1. แนวคิดเรื่องการหมุนเวียน

องค์ประกอบทางเคมีมีการแลกเปลี่ยนกันอย่างต่อเนื่องระหว่างเปลือกโลก ไฮโดรสเฟียร์ บรรยากาศ และสิ่งมีชีวิตของโลก กระบวนการนี้เป็นวัฏจักร: เมื่อย้ายจากทรงกลมหนึ่งไปอีกทรงกลมหนึ่งองค์ประกอบจะกลับสู่สภาพเดิม การหมุนเวียนของธาตุเกิดขึ้นตลอดประวัติศาสตร์ของโลก เป็นเวลา 4.5 พันล้านปี

การไหลเวียนของสารเป็นกระบวนการที่เกิดซ้ำๆ กันของการเปลี่ยนแปลงที่เชื่อมโยงถึงกัน และการเคลื่อนที่ของสารในธรรมชาติ ซึ่งมีลักษณะเป็นวัฏจักรไม่มากก็น้อย การหมุนเวียนทั่วไปของสารเป็นลักษณะของธรณีสเฟียร์ทั้งหมด และประกอบด้วยกระบวนการเฉพาะของการไหลเวียนขององค์ประกอบทางเคมี น้ำ ก๊าซ และสารอื่นๆ กระบวนการตามวัฏจักรไม่สามารถย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์เนื่องจากการกระจายตัวของสาร การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบ ความเข้มข้นในท้องถิ่น และการแยกความเข้มข้น

เพื่อยืนยันและอธิบายแนวความคิดของการหมุนเวียน จะเป็นประโยชน์ที่จะหันไปใช้หลักการที่สำคัญที่สุดสี่ประการของธรณีเคมี ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งยวดและได้รับการยืนยันโดยข้อมูลการทดลองที่เถียงไม่ได้:

ก) การกระจายตัวขององค์ประกอบทางเคมีอย่างแพร่หลายในทุกธรณีสัณฐาน;

b) การโยกย้ายอย่างต่อเนื่อง (การเคลื่อนไหว) ขององค์ประกอบในเวลาและพื้นที่

c) ความหลากหลายของประเภทและรูปแบบของการดำรงอยู่ขององค์ประกอบในธรรมชาติ

d) ความเด่นของสถานะกระจัดกระจายของธาตุเหนือความเข้มข้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับธาตุที่ก่อตัวเป็นแร่

ส่วนใหญ่ในความคิดของฉันคุณควรหยุดความสนใจในกระบวนการเคลื่อนที่ขององค์ประกอบทางเคมี

การอพยพขององค์ประกอบทางเคมีสะท้อนให้เห็นในกระบวนการแปรสัณฐาน-มาคามิกขนาดยักษ์ที่เปลี่ยนเปลือกโลก และในปฏิกิริยาเคมีที่ละเอียดอ่อนที่สุดที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต ในการพัฒนาที่ก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของโลกรอบข้าง โดยกำหนดลักษณะการเคลื่อนที่เป็นรูปแบบของการมีอยู่ของสสาร . การอพยพขององค์ประกอบทางเคมีถูกกำหนดโดยปัจจัยภายนอกมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พลังงานของรังสีดวงอาทิตย์ พลังงานภายในของโลก การกระทำของแรงโน้มถ่วง และปัจจัยภายในที่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของธาตุเอง

วัฏจักรสามารถเกิดขึ้นได้ในพื้นที่จำกัดและในช่วงเวลาสั้นๆ และสามารถครอบคลุมส่วนนอกทั้งหมดของโลกและช่วงเวลาขนาดใหญ่ได้ ในเวลาเดียวกัน วงแหวนขนาดเล็กจะรวมอยู่ในวงแหวนขนาดใหญ่ ซึ่งโดยรวมแล้วรวมกันเป็นวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีขนาดมหึมา มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสิ่งแวดล้อม

ฝูงยักษ์ สารเคมีถูกพัดพาไปตามท้องทะเล สิ่งนี้ใช้ได้กับก๊าซที่ละลายในน้ำเป็นหลัก - คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน ไนโตรเจน น้ำเย็นที่ละติจูดสูงจะละลายก๊าซในบรรยากาศ เมื่อเข้าสู่เขตร้อนพร้อมกับกระแสน้ำในมหาสมุทรจะปล่อยออกมาเนื่องจากความสามารถในการละลายของก๊าซจะลดลงเมื่อถูกความร้อน การดูดซับและการปล่อยก๊าซยังเกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อนและฤดูหนาวสลับกัน

การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลกส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวงต่อวัฏจักรธรรมชาติขององค์ประกอบบางอย่าง ประการแรกนี้หมายถึงการไหลเวียนขององค์ประกอบหลักของสารอินทรีย์ - คาร์บอน ไฮโดรเจนและออกซิเจน เช่นเดียวกับองค์ประกอบที่สำคัญเช่นไนโตรเจน กำมะถันและฟอสฟอรัส สิ่งมีชีวิตยังมีอิทธิพลต่อการไหลเวียนของธาตุโลหะหลายชนิด แม้ว่าที่จริงแล้วมวลรวมของสิ่งมีชีวิตบนโลกจะน้อยกว่ามวลของเปลือกโลกหลายล้านเท่า แต่พืชและสัตว์ก็มีบทบาทสำคัญในการเคลื่อนที่ขององค์ประกอบทางเคมี มีกฎหมายว่าด้วยการปิดโลกของวัฏจักรชีวเคมีในชีวมณฑลซึ่งทำหน้าที่ในทุกขั้นตอนของการพัฒนาตลอดจนกฎของการเพิ่มความปิดของวัฏจักรชีวเคมีในระหว่างการสืบทอด (การสืบทอด (จากละติน succesio - การสืบทอด) คือ การเปลี่ยนแปลงตามลำดับของระบบนิเวศที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องบนพื้นที่บางส่วนของพื้นผิวโลก โดยปกติ การสืบทอดเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของกระบวนการของการพัฒนาภายในของชุมชน ปฏิสัมพันธ์ของพวกเขากับสิ่งแวดล้อม ระยะเวลาของการสืบเนื่องมาจากสิบถึงล้านปี ). ในช่วงวิวัฒนาการของชีวมณฑล บทบาทขององค์ประกอบทางชีวภาพในการปิดวงจรชีวธรณีเคมีจะเพิ่มขึ้น

กิจกรรมของมนุษย์ยังส่งผลต่อการไหลเวียนขององค์ประกอบ เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในศตวรรษที่ผ่านมา เมื่อพิจารณาด้านเคมีของการเปลี่ยนแปลงทั่วโลกในวัฏจักรขององค์ประกอบทางเคมี ควรพิจารณาไม่เพียงแต่การเปลี่ยนแปลงของวัฏจักรธรรมชาติอันเนื่องมาจากการเติมหรือขจัดสารเคมีที่มีอยู่ในนั้นอันเป็นผลมาจากวัฏจักรปกติและ/หรือผลกระทบที่มนุษย์สร้างขึ้น แต่ยังเป็นการปลดปล่อยสารเคมีสู่สิ่งแวดล้อมที่ไม่เคยมีอยู่ในธรรมชาติมาก่อน

วัฏจักรขององค์ประกอบและสารเกิดขึ้นจากกระบวนการควบคุมตนเอง ซึ่งส่วนประกอบทั้งหมดของระบบนิเวศมีส่วนร่วม กระบวนการเหล่านี้ปราศจากของเสีย ไม่มีอะไรที่ไร้ประโยชน์หรือเป็นอันตรายในธรรมชาติ แม้กระทั่งจาก การปะทุของภูเขาไฟมีประโยชน์เนื่องจากองค์ประกอบที่จำเป็นเช่นไนโตรเจนกำมะถันเข้าสู่อากาศด้วยก๊าซภูเขาไฟ

มีสองวัฏจักรหลัก: ใหญ่ (ธรณีวิทยา) และเล็ก (ไบโอติก)

วัฏจักรอันยิ่งใหญ่ซึ่งกินเวลานานนับล้านปีประกอบด้วยการที่หินถูกทำลาย และผลิตภัณฑ์ที่ผุกร่อน (รวมถึงสารอาหารที่ละลายน้ำได้) ถูกกระแสน้ำไหลลงสู่มหาสมุทรโลก ที่ซึ่งพวกมันก่อตัวเป็นชั้นทะเลและกลับคืนสู่พื้นดินเพียงบางส่วนเท่านั้น ปริมาณน้ำฝน ... การเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา กระบวนการทรุดตัวของทวีปและการยกตัว ก้นทะเลการเคลื่อนตัวของทะเลและมหาสมุทรเป็นเวลานานทำให้ชั้นเหล่านี้กลับคืนสู่พื้นดินและกระบวนการเริ่มต้นขึ้นอีกครั้ง

วัฏจักรขนาดเล็กซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรใหญ่เกิดขึ้นที่ระดับระบบนิเวศและประกอบด้วยธาตุอาหาร น้ำ และคาร์บอนสะสมอยู่ในสสารของพืช ใช้ในการสร้างร่างกายและในกระบวนการชีวิตของพืชทั้งสองเองและ สิ่งมีชีวิตอื่นๆ (โดยปกติคือสัตว์) ที่กินพวกมัน ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของอินทรียวัตถุภายใต้การกระทำของตัวทำลายล้างและจุลินทรีย์ (แบคทีเรีย เชื้อรา เวิร์ม) จะสลายตัวอีกครั้งเป็นส่วนประกอบแร่ธาตุที่พืชสามารถใช้ได้และกักขังไว้ในกระแสของสสาร

ดังนั้นการหมุนเวียนของสารเคมีจากสิ่งแวดล้อมอนินทรีย์ผ่านสิ่งมีชีวิตพืชและสัตว์กลับสู่สภาพแวดล้อมอนินทรีย์โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานของปฏิกิริยาเคมีเรียกว่าวัฏจักรชีวภาพ องค์ประกอบทางเคมีเกือบทั้งหมดมีส่วนร่วมในวัฏจักรดังกล่าว และประการแรกองค์ประกอบทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเซลล์ที่มีชีวิต

2. วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ

2.1 ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับธาตุออกซิเจน

ประวัติศาสตร์การค้นพบเชื่ออย่างเป็นทางการว่าออกซิเจนถูกค้นพบโดยนักเคมีชาวอังกฤษชื่อ Joseph Priestley เมื่อวันที่ 1 สิงหาคม พ.ศ. 2317 โดยการสลายตัวของปรอทออกไซด์ในภาชนะที่ปิดสนิท (Priestley นำแสงดวงอาทิตย์ไปยังสารประกอบนี้โดยใช้เลนส์อันทรงพลัง):

2HgO (t) → 2Hg + O2

อย่างไรก็ตาม ตอนแรก Priestley ไม่ได้ตระหนักว่าเขาได้ค้นพบสารใหม่ที่เรียบง่าย เขาเชื่อว่าเขาได้แยกส่วนประกอบส่วนหนึ่งของอากาศ (และเรียกก๊าซนี้ว่า Priestley รายงานการค้นพบของเขาต่อนักเคมีชาวฝรั่งเศสชื่อ Antoine Lavoisier

