Биосферадағы көміртегі айналымын схема түрінде көрсетіңіз.

22. 27. Биосферадағы көміртегі айналымын схема түрінде көрсетіңіз.

Көміртегі айналымы. Атмосферадағы С фотосинтез процесі кезінде өсімдіктердің органикалық заттарына еніп, әрі қоректену тізбегіне қатысады. Ағзалардың тыныс алу процесінде С органикалық заттардан босатылады. С негізгі массасы өлі органикалық заттардан редуценттермен (бактериялар, саңырауқұлақтар) бөлінеді. Көміртегінің шамалы (аз) бөлігі Вернадскийдің айтуынша, заттар айналымынан «геологияға кетеді» торф, көмір, мұнай, су экожүйелеріндегі карбонаттар түрінде.

Көміртегі циклінің негізгі бұзылуы геологиялық құрылымдардан бөлінетін заттарға байланысты. Сонымен қатар өсімдіктер бірлестігінің ауданы мен өнімділігінің өзгеруі нәтижесіне де байланысты. Осы С бір бөлігі атмосферада көмірқышқыл газы мен метан түрінде жиналып, «парниковый эффектісін» пайда болуына ықпал етеді.

Көміртегі айналым схемасы:

28. Биосферадағы күкірт айналымын схема түрінде көрсетіңіз.

Күкірт айналымы. Күкірт ең күшті және көп таралған ауа ортасының ластаушысының бірі. S-айналымының негізгі бұзылуы органикалық заттарды жағумен, күкіртті рудаларды өндірумен, топырақ-күкірт жүйесі циклінің бұзылуымен байланысты.

Күкірт бұл кезде атмосфераға улы қосылыс түрінде, диоксит (күкіртті ангидрид) ретінде енеді.

 

 

Күк ірт айналым схемасы:

 

29. Азот айналымы: Азоттың негізгі көзі атмосфера болып табылады. Атмосферадан топыраққа өсімдіктерге [N] нитраттар (NO₃) түрінде енеді. Нитраттар азот бекітуші ағзалардың іс-әрекеті нәтижесінде түзіледі.

[N] өсімдіктер үшін екінші көзі-органикалық заттардың ыдырауы нәтижесінде, атап айтқанда, белоктың ерекше тобы аммоний түзуші-ағзалар. (NH₂–>NH₃–>NO₂–>NO₃).

Азоттың атмосфераға қайта оралуы денитрификациялаушы-бактериялар іс-әрекеті процесінде жүреді.(2NO₃–>N₂+3O₂)

Азот айналым схемасы:

30. Қышқыл жаңбырлардың пайда болуын түсіндіріңіз.

Европаның Солтүстік-батыс бойында жаңбырдың қышқыл-дана бастағанын Европа ғалымдары алғаш рет байқап, оның себептеріне үңілген болатын. Бұл құбылысты олар атмосфера құрамында газ тәрізді заттардың, бірінші кезекте күкірт пен азот тотықтарының қатысуымен түсіндірді. Олар химиялық өзгерістерге түсіп, күшті қышқылдарға айнала алады. Бұл тенденция соңы айналып келгенде жер бетіндегі әр алуан құрылыстарға, техникалық қондырғыларға және экожүйеге едәуір зиянын тигізері сөзсіз.

“Қышқыл жаңбыр” термині ХІХ-ғасырдың екінші жартысында пайда болды. Оны ағылшын химигі Р.Смит ендірді. Қышқыл жаңбырлардың жойқын әсеріне алғаш назар аударған Скандинавия елдерінің тұрғындары болды. Өзендер мен көлдерде балықтардың түраралық құрамы өзгере бастады, таудағы мәңгі қарлардың түсі күңгірт тартты. Ағаштар жапырағы ерте сарғая бастады. Дәл осындай симптом, арада көп уақыт өтпей-ақ АҚШ-та, Канадада, Батыс Европада белгі берді. Бұл құбылыстардың себеп-салдарын, төніп келе жатқан қауіптің масштабын түсініп зерттеуге, бұл глобальды проблемамен күресу жолын анықтауға жылдар қажет болды.

“Қышқыл жаңбыр” проблемасына бірінші рет халықаралық деңгейде 1975 жылы көңіл бөлінді; алғаш рет теориялық және қолданбалы химия бойынша халықаралық кеңестің ХVІІІ Бас ассамблеясында қаралды.

