cheminiai elementai gamtoje

Pagrindinių elementų apykaita gamtoje

Žiūrint globaliniu mastu, Žemės plutos, atmosferos, upių, ežerų bei jūrų vandens pagrindinė cheminė sudėtis apytikriai per 600 milijonų praktiškai nepakito. Tai nereiškia, kad kai kuriuose Žemės vietuose nevyko gana didelių Žemės plutos sudėties pakitimų: tarp Žemės plutos, mantijos ir branduolio vyksta pastovus cheminiai procesai. Nusistovėjusi dinamiška pusiausvyra, veikaint kintančioms sąlygoms, gali būti pastumta į vieną ar kitą pusę. Dėl to priežasties tarp Žemės plutos, mantijos ir branduolio bei amosferos bei hidrosferos vyksta cheminių elementų migracija ir jų sudėtis kinta. Šiie procesai sudaro Žemės geocheminį ciklą. Įsijungus į šį ciklą gyviesiems organizmams, daugelių atvejų elementų apykaitos procesai intensyvėja.
Svarbiausią reikšmę gyviesiems organizmams turi biogeniniai elementai, kurie sudaro visų gyvų organizmų pagrindą. Biocheminės reakcijos užtikrina jų pastovią apykaitą gamtoje. Čia svarbų vaidmenį vaidina Saulės energija, kuri fotosintezės procese virsta cheminė energija, o ši naudojama visoms biocheminems reakcijoms.
98 procentus Žemės plutos sudaro aštuoni elementai: deguonis, silicis, aliuminis, geležis, kalcis, natris, kalis ir manganas. 99,1% augalų audinių sudaryti iš septynių elementų: deguonis, anglis, vandenilis, natris, kalis, kaalcis ir silicis, o 99,1% žmogaus ir aukštesniųjų gyvūnų kūnų sudaro šeši elementai: deguonis, anglis, vandenilis, azotas, kalcis, fosforas. 70 kilogramų sveriantis žmogus turi apie 45,5kg deguonies, 12,6kg- anglies, 7kg- vandenilio, 14kg- kalcio.

Tarp biogeninių elementų ypatingą padėtį užima anglis. Jos sugebėjimas sudaryti įv

vairaus ilgio ir struktūros grandinės sudaro pagrindą daugybei cheminių junginių. Anglies biocheminis ciklas yra gyvybės Žemėje pagrindas. Žemės plutoje anglies nedaug, vidutiniškai 200mg/kg, todėl pagal paplitimą Žemės plutoje ji užima tik septinioliktą vietą. Didžiausias Žemės plutoje paplitęs anglies kiekis susikaupės nuosėdinėse uolienuose, ypač dolomituose ir klintyse. Vandenyje anglis buna karbonatų ir hidro karbonatų, ištirpusio CO2 ir įvairių organinių medžiagų pavidalu.

Deguonis yra labiausiai paplitęs elementas Žemėje. Jo kiekis 46,4*104 mg/kg. Jis sudaro pagrindinę vandens dalį. Gyvi organizmai daugiausiai deguonės gauna iš oro. Sunaudotą deguonį kompensuoja fotosintezė. Ji ir buvo pagrindinė priežastis, dėl kurios deguonies koncentracija pirmykštėje Žemės atmosferoje didėjo.
Šiuolaikiniais duomenimis, deguonies kiekis atmosferoje mažai kinta, nors antropogeninė žmogaus veikla, ypač kuro deginimas, sunaudoja labai daug deguonies. Pvz.: vidaus degimo variklyje sudegant 1ll benzino sunaudojama apytikriai žmogaus kvėpavimui reikalingo deguonies paros norma. Tačiau daugiausiai rizikuojama sumažinti deguonies kiekį Žemėje, kai beatodariškai kertami miškai arba teršiant vandenis naftos produktais, naikinamas fitoplanktonas, kuris teikia Žemei 70% deguonies, bei kitais būdais stabdant fotosintezės procesą.
Ozono sluoksnio, kuris saugo nuo pražūtingos ultravioletinių spindulių radijacijos gyvubę Žemėje, vientisumas priklauso nuo daugelio faktorių, kartu ir nuo deguonies koncentracijos. Deguonies virtimas ozonu yra pusiausvyrinis procesas:
O2 + O ↔ O3 + Q
Mažėjant deguonies kiekiui, kylant temperatūrai, kaupiantis viršutiniuose atmosferos sluoksiuose freonams bei azoto oksidams, oz

zono sluoksnis plonėja ir didėja rizika susirgti vėžiniais susirgimais, o pažeidus ozono sluoksnio vientisumą atsiranda pavojus gyvybei Žemėje.

Kitas labai svarbus biogeninis elementas – azotas. Jo kiekis Žemės plutoje nedidelis, tik 20 mg/kg ir tarp kitų elementų užima tik 33 vietą. Gyvi organizmai įsisavina azotą daugiausiai nitratų ir amoniako pavidalu.
Azoto apykaitos ciklą žmogaus veikla neigiamai veikia uo, kad dirvą pertręšia azotinėmis trąšomis ir kaip įvairių degimo procesų produktas, oksiduojantis oro azotui, susidaro toksiškas NO2.
Reikia pažymėti, kad veikiant mikroorganizmams, iš azotinių trąšų susidaro apie 10% viso N2O, kuris išsilaiko atmosferoje apie 100 metų ir prisideda prie Šiltnamio efekto didnimo. NO2 kaip ir freonai ardo ozono sluoksnį. Vyksta fotocheminės reakcijos:
NO2 + O = NO + O2
NO + O3 → NO2 + O

Šešioliktą vietą pagal paplitimą Žemės plutoje užima siera. Jos kiekis sudaro 200 mg/kg. Gamtoje sieros daugiausiai randama sieros vandenilio, sulfidų, sulfatų pavidalų ir organiniuose junginiuose. Dėl antropogeninės žmogaus veiklosį atmosferą patenka vis daugiau sieros oksidų. Daugiausiai SO2 susidaro degant organiniam kurui. Jis yra labai toksiškas visiems gyviems organizmams, kenksmingas augalams. Su lietaus vandeniu sudaro rūgštį. Tokie krituliai žudo vandens telkinių mikrofauną ir florą, kenkia miškams, ardo istorijos ir kultūros paminklus, skatina metalų koroziją.

Analogišku būdu vyksta kitų makro ir mikrobiogeninių elementų apykaita gamtoje. Daugelis iš jų patenka į sudėtingus nuosėdų susidarymo ciklus ir tik po il

lgo laiko atgal į aplinką. Kiti – atvirkščiai, dalyvauja įvairiuose trumpalaikiuose biocheminiose ciklose.
Visi gamtiniai milijonus metų vykstantys procesai per ilgą laiką pasiekė pusiausvyros būseną, prie kurios gyvi organizmai gerai prisitaikė. Tačiau pastaraisiai dešimtmečiais labai suintensyvėjusi žmogaus veikla drastiškai ardo nusistovėjusią pusiausvyrą. Gyvoji gamta nespėja prisitaikyti prie staigiųpokyčių ir dėl to išnyksta kai kurios gyvunų ir augalų rūšys.

Leave a Comment