เมื่อไม่กี่ปีก่อน (อาจจะเป็นในปี ค.ศ. 1770) นักเคมีชาวสวีเดนชื่อ Karl Scheele เขาเผาไนเตรตด้วยกรดซัลฟิวริกแล้วย่อยสลายไนตริกออกไซด์ที่เป็นผลลัพธ์ Scheele เรียกก๊าซนี้ว่า "อากาศที่ลุกเป็นไฟ" และอธิบายการค้นพบของเขาในหนังสือที่ตีพิมพ์ในปี 1777 (อย่างแม่นยำเพราะหนังสือเล่มนี้ตีพิมพ์ช้ากว่าที่ Priestley ประกาศการค้นพบของเขาซึ่งถือเป็นผู้ค้นพบออกซิเจน) Scheele ยังแบ่งปันประสบการณ์ของเขากับ Lavoisier

ขั้นตอนสำคัญที่นำไปสู่การค้นพบออกซิเจนคืองานของนักเคมีชาวฝรั่งเศส Peter Bayenne ผู้ตีพิมพ์งานเกี่ยวกับการเกิดออกซิเดชันของปรอทและการสลายตัวของออกไซด์ในภายหลัง

ในที่สุด Antoine Lavoisier ก็ค้นพบธรรมชาติของก๊าซที่เกิดขึ้นโดยใช้ข้อมูลจาก Priestley และ Scheele งานของเขามีความสำคัญอย่างมากเพราะต้องขอบคุณเธอ ทฤษฎี phlogiston ที่ครอบงำในเวลานั้นและขัดขวางการพัฒนาของเคมีถูกล้มล้าง (phlogiston (จากภาษากรีก phlogistos - ติดไฟได้ไวไฟ) เป็น "สารที่ลุกเป็นไฟ" สมมุติฐาน สารที่ติดไฟได้ทั้งหมดและปล่อยออกมาเมื่อเผาไหม้) Lavoisier ทำการทดลองเกี่ยวกับการเผาไหม้ของสารต่างๆ และหักล้างทฤษฎี phlogiston โดยเผยแพร่ผลลัพธ์เกี่ยวกับน้ำหนักของธาตุที่ถูกเผา น้ำหนักขี้เถ้าเกินน้ำหนักเริ่มต้นขององค์ประกอบ ซึ่งทำให้ Lavoisier มีสิทธิ์ที่จะยืนยันว่าปฏิกิริยาเคมี (ออกซิเดชัน) ของสารเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ ดังนั้นมวลของสารดั้งเดิมจึงเพิ่มขึ้น ซึ่งหักล้างทฤษฎีโฟลจิสตัน

ดังนั้นข้อดีของการค้นพบออกซิเจนจึงถูกแบ่งปันโดย Priestley, Scheele และ Lavoisier

ที่มาของชื่อ.ชื่อ Oxygenium มาจากคำภาษากรีกสำหรับการผลิตกรด นี่เป็นเพราะความหมายดั้งเดิมของคำว่า "กรด" ก่อนหน้านี้คำนี้เรียกว่าออกไซด์

อยู่ในธรรมชาติออกซิเจนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในโลก โดยสัดส่วนของมัน (ในองค์ประกอบของสารประกอบต่างๆ ส่วนใหญ่เป็นซิลิเกต) มีสัดส่วนประมาณ 47.4% ของมวลของเปลือกโลกที่เป็นของแข็ง มารีนและ น้ำจืดมีออกซิเจนที่ถูกผูกไว้จำนวนมาก - 88.8% (โดยมวล) ในบรรยากาศปริมาณออกซิเจนอิสระคือ 20.95% (โดยปริมาตร) ธาตุออกซิเจนมีอยู่ในสารประกอบมากกว่า 1,500 ชนิดในเปลือกโลก

คุณสมบัติทางกายภาพภายใต้สภาวะปกติความหนาแน่นของก๊าซออกซิเจนคือ 1.42897 g / l จุดเดือดของออกซิเจนเหลว (ของเหลวเป็นสีน้ำเงิน) คือ -182.9 ° C ในสถานะของแข็ง ออกซิเจนมีอยู่ในการดัดแปลงผลึกอย่างน้อยสามครั้ง ที่ 20 ° C ความสามารถในการละลายก๊าซ O2: 3.1 มล. ต่อน้ำ 100 มล., 22 มล. ต่อเอทานอล 100 มล., 23.1 มล. ต่ออะซิโตน 100 มล. มีของเหลวที่ประกอบด้วยฟลูออรีนอินทรีย์ (เช่น perfluorobutyltetrahydrofuran) ซึ่งความสามารถในการละลายออกซิเจนจะสูงกว่ามาก

คุณสมบัติทางเคมีองค์ประกอบถูกกำหนดโดยการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์: 2s22p4 พันธะเคมีที่มีความแข็งแรงสูงระหว่างอะตอมในโมเลกุล O2 นำไปสู่ความจริงที่ว่าที่อุณหภูมิห้อง ออกซิเจนในก๊าซมีปฏิกิริยาทางเคมีค่อนข้างอ่อน โดยธรรมชาติแล้วจะค่อยๆ เข้าสู่การเปลี่ยนแปลงในกระบวนการสลายตัว นอกจากนี้ ออกซิเจนที่อุณหภูมิห้องสามารถทำปฏิกิริยากับฮีโมโกลบินในเลือดได้ (แม่นยำกว่าด้วยธาตุเหล็ก heme (II) (ฮีมเป็นอนุพันธ์ของพอร์ไฟรินที่มีอะตอมของธาตุเหล็กไบวาเลนต์อยู่ตรงกลางของโมเลกุล) ซึ่งช่วยให้ถ่ายเทออกซิเจนจาก ระบบทางเดินหายใจไปยังอวัยวะอื่น

ออกซิเจนทำปฏิกิริยากับสารหลายชนิดโดยไม่ให้ความร้อน เช่น กับสารที่เป็นด่างและอัลคาไลน์เอิร์ธ และทำให้เกิดสนิมขึ้นบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์เหล็ก หากไม่มีความร้อน ออกซิเจนจะทำปฏิกิริยากับฟอสฟอรัสขาว กับอัลดีไฮด์และสารอินทรีย์อื่นๆ

เมื่อถูกความร้อนแม้เพียงเล็กน้อย ปฏิกิริยาของออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อจุดไฟ มันจะทำปฏิกิริยากับการระเบิดด้วยไฮโดรเจน มีเทน ก๊าซที่ติดไฟได้อื่นๆ ด้วยสารธรรมดาและสารเชิงซ้อนจำนวนมาก เป็นที่ทราบกันว่าเมื่อให้ความร้อนในบรรยากาศที่มีออกซิเจนหรือในอากาศ สารที่ง่ายและซับซ้อนจำนวนมากจะเผาไหม้ และเกิดออกไซด์ เปอร์ออกไซด์และซูเปอร์ออกไซด์ต่างๆ เช่น SO2, Fe2 O3, H2O2, BaO2, KO2

หากส่วนผสมของออกซิเจนและไฮโดรเจนถูกเก็บไว้ในภาชนะแก้วที่อุณหภูมิห้อง ปฏิกิริยาคายความร้อนของการเกิดน้ำ

2H2 + O2 = 2H2 O + 571 kJ

ดำเนินการช้ามาก ตามการคำนวณ หยดน้ำหยดแรกควรปรากฏในเรือในเวลาประมาณหนึ่งล้านปี แต่เมื่อแพลตตินั่มหรือแพลเลเดียม (ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา) ถูกนำเข้าไปในภาชนะที่มีส่วนผสมของก๊าซเหล่านี้ เช่นเดียวกับเมื่อจุดไฟ ปฏิกิริยาจะเกิดการระเบิดขึ้น

ออกซิเจนทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน N2 หรือเมื่อ อุณหภูมิสูง(ประมาณ 1500-2000 °C) หรือโดยการปล่อยประจุไฟฟ้าผ่านส่วนผสมของไนโตรเจนและออกซิเจน ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ไนตริกออกไซด์ (II) จะเกิดขึ้นแบบย้อนกลับได้:

ผลลัพธ์ NO ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเพื่อสร้างก๊าซสีน้ำตาล (ไนโตรเจนไดออกไซด์):

2NO + O2 = 2NO2

ออกซิเจนจากอโลหะไม่ได้ทำปฏิกิริยาโดยตรงกับฮาโลเจนภายใต้สภาวะใดๆ จากโลหะ - กับโลหะเงิน ทอง แพลตตินั่ม และแพลตตินัม

ด้วยฟลูออรีนที่ไม่ใช่โลหะที่มีฤทธิ์มากที่สุด ออกซิเจนจะก่อตัวเป็นสารประกอบในสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก ดังนั้น ในสารประกอบ O2 F2 สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนคือ +1 และในสารประกอบ O2 F มันคือ +2 สารประกอบเหล่านี้ไม่ได้เป็นของออกไซด์ แต่เป็นของฟลูออไรด์ ออกซิเจนฟลูออไรด์สามารถสังเคราะห์ได้ทางอ้อมเท่านั้น ตัวอย่างเช่น โดยทำปฏิกิริยากับฟลูออรีน F2 บนสารละลายในน้ำเจือจางของ KOH

แอปพลิเคชัน.การใช้ออกซิเจนมีความหลากหลายมาก ปริมาณออกซิเจนหลักที่ได้รับจากอากาศใช้ในโลหะวิทยา การระเบิดด้วยออกซิเจน (ไม่ใช่ในอากาศ) ในเตาหลอม สามารถเพิ่มความเร็วของกระบวนการเตาหลอมแบบถลุงแร่ได้อย่างมาก ประหยัดโค้ก และได้เหล็กพิกที่มีคุณภาพดีขึ้น การพ่นด้วยออกซิเจนใช้ในตัวแปลงออกซิเจนระหว่างการเปลี่ยนเหล็กหล่อเป็นเหล็ก ออกซิเจนบริสุทธิ์หรืออากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนใช้ในการผลิตโลหะอื่นๆ มากมาย (ทองแดง นิกเกิล ตะกั่ว ฯลฯ) ออกซิเจนใช้ในการตัดและเชื่อมโลหะ ในกรณีนี้จะใช้ออกซิเจนอัดแก๊สซึ่งเก็บไว้ภายใต้แรงดัน 15 MPa ในกระบอกสูบเหล็กพิเศษ ถังออกซิเจนเป็นสีน้ำเงินเพื่อแยกความแตกต่างจากถังแก๊สอื่นๆ

ออกซิเจนเหลวเป็นสารออกซิไดซ์ที่มีประสิทธิภาพซึ่งใช้เป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงจรวด ส่วนผสมของออกซิเจนเหลวและโอโซนเหลวเป็นหนึ่งในตัวออกซิไดซ์เชื้อเพลิงจรวดที่ทรงพลังที่สุด ออกซิเจนเหลวที่ชุบด้วยวัสดุที่ออกซิไดซ์ได้ง่าย เช่น ขี้เลื่อย สำลี ผงถ่านหิน ฯลฯ (สารผสมเหล่านี้เรียกว่า oxyliquites) ใช้เป็นวัตถุระเบิด เช่น ในการสร้างถนนบนภูเขา

