folyamat nagy részéért felelős biológiai rögzítést szabad nitrogénmegkötő baktériumok működtetik, szimbiotikus baktériumok, amelyek növényi gyökereken (különösen hüvelyeseken és égereken), kék-zöld algákon, bizonyos zuzmókon és erdei epifitákon élnek tropikus
A nitrogén ammónia és nitrátok formájában rögzítve a növények közvetlenül felszívódnak, és növényi fehérjék formájában beépülnek a szöveteikbe. Ezután a nitrogén a táplálékláncon halad fel a növényektől a növényevőkig, onnan pedig a húsevőkig. Amikor a növények és az állatok elpusztulnak, a nitrogénatomot tartalmazó vegyületek lebomlanak, így ammóniát termelnek, ezt az eljárást ammonifikációnak nevezik. Ennek az ammóniának egy részét a növények kinyerik; a többi feloldódik a vízben vagy a talajban marad, ahol a mikroorganizmusok nitrátokká vagy nitritekké alakítják át az úgynevezett nitrifikációs folyamat során. A nitrátok bomló humuszban tárolhatók, vagy kimosódással eltűnhetnek a talajból, patakokba és tavakba moshatók. Egy másik lehetőség az, hogy denitrifikálás útján nitrogénné alakul és visszakerül a légkörbe.

A természetes rendszerekben a denitrifikáció, a kimosódás, az erózió és hasonlók révén elveszített nitrogént a rögzítési folyamat és más nitrogénforrások helyettesítik. Az antropikus (emberi) interferencia a nitrogén körforgásában azonban kevesebb nitrogénhez vezethet a ciklusban, vagy túlterheli a rendszert. Például az intenzív művelés, az aratás és az erdők kiirtása a talaj nitrogéntartalmának csökkenését okozta (a A mezőgazdasági területeken bekövetkező veszteségeket csak mesterséges nitrogénműtrágyákkal lehet pótolni, ami nagy költségekkel jár energikus). Másrészt a túlzottan megtermékenyített termőföldekről történő nitrogénkioldódás, az erdők, az állati hulladék és a víz válogatás nélküli kivágása A maradványok túl sok nitrogént adtak a vízi ökoszisztémákhoz, ami a víz minőségének romlását okozta és serkentette a víz túlzott növekedését algák. Ezenkívül az autó kipufogógázai által a légkörbe kibocsátott nitrogén-dioxid és a hőerőművek lebomlanak és reagálnak más légköri szennyező anyagokkal, amelyek szmogot eredményeznek fotokémiai.

Szénforgalom

Rajta keresztül az energia átáramlik a földi ökoszisztémán. Az alapciklus akkor kezdődik, amikor a növények fotoszintézis útján szén-dioxidot (CO₂) jelen vannak a légkörben vagy vízben oldva. E szén egy része a növényi szövetek részévé válik szénhidrátok, zsírok és fehérjék formájában; a többit légzéssel visszavezetik a légkörbe vagy a vízbe. Így a szén átjut a növényevőknek, amelyek megeszik a növényeket, és ezáltal felhasználják, átrendezik és lebontják a szénvegyületeket. Nagy része CO formájában szabadul fel₂ légzéssel, az anyagcsere melléktermékeként, de egy része az állati szövetekben tárolódik, és átjut a húsevőknek, amelyek növényevőkkel táplálkoznak. Végül az összes szénvegyület bomlás útján lebomlik, és a szén CO formájában szabadul fel.₂, amelyet a növények újra felhasználnak.

• Olvass tovább: Szén.