Бейметалл тотықтарының атмосферадағы мөлшерінің артуы, қышқыл жаңбырлардың түзілуіне мүмкіндік береді. Ал бұл, өз кезeгінде, өсімдіктер мен жануарлардың көп мөлшерде жойылуына әкеліп соғады. Зерттеу мәліметтеріне  қарағанда, 1990 жылға дейін, осы бір ғана "қышқыл жаңбыр" факторы негізінде, мыңнан аса жануарлар мен өсімдіктер құрып кеткен, ал 20 мыңнан астамына құрып кету қаупі туып тұр. Ғылым мен техника жетістіктерінің тірі организмдерге тигізер залалдарынан басқа тұстар да жоқ емес.

Австрия ғалымдарының мәліметі бойынша, атмосфералық жауын-шашынның орташа қышқылдығы, Гренландиядан алын-ған 180 жыл бұрынғы мұздың қышқылдығынан 100 есе артқан. Жыл сайын, тек Европаның өзінде ғана 60 млн. т. күкірт ангидриді және 20 млн. т. азот тотықтары атмосфераға шығарылып тасталады. Бұлардың көпішілігі Ұлыбритания, Германия, Италиядағы кәсіпорындардың есебінен түзілуде (5-сурет).

Қышқылданған жаңбыр өзі түзілген регионға жауып қана қоймайды. Қышқыл түзетін газдар атмосферада ұзақ уақыт қала алатындықтан, олар ұзақ қашықтықтарға жүздеген, тіпті мыңдаған шақырымдарға орын ауыстыра алады. Мысалы, Ұлыбританияда шығарылып тасталған түтінді газдар жөңкіле көшіп, көрші елдердің экономикасына үлкен нұқсан келтірген. Швеция мен Норвегиядағы күкірт ангидридінің 80-90 %-і сырт елдерден келіп түседі. Осыған орай, ол елдерге экологиялық залалдың орнын толтыруға талаптар қойылуда.

Қышқыл жаңбырлар әкелетін залалдың мөлшері орасан үлкен. Өзен-көлдер, ормандар, егістік жерлер бірінші кезекте зәбір көреді. Жиі жауатын қышқыл жаңбырлардың әсерінен, Канадада 4 мың көл өлі көл деп жарияланған, ал тағы 12 мыңы - осының аз ақ алдында. Норвегияның оңтүстік бөлігіндегі көлдердің 80 %-і дабыл қағарлық жағдайда. Олардың жартысындағы балықтар түгел қырылып қалған. Қабылданған шкалалар бойынша, егер сулы ортадағы рН мөлшері 4,0-ге тең немесе одан кем болса, онда су экожүйесіндегі барлық тіршілік тоқтайды. Құрамында залалдаушы заттар жоқ кезде, әдетте, жаңбыр суына әлсіз қышқылдық реакция тән (рН=5,6). Бұл кезде суда ауа құрамындағы көмірқышқыл газ еріп, әлсіз көмір қышқыл ерітіндісін түзеді. рН мөлшері 5,6 төмен атмосфералық жауын-шашын қышқыл жаңбыр деген атқа ие болып отыр. Қазіргі жаңбырлар қышқыл мөлшері жағынан шарапқа, тіпті кейде ас сірке суына да жақын деуге болады.

Топырақ қышқылдығы да өсімдіктер мен олардың өніміне күшті әсер етеді. Батыс Европаның кейбір аудандарында ол 4,3, ал Солтүстік Американың оңтүстік шығысында бұл шама 4,1-ге дейін жетеді. Төменгі рН шамаларында редуценттер мен азотфиксаторлардың активтілігі бәсеңдейді де, бұл биогендердің дефицитіне әкеліп соғады. Қышқыл жаңбыр өсімдік бойымен сорғалап аға отырып, жапырақтардан, әсіресе олардың беті зақымдалған болса, биогендер мен басқа метаболиттерді шайып шығарады.

Көптеген өсімдіктер алюминий элементіне өте сезімтал келеді. Табиғи түрде ерімейтін болғандықтан ол зиянсыз, ал қышқылдардың әсерінен алюминий ерітіндіге өтеді. Бұл процесс алюминий мобилизациясы деп аталады. Топырақтағы қышқыл оның құрамындағы алюминийдің қозғалғыштығын арттырса, ал ол ұсақ тамырлар үшін өте зиянды, нәтижесінде өсімдік жапырағының тез сарғаюына, қурауына әкеліп соғады. Соңғы бес жылдың ішінде, Батыс Германиядағы 1500 га алқаптағы көк орман осы қышқыл жаңбырдың салдарынан қурап қалған. Қалыпты жағдайдағы жаңбырдың қышқылдығы 5,6-ға тең, яғни ол әлсіз қышқылдық қасиет көрсетеді, өйткені суда еріген көмірқышқылгаз әлсіз қышқыл түзеді.