องค์ประกอบทางเคมีของวงจรออกซิเจน

2.2 วัฏจักรออกซิเจน

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในโลก วี น้ำทะเลประกอบด้วยออกซิเจน 88.8% ในอากาศในบรรยากาศ 23.15% โดยน้ำหนัก หรือ 20.95% โดยปริมาตร และ 47.4% โดยน้ำหนักในเปลือกโลก

ความเข้มข้นของออกซิเจนที่ระบุในบรรยากาศจะคงที่เนื่องจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (รูปที่ 1) ในขั้นตอนนี้ พืชสีเขียวเมื่อถูกแสงแดด จะเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นคาร์โบไฮเดรตและออกซิเจน:

6CO2 + 6H2 O + พลังงานแสง = C6 H12 O6 + 6O2

ข้างต้นเป็นสมการสรุปสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง อันที่จริงออกซิเจนถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในระยะแรก - ในกระบวนการโฟโตไลซิสของน้ำ

ในทำนองเดียวกัน แหล่งที่มาของออกซิเจนที่ทรงพลังก็คือการสลายตัวด้วยแสงเคมีของไอน้ำในบรรยากาศชั้นบนภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์

มะเดื่อ 1. รูปแบบเงื่อนไขของการสังเคราะห์ด้วยแสง

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพหลักที่เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลของสารที่สำคัญที่สุดทั้งหมดที่มีโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์ - โปรตีน กรดนิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรต ไขมัน ตลอดจนสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำจำนวนมาก พืชหรือสัตว์ทุกตัวมีออกซิเจนมากกว่าธาตุอื่น ๆ (โดยเฉลี่ยประมาณ 70%) เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อมนุษย์มีออกซิเจน 16% เนื้อเยื่อกระดูก - 28.5%; โดยรวมแล้วร่างกายของคนทั่วไป (น้ำหนักตัว 70 กก.) มีออกซิเจน 43 กก. ออกซิเจนเข้าสู่ร่างกายของสัตว์และมนุษย์โดยส่วนใหญ่ผ่านทางอวัยวะระบบทางเดินหายใจ (ออกซิเจนอิสระ) และด้วยน้ำ (ออกซิเจนที่ถูกผูกไว้) ความต้องการออกซิเจนของร่างกายกำหนดโดยระดับ (ความเข้ม) ของเมแทบอลิซึม ซึ่งขึ้นอยู่กับน้ำหนักตัวและพื้นผิว อายุ เพศ ภาวะโภชนาการ สภาพภายนอก ฯลฯ ในระบบนิเวศน์อัตราส่วนของการหายใจทั้งหมด (นั่นคือ ออกซิเดชันทั้งหมด กระบวนการ) ของชุมชนถูกกำหนดให้เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะพลังงานที่สำคัญต่อชีวมวลทั้งหมด

ในชีวิตของธรรมชาติ ออกซิเจนมีความสำคัญเป็นพิเศษ ออกซิเจนและสารประกอบของออกซิเจนมีความจำเป็นต่อการดำรงชีวิต พวกเขามีบทบาทสำคัญในกระบวนการเผาผลาญและระบบทางเดินหายใจ สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ได้รับพลังงานที่จำเป็นต่อการทำงานที่สำคัญผ่านการออกซิเดชันของสารบางชนิดด้วยออกซิเจน การสูญเสียออกซิเจนในบรรยากาศอันเป็นผลมาจากกระบวนการหายใจ การสลายตัวและการเผาไหม้จะถูกแทนที่ด้วยออกซิเจนที่ปล่อยออกมาระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง

ออกซิเจนในบรรยากาศจำนวนเล็กน้อยเกี่ยวข้องกับวัฏจักรของการก่อตัวของโอโซนและการทำลายล้างภายใต้รังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง:

O2 * + O2 → O3 + O

ออกซิเจนส่วนใหญ่ที่ผลิตขึ้นในช่วงยุคทางธรณีวิทยาไม่ได้อยู่ในบรรยากาศ แต่ถูกตรึงโดยเปลือกโลกในรูปของคาร์บอเนต ซัลเฟต เหล็กออกไซด์ ฯลฯ

การหมุนเวียนทางธรณีเคมีของออกซิเจนเชื่อมโยงเปลือกก๊าซและของเหลวกับเปลือกโลก ประเด็นหลัก: การปล่อยออกซิเจนอิสระในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง, การเกิดออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมี, การเข้ามาของสารประกอบออกซิไดซ์อย่างสูงสู่โซนลึกของเปลือกโลกและการลดลงบางส่วนรวมถึงเนื่องจากสารประกอบคาร์บอน, การกำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์และน้ำ สู่ผิวเปลือกโลกและการมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์แสงของปฏิกิริยา แผนภาพของวัฏจักรออกซิเจนในรูปแบบที่ไม่ผูกมัดแสดงไว้ด้านล่าง

มะเดื่อ 2. วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ

นอกเหนือจากวัฏจักรออกซิเจนที่ไม่ผูกมัดตามที่อธิบายข้างต้น องค์ประกอบนี้ยังดำเนินการรอบที่สำคัญที่สุด ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของน้ำ (รูปที่ 3) ในระหว่างวัฏจักร น้ำจะระเหยออกจากพื้นผิวมหาสมุทร ไอน้ำจะเคลื่อนที่ไปตามกระแสอากาศ การควบแน่น และน้ำจะกลับคืนมาในรูปของการตกตะกอนสู่พื้นผิวดินและทะเล แยกแยะระหว่างวัฏจักรของน้ำขนาดใหญ่ซึ่งน้ำซึ่งตกลงมาบนบกในรูปของการตกตะกอนจะกลับสู่ทะเลโดยพื้นผิวและการไหลบ่าใต้ดิน และวัฏจักรของน้ำขนาดเล็กซึ่งปริมาณน้ำฝนตกลงสู่ผิวมหาสมุทร

จากตัวอย่างที่กำหนดของวัฏจักรและการย้ายถิ่นขององค์ประกอบ จะเห็นได้ว่าระบบทั่วโลกของการย้ายถิ่นตามวัฏจักรขององค์ประกอบทางเคมีมีความสามารถสูงในการควบคุมตนเอง ในขณะที่ชีวมณฑลมีบทบาทอย่างมากในวัฏจักรขององค์ประกอบทางเคมี

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในเปลือกโลก ในบรรยากาศประมาณ 23% (มวล) ในองค์ประกอบของน้ำ - ประมาณ 89% ในร่างกายมนุษย์ - ประมาณ 65% ทรายประกอบด้วยออกซิเจน 53% ดินเหนียว - 56% เป็นต้น หากเราคำนวณปริมาณในอากาศ (บรรยากาศ) น้ำ (ไฮโดรสเฟียร์) และส่วนหนึ่งของเปลือกโลกที่เป็นของแข็ง (เปลือกโลก) ที่มีให้สำหรับการศึกษาทางเคมีโดยตรง ปรากฎว่าออกซิเจนมีสัดส่วนประมาณ 50% ของมวลทั้งหมด

วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ การใช้ออกซิเจนบทบาททางชีวภาพ

ออกซิเจนอิสระมีอยู่เกือบทั้งหมดในชั้นบรรยากาศ และปริมาณของมันคือ m โดยประมาณ สำหรับค่ามหาศาลทั้งหมดของค่านี้ จะไม่เกิน 0.0001 ของปริมาณออกซิเจนทั้งหมดในเปลือกโลก
ในสภาวะที่ถูกผูกมัด ออกซิเจนเป็นส่วนหนึ่งของสสารเกือบทั้งหมดที่อยู่รอบตัวเรา

ตัวอย่างเช่น น้ำ ทราย หินและแร่ธาตุจำนวนมากที่พบในเปลือกโลกมีออกซิเจน ออกซิเจนเป็นส่วนประกอบหนึ่งของสารประกอบอินทรีย์หลายชนิด เช่น โปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชีวิตของพืช สัตว์ และมนุษย์
วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติเป็นกระบวนการแลกเปลี่ยนออกซิเจนที่เกิดขึ้นระหว่างชั้นบรรยากาศ ไฮโดรสเฟียร์ และธรณีภาค แหล่งที่มาหลักของการสร้างออกซิเจนใหม่บนโลกคือการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นในพืชเนื่องจากการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากพวกมัน

ออกซิเจนที่ละลายในน้ำถูกดูดกลืนโดยสิ่งมีชีวิตในน้ำโดยการหายใจ

วัฏจักรออกซิเจน- กระบวนการของดาวเคราะห์ที่เชื่อมโยงชั้นบรรยากาศ น้ำ และธรณีภาคผ่านกิจกรรมรวมของสิ่งมีชีวิต

ขั้นตอนหลักของวัฏจักร˸

1) การผลิตออกซิเจนระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยโฟโตออโตโทรฟของบกและในมหาสมุทร

2) การผลิตออกซิเจนในระหว่างการแยกตัวของ H2O และ O3 ในบรรยากาศชั้นบนภายใต้อิทธิพลของไอออไนซ์และรังสีอัลตราไวโอเลต (จำนวนเล็กน้อย);

3) การบริโภค O2 ระหว่างการหายใจของสิ่งมีชีวิต

4) การใช้ออกซิเจนระหว่างการหายใจของดิน (ออกซิเดชันของอินทรียวัตถุโดยจุลินทรีย์ในดิน);

5) การบริโภค O2 ระหว่างการเผาไหม้และการเกิดออกซิเดชันในรูปแบบอื่น (ภูเขาไฟระเบิด);

6) การใช้ออกซิเจนในการผลิต O3 ในสตราโตสเฟียร์

7) การมีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงของมหาสมุทรของไฮโดรคาร์บอนในองค์ประกอบของСО2และН2О˸

O2 ทั้งหมดผ่านสิ่งมีชีวิตใน 2,000 ปีอย่างสมบูรณ์

การผลิตออกซิเจนประจำปีโดยการสังเคราะห์แสงของโลกอยู่ที่ประมาณ 240 พันล้านตัน ในมหาสมุทรออกซิเจนที่ละลายในน้ำเช่น CO2 นั้นสูงกว่าในบรรยากาศมาก (จาก 2 ถึง 8 g / l) ส่วนหนึ่งของอินทรียวัตถุถูกฝัง ดังนั้นออกซิเจนส่วนหนึ่งจะถูกลบออกจากวงจร

มีปัญหาทางชีวทรงกลมหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการไหลเวียนของออกซิเจนในบรรยากาศ

1) เมื่อเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล จะสูญเสียออกซิเจนจำนวนมาก

ปริมาณการใช้ออกซิเจนทั้งหมดต่อปีบนโลกคือ 230 พันล้านตัน จากด้านล่างสู่การหายใจของพืชและสัตว์ 2.6 พันล้านตัน ออกซิเดชันของดิน - 50 พันล้านตัน ส่วนที่เหลือเป็นกระบวนการเผาไหม้ เมื่อพิจารณาถึงการตัดไม้ทำลายป่าอย่างรวดเร็วของโลกและอัตราการเพิ่มขึ้นของอุตสาหกรรม เป็นเรื่องปกติที่อนาคตจะยังคงเพิ่มการบริโภคและลดการผลิตของ О2

2) จากกิจกรรมของมนุษย์ สารหลายร้อยชนิดเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นก๊าซเรือนกระจกและตัวทำลายชั้นโอโซนของสตราโตสเฟียร์ ตัวอย่างเช่น ชั้นโอโซนถูกทำลายเมื่อคลอรีนและไนโตรเจนเข้าสู่บรรยากาศ

ในสตราโตสเฟียร์ ภายใต้อิทธิพลของรังสีไอออไนซ์อย่างหนัก (น้อยกว่า 242 นาโนเมตร) โมเลกุลของ O2 จะแตกตัวเป็นอะตอม ซึ่งรวมกับโมเลกุลของ O2 และก่อตัวเป็นโอโซน (O3)

เป็นผลให้เกิดชั้นที่ป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลต A (< 280 нм), В (280 < <315 нм) и задерживающий большую часть ультрафиолета С (315 < 400 нм).

เมื่อโอโซนดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต พลังงานความร้อนจะถูกปล่อยออกมา เนื่องจากสตราโตสเฟียร์ร้อนขึ้น

ความหนาของชั้นโอโซนวัดในหน่วย Dobson (100 D.e = 0.1 ซม. ที่ความดันบรรยากาศปกติ)

ที่ขั้วมีโอโซนมากกว่า (301.6 CU) มากกว่าที่เส้นศูนย์สูตร แต่ความหนาของชั้นโทรโพสเฟียร์จะมากกว่าที่เส้นศูนย์สูตร ความเข้มข้นของโอโซนและอายุขัยของโอโซนนั้นแตกต่างกันไปตามระดับความสูงที่แตกต่างกัน แตกต่างกันไปในแต่ละช่วงเวลาของวัน ฤดูกาล ระดับความสูงแต่ละแห่งมีแหล่งที่มาของโอโซนและอ่างในตัวเอง การแลกเปลี่ยนมวลโอโซนก็เกิดขึ้นระหว่างละติจูดที่ต่างกันด้วย โดยทั่วไป การประมาณค่าปริมาณโอโซนที่หมุนเวียนในบรรยากาศนั้นเป็นกระบวนการที่ลำบากมากโดยให้ผลลัพธ์จริงโดยประมาณ

อ่านยัง

- วัฏจักรออกซิเจน

แหล่งกักเก็บออกซิเจนที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตต่างจากคาร์บอนนั้นมีปริมาณมหาศาลเมื่อเทียบกับฟลักซ์ของมัน

ดังนั้นปัญหาการขาดดุล O2 ทั่วโลกและลักษณะการปิดของการไหลเวียนจะหายไป วัฏจักรออกซิเจนทางชีวภาพคือ 270 Gt / ปี ออกซิเจนบนโลกเป็นแห่งแรกใน ... [อ่านเพิ่มเติม]

- วัฏจักรออกซิเจน

26). นอกจากนี้,…

อธิบายรายละเอียดวัฏจักรออกซิเจนในธรรมชาติ

- วัฏจักรออกซิเจน

มันไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศของโลกเสมอไป ปรากฏเป็นผลมาจากกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงและถูกแปลงเป็นโอโซนภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลต

ด้วยการสะสมของโอโซน การก่อตัวของชั้นโอโซนเกิดขึ้นในบรรยากาศชั้นบน … [อ่านเพิ่มเติม].

- วัฏจักรออกซิเจน

ออกซิเจนในบรรยากาศมีต้นกำเนิดจากชีวภาพและการไหลเวียนของออกซิเจนในชีวมณฑลดำเนินการโดยการเติมสำรองในบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์แสงของพืชและการดูดซึมระหว่างการหายใจของสิ่งมีชีวิตและการเผาไหม้เชื้อเพลิงในระบบเศรษฐกิจของมนุษย์ (รูปที่

- วงจรออกซิเจน

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบทั่วไป โดยที่ไม่มีสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้เป็นไปไม่ได้ ประกอบด้วยมวล 47.2% ของมวลเปลือกโลกในรูปของโลหะและอโลหะออกไซด์

- วัฏจักรชีวเคมี: วัฏจักรของออกซิเจน คาร์บอน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส กำมะถัน และน้ำ

วัฏจักรของออกซิเจน: ออกซิเจนมีบทบาทสำคัญในชีวิตของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่บนโลกของเรา ทุกคนต้องการมันสำหรับการหายใจ ออกซิเจนไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศของโลกเสมอไป ปรากฏเป็นผลจากกิจกรรมสำคัญของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสง

ประมาณหนึ่งในสี่ของอะตอมของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดเป็นออกซิเจน เนื่องจากจำนวนอะตอมของออกซิเจนในธรรมชาติไม่เปลี่ยนแปลง ด้วยการกำจัดออกซิเจนออกจากอากาศเนื่องจากการหายใจและกระบวนการอื่นๆ การเติมเต็มจึงควรเกิดขึ้น แหล่งออกซิเจนที่สำคัญที่สุดในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตคือคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ออกซิเจนเข้าสู่บรรยากาศส่วนใหญ่ผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งเกี่ยวข้องกับ CO2

ชั้นบรรยากาศของโลกเป็นแหล่งออกซิเจนที่สำคัญ

ออกซิเจนบางส่วนก่อตัวขึ้นในส่วนบนของบรรยากาศเนื่องจากการแตกตัวของน้ำภายใต้อิทธิพลของรังสีดวงอาทิตย์ ส่วนหนึ่งของออกซิเจนถูกปล่อยออกมาจากพืชสีเขียวในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงด้วย H2O และ CO2

ในทางกลับกัน CO2 ในบรรยากาศจะเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการเผาไหม้และการหายใจของสัตว์ O2 ในบรรยากาศถูกใช้ไปกับการก่อตัวของโอโซนในส่วนบนของชั้นบรรยากาศ การเกิดออกซิเดชันของหิน ในกระบวนการหายใจของสัตว์ และในปฏิกิริยาการเผาไหม้

การแปลง V2 เป็น CO2 นำไปสู่การปลดปล่อยพลังงาน ดังนั้น พลังงานจะต้องใช้ไปกับการแปลง CO2 เป็น О2

คุณสมบัติของการไหลเวียนของน้ำและสารบางชนิดในชีวมณฑล

พลังงานนี้กลายเป็นดวงอาทิตย์ ดังนั้น สิ่งมีชีวิตบนโลกจึงขึ้นอยู่กับกระบวนการทางเคมีที่เป็นวัฏจักร ซึ่งเป็นไปได้เนื่องจากการเข้ามาของพลังงานแสงอาทิตย์

การใช้ออกซิเจนเกิดจากคุณสมบัติทางเคมี ออกซิเจนถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะตัวออกซิไดซ์ ใช้สำหรับเชื่อมและตัดโลหะ ในอุตสาหกรรมเคมี - เพื่อให้ได้สารประกอบต่างๆ และทำให้กระบวนการผลิตบางอย่างเข้มข้นขึ้น

ในเทคโนโลยีอวกาศ ออกซิเจนถูกใช้เพื่อเผาผลาญไฮโดรเจนและเชื้อเพลิงประเภทอื่นๆ ในการบิน - ระหว่างเที่ยวบินที่ระดับความสูงสูง ในการผ่าตัด - เพื่อรองรับผู้ป่วยที่มีอาการหายใจลำบาก

บทบาททางชีวภาพของออกซิเจนเกิดจากความสามารถในการรักษาการหายใจ

เมื่อหายใจเข้าไป บุคคลจะใช้ออกซิเจนโดยเฉลี่ย 0.5 dm3 เป็นเวลาหนึ่งนาที ในระหว่างวัน - 720 dm3 และในระหว่างปี - 262.8 m3 ของออกซิเจน

วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ

งาน "C" USE_ 2007 - C 4

การปรับตัวของไม้ดอกไปสู่การอยู่ร่วมกันในชุมชนป่าเป็นอย่างไร? ระบุอย่างน้อย 3 ตัวอย่าง

1) การจัดเรียงเป็นชั้น ๆ เพื่อให้แน่ใจว่ามีการใช้แสงจากพืช

2) การออกดอกไม่พร้อมกันของพืชที่ผสมเกสรด้วยลมและแมลงผสมเกสร

ระบุอย่างน้อย 3 ความแตกต่างในโครงสร้างของเซลล์ในโปรคาริโอตและยูคาริโอต

1) สารนิวเคลียร์ไม่ได้แยกออกจากไซโตพลาสซึมโดยเมมเบรน

2) หนึ่งโมเลกุล DNA วงกลม - นิวคลีออยด์;

3) ออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่จะหายไป ยกเว้นไรโบโซม

การเปลี่ยนแปลงในระบบนิเวศของทุ่งหญ้าอาจทำให้จำนวนแมลงผสมเกสรลดลงได้อย่างไร

1) การลดลงของจำนวนแมลงผสมเกสร, การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสายพันธุ์ของพืช;

2) การลดจำนวนและการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของสายพันธุ์ของสัตว์กินพืชเป็นอาหาร;

3) ลดจำนวนสัตว์กินแมลง

อะไรคือผลที่ตามมาของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในรูปแบบต่างๆ ของมนุษย์?

ให้ผลอย่างน้อย 4 ประการ

1) การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงทำให้เกิดการสะสมของ CO 2 ในบรรยากาศและภาวะเรือนกระจก

2) งานของผู้ประกอบการอุตสาหกรรมก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมด้วยขยะมูลฝอย (อนุภาคฝุ่น) ผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซ (ไนโตรเจนออกไซด์ ฯลฯ ) ซึ่งทำให้เกิดฝนกรด

3) การใช้ฟรีออนนำไปสู่การก่อตัวของรูโอโซนและการแทรกซึมของรังสีอัลตราไวโอเลตซึ่งมีผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

4) การตัดไม้ทำลายป่า, การระบายน้ำของหนองน้ำ, การไถพรวนดินที่บริสุทธิ์นำไปสู่การทำให้เป็นทะเลทราย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ต้องขอบคุณความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีชีวภาพ จึงมีแหล่งอาหารใหม่ปรากฏขึ้น - โปรตีนที่ได้จากจุลินทรีย์

อะไรคือข้อดีของการใช้จุลินทรีย์ในการผลิตโปรตีนมากกว่าการใช้พืชและสัตว์ทางการเกษตรแบบดั้งเดิมเพื่อการนี้?

1) ไม่ต้องการพื้นที่ขนาดใหญ่สำหรับพืชผลและพื้นที่สำหรับปศุสัตว์ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงาน

2) จุลินทรีย์ปลูกในราคาถูกหรือเป็นผลพลอยได้จากการเกษตรหรืออุตสาหกรรม

3) ด้วยความช่วยเหลือของจุลินทรีย์จึงเป็นไปได้ที่จะได้รับโปรตีนที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ (เช่นโปรตีนจากอาหารสัตว์)

ปลาครีบไขว้สมัยใหม่อยู่ในสภาวะถดถอยทางชีวภาพ

โปรดแสดงหลักฐานของปรากฏการณ์นี้

1) ความอุดมสมบูรณ์ต่ำของสายพันธุ์: ปัจจุบันรู้จักปลาเหล่านี้เพียงชนิดเดียวเท่านั้น - ซีลาแคนท์;

2) พื้นที่การกระจายขนาดเล็ก: ปลาซีลาแคนท์มีการกระจายอย่าง จำกัด ในพื้นที่ของมหาสมุทรอินเดีย

3) ซีลาแคนท์ปรับให้เข้ากับชีวิตได้ในระดับหนึ่งเท่านั้น กล่าวคือ

เธอเป็นสายพันธุ์ที่มีความเชี่ยวชาญสูง

ระบุการเปลี่ยนแปลงอย่างน้อย 3 อย่างในระบบนิเวศป่าผสมผสานที่อาจเป็นผลมาจากการลดลงของนกกินแมลง

1) การเพิ่มจำนวนแมลง

2) ลดจำนวนพืชที่กินและเสียหายจากแมลง

3) ลดจำนวนสัตว์กินเนื้อที่กินนกกินแมลง

ความก้าวหน้าทางชีววิทยาของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนั้นมาพร้อมกับการเกิดขึ้นของการปรับตัวส่วนตัวหลายอย่าง - การปรับตัวตามความคิด

ปรับโครงสร้างภายนอกอย่างน้อย 3 สำนวนเพื่อให้ตัวตุ่นดำเนินชีวิตในโพรงใต้ดินได้สำเร็จ อธิบายคำตอบ

1) ขาหน้ารูปพลั่วดัดแปลงสำหรับการขุด 2) ไม่มีใบหู;

3) ขนสั้นไม่กีดขวางการเคลื่อนที่ในดิน

อธิบายลักษณะเด่นของขาหน้าของไพรเมตที่เอื้อต่อการพัฒนาของมือสำหรับกิจกรรมเครื่องมือในระหว่างการสร้างมานุษยวิทยา

1) ขาหน้าของประเภทโลภ, ฝ่ายค้านของนิ้วหัวแม่มือ;

2) การปรากฏตัวของเล็บ: ปลายนิ้วเปิดและมีความไวต่อการสัมผัสที่ดี

3) การปรากฏตัวของกระดูกไหปลาร้าให้การเคลื่อนไหวของส่วนหน้าที่หลากหลาย

aromorphoses ใดที่อนุญาตให้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแพร่กระจายอย่างกว้างขวางบนโลก?

1) เลือดอุ่นเนื่องจากหัวใจ 4 ห้อง, ปอดถุง, เส้นผม;

2) พัฒนาการของมดลูก การให้นมลูกด้วยน้ำนม

3) การจัดระเบียบระดับสูงของระบบประสาทส่วนกลางรูปแบบพฤติกรรมที่ซับซ้อน

ใช้วิธีการต่างๆ ในการควบคุมศัตรูพืชในการเกษตรและป่าไม้

ให้ข้อดีอย่างน้อย 3 ประการของการใช้วิธีการทางชีววิทยามากกว่าวิธีทางเคมี

1) วิธีการทางชีวภาพนั้นไม่เป็นอันตรายและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเนื่องจากเป็นการดึงดูดศัตรูตามธรรมชาติของศัตรูพืช

2) การเตรียมสารเคมียังเป็นพิษต่อแมลงที่เป็นประโยชน์ ทำให้ดินสกปรก หลอมรวมโดยพืชที่เติบโตบนนั้น และทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารของมนุษย์ปนเปื้อนได้ 3) การใช้วิธีการทางชีวภาพในการควบคุมศัตรูพืชมีส่วนช่วยในการอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพของธรรมชาติหรือการควบคุมศัตรูพืชชนิดหนึ่ง

ออกซิเจนไหลเวียนอยู่ในธรรมชาติ

สิ่งมีชีวิตมีบทบาทอย่างไรในกระบวนการนี้?

1) ออกซิเจนเกิดขึ้นในพืชระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

2) ในกระบวนการหายใจ สิ่งมีชีวิตใช้ออกซิเจน 3) ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ออกซิเจนเกี่ยวข้องกับกระบวนการรีดอกซ์ของการเผาผลาญพลังงานด้วยการก่อตัวของน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์

1) อาศัยอยู่ในร่างกายของโฮสต์, การป้องกันจากสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย, การจัดหาอาหาร, การไม่มีศัตรูมีส่วนทำให้ระบบอวัยวะบางส่วนลดลงและการก่อตัวของระบบสืบพันธุ์ที่พัฒนาแล้วสูง

2) จำนวนเต็มของร่างกายที่หนาแน่นป้องกันการย่อยอาหารและอวัยวะที่แนบมาเก็บไว้ในร่างกายของโฮสต์

3) การปฏิสนธิด้วยตนเอง, ภาวะเจริญพันธุ์สูง, วงจรการพัฒนาที่ซับซ้อนทำให้สามารถแพร่กระจายได้อย่างกว้างขวาง

สัญญาณใดในโครงสร้างของร่างกายที่เป็นเรื่องธรรมดาสำหรับมนุษย์และลิงใหญ่เท่านั้น?

1) การปรากฏตัวของเล็บแทนกรงเล็บ;

2) การปรากฏตัวของก้นกบและไม่มีหาง;

3) ระบบทันตกรรมเดียวกัน

4) รูปร่างคล้ายใบหู ใบหน้าไม่มีไรผมต่อเนื่อง

ผลกระทบของยานพาหนะต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

1.3.1 เสียงรบกวนคืออะไร

เสียงใด ๆ ที่ไม่พึงประสงค์สำหรับบุคคลนั้นเป็นเสียง ภายใต้สภาวะบรรยากาศปกติ ความเร็วของเสียงในอากาศคือ 344 m / s สนามเสียงเป็นพื้นที่ของพื้นที่ที่คลื่นเสียงแพร่กระจาย ...

เปลือกอากาศของโลก

9.
แนวคิดเรื่องภูมิอากาศ

สภาพภูมิอากาศเป็นระบอบสภาพอากาศระยะยาวโดยทั่วไปสำหรับพื้นที่ที่กำหนด สภาพภูมิอากาศมีอิทธิพลต่อระบอบการปกครองของแม่น้ำ การก่อตัวของดิน พืช และสัตว์ชนิดต่าง ๆ ดังนั้นในพื้นที่ที่พื้นผิวโลกได้รับความร้อนและความชื้นมาก ...

สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมและอาหารดัดแปลงพันธุกรรม

1.

สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (จีเอ็มโอ) เป็นสิ่งมีชีวิตที่จีโนไทป์ถูกดัดแปลงโดยวิธีทางพันธุวิศวกรรม คำจำกัดความนี้สามารถใช้ได้กับพืช สัตว์ และจุลินทรีย์ การเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม ...

ความสม่ำเสมอของการทำน้ำให้บริสุทธิ์ในแหล่งน้ำ

1.1 แนวคิด EIA

จนถึงปัจจุบัน เอกสารกำกับดูแลของรัสเซียที่ควบคุมการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม (EIA) ที่ถูกต้องเพียงฉบับเดียวคือระเบียบ "ว่าด้วยการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมในสหพันธรัฐรัสเซีย" (อนุมัติโดยหมายเลข

วัฏจักรออกซิเจน

ตามคำสั่งของกระทรวงทรัพยากรธรรมชาติของรัสเซียตั้งแต่ 18 ...

วัฏจักรของสารและพลังงานในธรรมชาติ

1.1 วงกลมของวัฏจักรของสาร

พลังงานแสงอาทิตย์บนโลกทำให้เกิดสสารสองรอบ: · ใหญ่ (ธรณีวิทยา) ปรากฏชัดเจนที่สุดในวัฏจักรของน้ำและการไหลเวียนของบรรยากาศ · ขนาดเล็ก ทางชีวภาพ (ไบโอติก) ...

วัฏจักรฟอสฟอรัส

2. วาดแผนภาพวงจรและแสดงการเคลื่อนที่ของสารประกอบที่มีฟอสฟอรัส

เขียนข้อความอธิบายสำหรับแผนภาพและให้คำตอบสำหรับคำถาม: 1.

วัฏจักรใดไม่มีอยู่ในวัฏจักรฟอสฟอรัส 2. ฟอสฟอรัสสะสมอยู่ที่ไหน? 3 ...

เขตอนุรักษ์ธรรมชาติแลปแลนด์: สภาพนิเวศวิทยาและมาตรการฟื้นฟู

7. กลไกการหมุนเวียนของสาร

การไหลเวียนของสารใน biogeocenosis เป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของชีวิต

มันเกิดขึ้นในกระบวนการของการก่อตัวของชีวิตและกลายเป็นความซับซ้อนมากขึ้นในการวิวัฒนาการของธรรมชาติที่มีชีวิต ในทางกลับกัน เพื่อให้การหมุนเวียนของสารเป็นไปได้ใน biogeocenosis ...

ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบเกษตร

4. คุณสมบัติของวัฏจักรของสารในระบบนิเวศเกษตร

การแลกเปลี่ยนมวลและพลังงานบนโลกนี้รวมถึงกระบวนการต่างๆ ของการเปลี่ยนแปลงของวัสดุและพลังงาน และการกระจัดในธรณีภาค ไฮโดรสเฟียร์ บรรยากาศ

ด้วยการถือกำเนิดของชีวิต วัฏจักรและกระแสเหล่านี้ทวีความรุนแรงขึ้น ...

การคุ้มครองทางกฎหมายของน้ำ

2.1.1. แนวคิดของ "การใช้น้ำ"

ในความสัมพันธ์กับความสัมพันธ์ทางสังคมที่เฉพาะเจาะจงจำนวนมากและหลากหลายที่เกิดขึ้นในกระบวนการของการใช้ทรัพยากรน้ำธรรมชาติ แนวคิดของ "การใช้น้ำ" ทำหน้าที่เป็นแนวความคิดโดยรวมแบบกลุ่มเดียว

มันควรจะถูกจดไว้ ...

พื้นฐานทางกฎหมายสำหรับการอนุญาตในด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม

1.1 แนวคิดการออกใบอนุญาต

การออกใบอนุญาตเป็นขั้นตอนในการออกเอกสารอนุญาตให้กับหัวข้อใดเรื่องหนึ่งสำหรับสิทธิในการมีส่วนร่วมในกิจกรรมบางอย่าง ซึ่งสะท้อนถึงข้อกำหนดและเงื่อนไขสำหรับการดำเนินกิจกรรมดังกล่าว Vinokurov A.Yu ...

ปัญหามลพิษทางอากาศ

1.1 แนวความคิดของธรณีสัณฐาน

ชีวมณฑล - เปลือกที่มีชีวิตของโลก ชีวมณฑลคือชุดของชั้นต่างๆ ของโลกที่สัมผัสกับสิ่งมีชีวิตตลอดประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยา

ศึกษาชีวมณฑลว่าเป็นเปลือกพิเศษของโลก ...

การแก้ปัญหาการกักเก็บคาร์บอนในระดับรัฐและระดับรัฐ

บทที่ 2 ผลกระทบของวัฏจักรคาร์บอนต่อสภาพอากาศโลก

ระดับปัจจุบันของการละเมิดสภาพแวดล้อมและความสมดุลบนโลก

แนวคิดของวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม

ในปัจจุบันเมื่อบุคคลที่พัฒนาวิทยาศาสตร์และพลังการผลิตระดับสูงเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของธรรมชาติอย่างรุนแรงตามกิจกรรมของเขา ปัญหาการอยู่ร่วมกันของมนุษย์ (สังคมมนุษย์) และธรรมชาติปรากฏขึ้น ...

มนุษย์ในฐานะสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาและสังคมของธรรมชาติ

2.
การมีส่วนร่วมของสิ่งมีชีวิตในวัฏจักรของสสารและพลังงาน ปัญหาการหยุดชะงักของวัฏจักรของสารในชีวมณฑล

หน้าที่หลักของชีวมณฑลคือเพื่อให้แน่ใจว่าการไหลเวียนขององค์ประกอบทางเคมีซึ่งแสดงออกในการไหลเวียนของสารระหว่างชั้นบรรยากาศ, ดิน, ไฮโดรสเฟียร์และสิ่งมีชีวิต ...

ระบบนิเวศน์

3.
วาดและอภิปรายแบบจำลองของวัฏจักรชีวภาพ (ชีวภาพ) ของสารอาหารโดยมีส่วนร่วมของผู้ผลิต ผู้บริโภค ผู้ย่อยสลาย อธิบายชื่อสิ่งมีชีวิตและบทบาทในวัฏจักร

ข้าว. แบบจำลองวัฏจักรชีวภาพ (ชีวภาพ) ของสารอาหาร-สารอาหารโดยมีส่วนร่วมของผู้ผลิต ผู้บริโภค ผู้ย่อยสลาย การไหลเวียนของสิ่งมีชีวิตนั้นมาจากการทำงานร่วมกันของสิ่งมีชีวิตหลักสามกลุ่ม: 1) ผู้ผลิต - พืชสีเขียว ...

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในโลก น้ำทะเลประกอบด้วยออกซิเจน 85.82% อากาศในบรรยากาศ 23.15% โดยน้ำหนัก หรือ 20.93% โดยปริมาตร และ 47.2% โดยน้ำหนักในเปลือกโลก ความเข้มข้นของออกซิเจนในบรรยากาศนี้คงที่โดยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ในขั้นตอนนี้ พืชสีเขียวเมื่อถูกแสงแดด จะเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นคาร์โบไฮเดรตและออกซิเจน

มวลหลักของออกซิเจนอยู่ในสถานะที่ถูกผูกไว้ ปริมาณออกซิเจนโมเลกุลในชั้นบรรยากาศมีเพียง 0.01% ของปริมาณออกซิเจนทั้งหมดในเปลือกโลก ในชีวิตของธรรมชาติ ออกซิเจนมีความสำคัญเป็นพิเศษ ออกซิเจนและสารประกอบของออกซิเจนมีความจำเป็นต่อการดำรงชีวิต พวกเขามีบทบาทสำคัญในกระบวนการเผาผลาญและระบบทางเดินหายใจ ออกซิเจนเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต ซึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ "สร้างขึ้น" ตัวอย่างเช่น ร่างกายมนุษย์มีออกซิเจนประมาณ 65%

สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ได้รับพลังงานที่จำเป็นต่อการทำงานที่สำคัญผ่านการออกซิเดชันของสารบางชนิดด้วยออกซิเจน การสูญเสียออกซิเจนในบรรยากาศอันเป็นผลมาจากกระบวนการหายใจ การสลายตัวและการเผาไหม้จะถูกแทนที่ด้วยออกซิเจนที่ปล่อยออกมาระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง การตัดไม้ทำลายป่า การพังทลายของดิน การทำเหมืองต่างๆ บนพื้นผิวช่วยลดสัดส่วนโดยรวมของการสังเคราะห์ด้วยแสง และลดวงจรในพื้นที่ขนาดใหญ่ พร้อมทั้งเป็นแหล่งรวมพลัง

เห็นได้ชัดว่าการได้รับออกซิเจนคือการสลายตัวด้วยแสงเคมีของไอน้ำในบรรยากาศชั้นบนภายใต้อิทธิพลของรังสีอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์ ดังนั้นโดยธรรมชาติแล้ววัฏจักรออกซิเจนจึงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งรักษาความคงตัวขององค์ประกอบของอากาศในบรรยากาศ (รูปที่ 3)

นอกจากวัฏจักรของออกซิเจนที่ไม่ถูกผูกไว้ตามที่อธิบายข้างต้นแล้ว องค์ประกอบนี้ยังมีวงจรที่สำคัญที่สุด ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของน้ำ วัฏจักรของน้ำ (H2O) ประกอบด้วยการระเหยของน้ำจากพื้นผิวบกและทางทะเล การขนส่งโดยมวลอากาศและลม การควบแน่นของไอระเหย ตามด้วยฝน ฝน หิมะ ลูกเห็บ หมอก

ข้าว. 3. วัฏจักรออกซิเจน

วัฏจักรไนโตรเจน

ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของสัตว์และพืช มันเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีน กรดอะมิโน กรดนิวคลีอิก คลอโรฟิลล์ เฮมส์ ฯลฯ ในเรื่องนี้ ไนโตรเจนจับจำนวนมากที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิต "ตาย อินทรียวัตถุ" และการกระจายตัวของทะเลและมหาสมุทร

แม้จะมีความซับซ้อนมากที่สุด แต่วัฏจักรไนโตรเจนนั้นรวดเร็วและไม่มีสิ่งกีดขวาง อากาศที่มีไนโตรเจน 78% ทำหน้าที่เป็นอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่และวาล์วนิรภัยสำหรับระบบ มันป้อนวัฏจักรไนโตรเจนอย่างต่อเนื่องในรูปแบบต่างๆ

วัฏจักรไนโตรเจนมีดังนี้ บทบาทหลักอยู่ในความจริงที่ว่ามันเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างที่สำคัญของร่างกาย - โปรตีนกรดอะมิโนและกรดนิวคลีอิก ในสิ่งมีชีวิตประมาณ 3% ของสต็อคไนโตรเจนที่ใช้งานอยู่ทั้งหมด พืชใช้ไนโตรเจนประมาณ 1%; รอบเวลาคือ 100 ปี

สารประกอบที่ประกอบด้วยไนโตรเจนจะถูกถ่ายโอนจากพืชที่ผลิตไปสู่ผู้บริโภค จากนั้นหลังจากกำจัดสารประกอบเอมีน-ออร์แกนิก ไนโตรเจนจะถูกปล่อยออกมาในรูปของแอมโมเนียหรือยูเรีย จากนั้นแวมโมเนียก็จะถูกแปลงด้วย (เนื่องจากการไฮโดรไลซิส)

ต่อจากนั้นไนเตรตจะเกิดขึ้นในกระบวนการออกซิเดชันของแอมโมเนียไนโตรเจน (ไนตริฟิเคชั่น) ซึ่งสามารถหลอมรวมโดยรากพืช

ส่วนหนึ่งของไนไตรต์-ไนเตรตในกระบวนการดีไนตริฟิเคชั่นจะลดลงจนเป็นโมเลกุลไนโตรเจนที่เข้าสู่บรรยากาศ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีทั้งหมดนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากกิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์ในดิน แบคทีเรียที่น่าทึ่งเหล่านี้ - ตัวตรึงไนโตรเจน - สามารถใช้พลังงานการหายใจเพื่อดูดซับไนโตรเจนในบรรยากาศโดยตรงและการสังเคราะห์โปรตีน ด้วยวิธีนี้ ไนโตรเจนประมาณ 25 กิโลกรัมต่อเฮกตาร์จะถูกนำเข้าสู่ดินทุกปี

แต่แบคทีเรียที่มีประสิทธิผลมากที่สุดจะอาศัยอยู่ร่วมกันกับพืชตระกูลถั่วในก้อนที่พัฒนาบนรากของพืช เมื่อมีโมลิบดีนัมซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและฮีโมโกลบินรูปแบบพิเศษ (กรณีพิเศษในพืช) แบคทีเรียเหล่านี้ (ไรโซเบียม) จะดูดซึมไนโตรเจนจำนวนมหาศาล ไนโตรเจนที่เกิดขึ้น (ที่ถูกผูกไว้) จะแพร่กระจายไปยังเหง้า (ส่วนหนึ่งของดิน) อย่างต่อเนื่องเมื่อก้อนแตกตัว แต่ไนโตรเจนยังคงเข้าสู่ภาคพื้นดินของพืช เป็นผลให้พืชตระกูลถั่วอุดมไปด้วยโปรตีนเป็นพิเศษและมีคุณค่าทางโภชนาการมากสำหรับสัตว์กินพืช สต็อกประจำปีจึงสะสมในพืชโคลเวอร์และหญ้าชนิต 150-140 กก. / เฮกแตร์

นอกจากพืชตระกูลถั่วแล้วแบคทีเรียดังกล่าวยังอาศัยอยู่บนใบของพืช (ในเขตร้อน) จากตระกูล Rublaceae เช่นเดียวกับแอคติโนมัยซีตบนรากของต้นไม้ชนิดหนึ่งช่วยตรึงไนโตรเจน ในสภาพแวดล้อมทางน้ำ สิ่งเหล่านี้คือสาหร่ายสีน้ำเงิน

ในทางกลับกัน แบคทีเรีย denitrifying จะย่อยสลายไนเตรต ปล่อย N 2 ซึ่งหลบหนีสู่ชั้นบรรยากาศ แต่กระบวนการนี้ไม่อันตรายมากนัก เพราะมันสลายตัวได้ประมาณ 20% ของไนโตรเจนทั้งหมด และเฉพาะในดินที่ปฏิสนธิด้วยปุ๋ยคอกมากเท่านั้น (ไนโตรเจนประมาณ 50-60 กิโลกรัมต่อเฮกตาร์) รูปแบบทั่วไปของวัฏจักรไนโตรเจนแสดงในรูปที่ 4

มะเดื่อ 4. แผนภาพวงจรไนโตรเจน

เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องศึกษาและควบคุมวัฏจักรไนโตรเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน biocenoses ของมนุษย์ เนื่องจากการหยุดชะงักเล็กน้อยในส่วนใดส่วนหนึ่งของวัฏจักรสามารถนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ร้ายแรง: มลภาวะทางเคมีอย่างรุนแรงของดิน แหล่งน้ำที่มากเกินไป และมลภาวะด้วยผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของ อินทรียวัตถุที่ตายแล้ว (แอมโมเนีย เอมีน ฯลฯ ) ปริมาณไนโตรเจนที่ละลายน้ำได้ในน้ำดื่มสูง

วัฏจักรไนโตรเจนในปัจจุบันได้รับอิทธิพลอย่างมากจากมนุษย์

ประการแรก การจัดหาไนโตรเจนออกไซด์จากชั้นบรรยากาศระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ CHPP การขนส่ง โรงงาน ("หางจิ้งจอก") ในพื้นที่อุตสาหกรรม ความเข้มข้นของพวกมันในอากาศจะกลายเป็นอันตรายอย่างมาก ภายใต้อิทธิพลของรังสี ปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิต (ไฮโดรคาร์บอน) กับไนโตรเจนออกไซด์เกิดขึ้นจากการก่อตัวของสารประกอบที่เป็นพิษสูงและเป็นสารก่อมะเร็ง ฝนกรดก็เกิดขึ้นเช่นกัน - ปรากฏการณ์ที่ pH ของฝนและหิมะลดลงเนื่องจากมลพิษทางอากาศที่มีออกไซด์ที่เป็นกรด (เช่นไนโตรเจนออกไซด์) เคมีของปรากฏการณ์นี้มีดังนี้ ในการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล เครื่องยนต์สันดาปและหม้อไอน้ำจะได้รับอากาศหรือส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ อากาศเกือบ 4/5 ประกอบด้วยก๊าซไนโตรเจนและออกซิเจน 1/5 ที่อุณหภูมิสูงที่สร้างขึ้นภายในการติดตั้ง ไนโตรเจนจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและไนโตรเจนออกไซด์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้:

N 2 + O 2 = 2NO - Q

ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาดูดความร้อนและในสภาพธรรมชาติเกิดขึ้นระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า และยังเกิดปรากฏการณ์แม่เหล็กอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันในบรรยากาศด้วย ทุกวันนี้บุคคลซึ่งเป็นผลมาจากกิจกรรมของเขาเพิ่มการสะสมของไนตริกออกไซด์ (II) บนโลกอย่างมาก ไนตริกออกไซด์ (II) ถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายเป็นไนโตรเจนออกไซด์ (IV) อยู่แล้วภายใต้สภาวะปกติ:

2NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2

กรดไนตริกและไนตรัสจะเกิดขึ้น ในหยดน้ำในบรรยากาศ กรดเหล่านี้จะแยกตัวออกจากการก่อตัวของไนเตรตและไนไตรต์ไอออน ตามลำดับ และไอออนจะตกลงไปในดินพร้อมกับฝนกรด

ประการที่สอง การผลิตปุ๋ยไนโตรเจนในปริมาณมาก (saltpeter) และการใช้งานทำให้เกิดการสะสมของไนเตรตมากเกินไป ไนโตรเจน ที่เข้าสู่ทุ่งนาในรูปของปุ๋ยจะหายไปเนื่องจากการชะล้างและการดีไนตริฟิเคชั่น

และสุดท้าย การปล่อยน้ำเสีย การไม่ปฏิบัติตามมาตรฐานสุขาภิบาล (การเดินสุนัข การทิ้งขยะอินทรีย์ที่ไม่มีการควบคุม การทำงานของระบบบำบัดน้ำเสียที่ไม่ดี ฯลฯ) ทำให้ระดับมลพิษทางชีวภาพเพิ่มขึ้น เป็นผลให้ดินปนเปื้อนด้วยแอมโมเนีย, เกลือแอมโมเนียม, ยูเรีย, อินโดล, เมอร์แคปแตนและผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวอินทรีย์อื่น ๆ ปริมาณแอมโมเนียเพิ่มขึ้นในดิน ซึ่งแบคทีเรียจะเปลี่ยนเป็นไนเตรต

Vyatka State Humanitarian University

ภาควิชาเคมี

วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ

งานนี้ทำโดยนักศึกษา

Kazakovtseva Natalia Yurievna

1.แนวคิดของวัฏจักร

วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ

1 ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับองค์ประกอบออกซิเจน

2 วัฏจักรออกซิเจน

บรรณานุกรม

1. แนวคิดเรื่องการหมุนเวียน

ก) การกระจายองค์ประกอบทางเคมีอย่างแพร่หลายในทุกธรณีสัณฐาน

ข) การโยกย้ายอย่างต่อเนื่อง (การเคลื่อนไหว) ขององค์ประกอบในเวลาและพื้นที่

วี) หลากหลายประเภทและรูปแบบการดำรงอยู่ของธาตุในธรรมชาติ

สารเคมีจำนวนมากถูกพัดพาไปตามน่านน้ำของมหาสมุทร สิ่งนี้ใช้ได้กับก๊าซที่ละลายในน้ำเป็นหลัก - คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน ไนโตรเจน น้ำเย็นที่ละติจูดสูงจะละลายก๊าซในบรรยากาศ เมื่อเข้าสู่เขตร้อนพร้อมกับกระแสน้ำในมหาสมุทรจะปล่อยออกมาเนื่องจากความสามารถในการละลายของก๊าซจะลดลงเมื่อถูกความร้อน การดูดซับและการปล่อยก๊าซยังเกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อนและฤดูหนาวสลับกัน

วัฏจักรขององค์ประกอบและสารเกิดขึ้นจากกระบวนการควบคุมตนเอง ซึ่งส่วนประกอบทั้งหมดของระบบนิเวศมีส่วนร่วม กระบวนการเหล่านี้ปราศจากของเสีย ธรรมชาติไม่มีอะไรที่ไร้ประโยชน์หรือเป็นอันตรายแม้แต่จากการปะทุของภูเขาไฟก็มีประโยชน์เนื่องจากองค์ประกอบที่จำเป็นเช่นไนโตรเจนกำมะถันเข้าสู่อากาศด้วยก๊าซภูเขาไฟ

มีสองวัฏจักรหลัก: ใหญ่ (ธรณีวิทยา) และเล็ก (ไบโอติก)

วัฏจักรอันยิ่งใหญ่ซึ่งกินเวลานานนับล้านปีประกอบด้วยการที่หินถูกทำลาย และผลิตภัณฑ์ที่ผุกร่อน (รวมถึงสารอาหารที่ละลายน้ำได้) ถูกกระแสน้ำไหลลงสู่มหาสมุทรโลก ที่ซึ่งพวกมันก่อตัวเป็นชั้นทะเลและกลับคืนสู่พื้นดินเพียงบางส่วนเท่านั้น ปริมาณน้ำฝน ... การเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยา กระบวนการทรุดตัวของทวีปและการเพิ่มของก้นทะเล การเคลื่อนที่ของทะเลและมหาสมุทรเป็นเวลานานนำไปสู่ความจริงที่ว่าชั้นเหล่านี้กลับสู่แผ่นดินและกระบวนการเริ่มต้นขึ้นอีกครั้ง

2. วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ

1 ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับองค์ประกอบออกซิเจน

HgO (t) → 2Hg + O 2

ในที่สุด Antoine Lavoisier ก็ค้นพบธรรมชาติของก๊าซที่เกิดขึ้นโดยใช้ข้อมูลจาก Priestley และ Scheele งานของเขามีความสำคัญอย่างมากเพราะต้องขอบคุณเธอทฤษฎี phlogiston ซึ่งครอบงำในเวลานั้นและขัดขวางการพัฒนาเคมี (phlogisto ́ n (จากภาษากรีก phlogistos - ติดไฟได้, ติดไฟได้) - "สารที่ลุกเป็นไฟ" สมมุติฐานควรจะเติมสารที่ติดไฟได้ทั้งหมดและปล่อยออกมาในระหว่างการเผาไหม้) Lavoisier ทำการทดลองเกี่ยวกับการเผาไหม้ของสารต่างๆ และหักล้างทฤษฎี phlogiston โดยเผยแพร่ผลลัพธ์เกี่ยวกับน้ำหนักของธาตุที่ถูกเผา น้ำหนักขี้เถ้าเกินน้ำหนักเริ่มต้นขององค์ประกอบ ซึ่งทำให้ Lavoisier มีสิทธิ์ที่จะยืนยันว่าปฏิกิริยาเคมี (ออกซิเดชัน) ของสารเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ ดังนั้นมวลของสารดั้งเดิมจึงเพิ่มขึ้น ซึ่งหักล้างทฤษฎีโฟลจิสตัน

ดังนั้นข้อดีของการค้นพบออกซิเจนจึงถูกแบ่งปันโดย Priestley, Scheele และ Lavoisier

อยู่ในธรรมชาติออกซิเจนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในโลก โดยสัดส่วนของมัน (ในองค์ประกอบของสารประกอบต่างๆ ส่วนใหญ่เป็นซิลิเกต) มีสัดส่วนประมาณ 47.4% ของมวลของเปลือกโลกที่เป็นของแข็ง ทะเลและน้ำจืดมีปริมาณออกซิเจนที่จับกับออกซิเจนจำนวนมาก - 88.8% (โดยมวล) ในบรรยากาศปริมาณออกซิเจนอิสระคือ 20.95% (โดยปริมาตร) ธาตุออกซิเจนมีอยู่ในสารประกอบมากกว่า 1,500 ชนิดในเปลือกโลก

คุณสมบัติทางกายภาพภายใต้สภาวะปกติความหนาแน่นของก๊าซออกซิเจนคือ 1.42897 g / l จุดเดือดของออกซิเจนเหลว (ของเหลวเป็นสีน้ำเงิน) คือ -182.9 ° C ในสถานะของแข็ง ออกซิเจนมีอยู่ในการดัดแปลงผลึกอย่างน้อยสามครั้ง ที่ 20 ° C ความสามารถในการละลายของก๊าซO 2: 3.1 มล. ต่อน้ำ 100 มล., 22 มล. ต่อเอทานอล 100 มล., 23.1 มล. ต่อ 100 มล. อะซิโตน มีของเหลวที่ประกอบด้วยฟลูออรีนอินทรีย์ (เช่น perfluorobutyltetrahydrofuran) ซึ่งความสามารถในการละลายออกซิเจนจะสูงกว่ามาก

คุณสมบัติทางเคมีองค์ประกอบถูกกำหนดโดยการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์: 2s 22p 4... มีความแข็งแรงสูงของพันธะเคมีระหว่างอะตอมในโมเลกุล O 2นำไปสู่ความจริงที่ว่าที่อุณหภูมิห้องออกซิเจนในก๊าซมีปฏิกิริยาทางเคมีค่อนข้างอ่อน โดยธรรมชาติแล้วจะค่อยๆ เข้าสู่การเปลี่ยนแปลงในกระบวนการสลายตัว นอกจากนี้ ออกซิเจนที่อุณหภูมิห้องสามารถทำปฏิกิริยากับฮีโมโกลบินในเลือดได้ (แม่นยำกว่าด้วยธาตุเหล็ก heme (II) (ฮีมเป็นอนุพันธ์ของพอร์ไฟรินที่มีอะตอมของธาตุเหล็กไบวาเลนต์อยู่ตรงกลางของโมเลกุล) ซึ่งช่วยให้ถ่ายเทออกซิเจนจาก ระบบทางเดินหายใจไปยังอวัยวะอื่น

เมื่อถูกความร้อนแม้เพียงเล็กน้อย ปฏิกิริยาของออกซิเจนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อจุดไฟ มันจะทำปฏิกิริยากับการระเบิดด้วยไฮโดรเจน มีเทน ก๊าซที่ติดไฟได้อื่นๆ ด้วยสารธรรมดาและสารเชิงซ้อนจำนวนมาก เป็นที่ทราบกันดีว่าเมื่อให้ความร้อนในบรรยากาศที่มีออกซิเจนหรือในอากาศ สารที่มีความซับซ้อนและซับซ้อนจำนวนมากจะเผาไหม้ และออกไซด์ต่างๆ เปอร์ออกไซด์และซูเปอร์ออกไซด์ต่างๆ เช่น SO 2, เฟ 2อู๋ 3, ชม 2อู๋ 2, BaO 2, KO 2.

นู๋ 2+ โอ 2= 2H 2О + 571 kJ

ด้วยไนโตรเจน N 2ออกซิเจนทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ 1500-2000 ° C) หรือโดยการปล่อยประจุไฟฟ้าผ่านส่วนผสมของไนโตรเจนและออกซิเจน ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ไนตริกออกไซด์ (II) จะเกิดขึ้นแบบย้อนกลับได้:

2+ โอ 2= 2NO.

ไม่ + โอ 2= 2NO 2

ด้วยฟลูออรีนที่ไม่ใช่โลหะที่มีฤทธิ์มากที่สุด ออกซิเจนจะก่อตัวเป็นสารประกอบในสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวก ดังนั้น ในสารประกอบ O 2F 2สถานะออกซิเดชันของออกซิเจนคือ +1 และในสารประกอบO 2ฉ - +2. สารประกอบเหล่านี้ไม่ได้เป็นของออกไซด์ แต่เป็นของฟลูออไรด์ ออกซิเจนฟลูออไรด์สามารถสังเคราะห์ได้ทางอ้อมเท่านั้น เช่น โดยทำปฏิกิริยากับฟลูออรีน F 2บนสารละลายน้ำเจือจางของ KOH

องค์ประกอบทางเคมีของวงจรออกซิเจน

2.2 วัฏจักรออกซิเจน

ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในโลก น้ำทะเลประกอบด้วยออกซิเจน 88.8% อากาศในบรรยากาศ 23.15% โดยน้ำหนัก หรือ 20.95% โดยปริมาตร และ 47.4% โดยน้ำหนักในเปลือกโลก

มะเดื่อ 1. รูปแบบเงื่อนไขของการสังเคราะห์ด้วยแสง

อู๋ 2→ โอ 2*

อู๋ 2*+ โอ 2→ โอ 3+ โอ

โอ + โอ 2→ โอ 3

อู๋ 3 → 3O 2

มะเดื่อ 2. วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ

ในเวลาเดียวกัน กิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ทำให้เกิดการเสียรูปของวัฏจักรธรรมชาติของการถ่ายเทมวล และด้วยเหตุนี้ การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของสิ่งแวดล้อม การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นเร็วกว่ากระบวนการของการปรับตัวทางพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตและการเกี้ยวพาราสีเกิดขึ้น บ่อยครั้ง การดำเนินการทางเศรษฐกิจถือว่าไม่ดีหรือไม่สมบูรณ์จนก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างเฉียบพลัน การศึกษากระบวนการถ่ายโอนมวลซึ่งเชื่อมต่อเปลือกโลกทั้งหมดเป็นชิ้นเดียว ควรช่วยสร้างระบบสำหรับตรวจสอบสถานะทางนิเวศวิทยาและธรณีเคมีของสิ่งแวดล้อม และพัฒนาการคาดการณ์ทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมของกิจกรรมทางเศรษฐกิจ และเทคโนโลยีใหม่ๆ

บรรณานุกรม

1. Dobrovolsky V.V. พื้นฐานของชีวธรณีเคมี หนังสือเรียน. หนังสือเรียนสำหรับ geogr., biol., geol., s.-kh. ผู้เชี่ยวชาญ. มหาวิทยาลัย ม.: สูงกว่า โรงเรียน 2541

2.Kamenskiy A.A. , Sokolova N.A. , Valovaya M.A. พื้นฐานของชีววิทยา. จบหลักสูตรการศึกษาทั่วไป มัธยม/ เอ.เอ. คาเมนสกี้ N.A. โซโคโลวา ทั้งหมด. - ม.: สำนักพิมพ์ "สอบ", 2547 - 448 หน้า

แหล่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต http://ru.wikipedia.org/

วัฏจักรของออกซิเจนเกิดขึ้นระหว่างชั้นบรรยากาศและสิ่งมีชีวิตเป็นหลัก (รูปที่ 1.17)

ออกซิเจนมีบทบาทสำคัญในชีวิตของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ในโลกของเรา ในเชิงปริมาณ นี่คือองค์ประกอบหลักของสิ่งมีชีวิต ภายในชีวมณฑล มีการแลกเปลี่ยนออกซิเจนอย่างรวดเร็วกับสิ่งมีชีวิตหรือส่วนที่เหลือของพวกมันหลังความตาย พืชผลิตออกซิเจนฟรีอันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสง และสัตว์ต่าง ๆ เป็นผู้บริโภคโดยเป็นผลมาจากการหายใจของเซลล์ ออกซิเจนส่วนใหญ่ผลิตโดยพืชบก - เกือบ 3/4 ส่วนที่เหลือ - โดยแบคทีเรียสังเคราะห์แสงของมหาสมุทรโลก จากที่กล่าวไว้โดยไม่คำนึงถึงกิจกรรมของมนุษย์ กระบวนการทั้งสองนี้สร้างสมดุลระหว่างกันด้วยความแม่นยำสูง การสะสมของออกซิเจนในบรรยากาศไม่เกิดขึ้นและปริมาณยังคงอยู่

ข้าว. 1.16.

ถาวร - 20.94% ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบที่อุดมสมบูรณ์และเคลื่อนที่ได้มากที่สุดในโลก ออกซิเจนไม่ได้จำกัดการมีอยู่และหน้าที่ของชีวมณฑล

วัฏจักรของออกซิเจนในชีวมณฑลนั้นซับซ้อนอย่างยิ่ง เนื่องจากทำปฏิกิริยากับสารอินทรีย์และอนินทรีย์จำนวนมาก ในบรรยากาศชั้นบน

แสงอัลตราไวโอเลตแบบแข็ง

ข้าว. 1.17.

ฉัน | เจ ฉัน IJ

ปิด 02 ^ H 2 C ^ ~> 2 0 0 2 + 2Ca-2C0 2

_! ^ หน้า 2 __ \ _ 31^_ ./ ที่

หน้าจอโอโซน ^ b^ 02 * ~ ° _____ จาก 9

° 2--? พี^ R ~ ______ ภูเขาไฟ csp:

"วี "^^ ออกซิไดท์

(ดังนั้น T ^ Zh''Zh ช.ข ลมแรง

แพลงก์ตอนพืช [การลดน้อยลง

"ล-, 1 ^, msh " ดี นู๋ ม * | >)

พื้นที่ส่องสว่างที,; "h n, s 2 - *> n2 หน้า (- * nso + n ^ 2NSO: - * s 2 :! |

(25-35 กม.) ภายใต้การกระทำของรังสีอัลตราไวโอเลตโอโซนเกิดจากออกซิเจน (03):

พลังงานแสงอาทิตย์ประมาณ 5% ที่จ่ายให้กับโลกนั้นใช้ไปในการสร้างโอโซน

เป็นที่ยอมรับว่า 23% ของออกซิเจนที่เกิดขึ้นในกระบวนการสังเคราะห์แสงถูกใช้ไปทุกปีสำหรับความต้องการทางอุตสาหกรรมและในประเทศ และตัวเลขนี้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

วัฏจักรของออกซิเจนมีอายุประมาณ 2 พันปี มันเป็นช่วงเวลาที่ออกซิเจนทั้งหมดผ่านสิ่งมีชีวิต

วัฏจักรที่คล้ายกันเป็นเรื่องปกติสำหรับสารอาหารอื่นๆ (กำมะถัน แคลเซียม ฯลฯ)

การไหลเวียนของสสารบนโลกได้รับการสนับสนุนโดยพลังงานซึ่งเป็นแหล่งหลักคือดวงอาทิตย์ ระยะเวลาของวัฏจักรหนึ่งหรือรอบอื่นประมาณตามเวลาที่จำเป็นเพื่อให้มวลทั้งหมดของสารที่กำหนดสามารถหมุนรอบครั้งเดียวบนโลกในขั้นตอนเดียวหรืออย่างอื่น (ตารางที่ 1.9)

ตาราง1.9

เวลาหมุนเวียนของสารทั้งหมดบนโลก

บทบาทของสิ่งมีชีวิตในการเคลื่อนไหวและการกระจายของสสารบนพื้นผิวโลกนั้นยอดเยี่ยมมาก พืชสีเขียวมีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้

ความรู้เกี่ยวกับวัฏจักรของสสารบนโลกมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างมาก เนื่องจากมันส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อชีวิตมนุษย์ ในทางกลับกัน ด้วยการพัฒนาพลังทางเทคนิค บุคคลมีอิทธิพลต่อวัฏจักรทางชีววิทยาของสารมากขึ้น

หลักการที่สามของการทำงานของระบบนิเวศธรรมชาติ

เมื่อเคลื่อนที่ไปสู่ระดับโภชนาการที่สูงขึ้น ชีวมวลจะลดลง เมื่อระดับโภชนาการเพิ่มขึ้น ชีวมวลจะลดลง 10 เท่าหรือมากกว่า เนื่องจาก:

1) ส่วนใหญ่ของอาหารย่อย (80-90%) ถูกใช้ในการผลิตพลังงานสำหรับร่างกายเพื่อทำหน้าที่สำคัญ
2) สัดส่วนที่สำคัญของชีวมวลของระดับโภชนาการก่อนหน้านั้นไม่ได้หลอมรวมและกลับสู่ระบบนิเวศในรูปของอุจจาระ
3) เศษส่วนบางส่วน (มักมีนัยสำคัญ) ของชีวมวลของระดับโภชนาการก่อนหน้านั้นไม่ได้ถูกใช้โดยผู้บริโภคในระดับโภชนาการถัดไป

ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าเหตุใดชีวมวลของผู้บริโภคขั้นต้นจึงน้อยกว่าชีวมวลของผู้ผลิตหลายเท่า เช่นเดียวกับที่สังเกตได้ในระดับโภชนาการที่สูงขึ้น (รูปที่ 1.18)

ข้าว. 1.18.

(บี. เนเบล)

จากสิ่งที่กล่าวกันว่ายิ่งมวลชีวภาพของประชากรมากเท่าใด ระดับโภชนาการของมันก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น

ดังนั้นจึงมีหลักการสำคัญ 3 ประการในการทำงานของระบบนิเวศธรรมชาติ:

1. ระบบนิเวศธรรมชาติทำงานโดยคำนึงถึงสภาพแวดล้อมที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษและพลังงานแสงอาทิตย์เกือบชั่วนิรันดร์ ซึ่งปริมาณดังกล่าวมีมากเกินไปและคงที่
2. โดยธรรมชาติแล้ว วัฏจักรของสารอาหารทั้งหมดจะดำเนินการ
3. ที่ปลายยาว ห่วงโซ่อาหารไม่สามารถมีชีวมวลขนาดใหญ่ได้

ปัญหาทางนิเวศวิทยาในสมัยของเรานั้นเชื่อมโยงกับความจริงที่ว่ามนุษย์ละเมิดหลักการที่ระบุ: ไม่มีสารอาหารคืนสู่ระบบนิเวศอย่างสมบูรณ์ ใช้พลังงานเชื้อเพลิงซึ่งนำไปสู่มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม มนุษยชาติเป็นส่วนใหญ่ในระดับโภชนาการที่สามและจำนวนไม่ควรสูงเกินไป

2.2 วัฏจักรออกซิเจน

6CO 2 + 6H 2 O + พลังงานแสง = C 6 H 12 O 6 + 6O 2

มะเดื่อ 1. รูปแบบเงื่อนไขของการสังเคราะห์ด้วยแสง

O 2 * + O 2> O 3 + O

มะเดื่อ 2. วัฏจักรของออกซิเจนในธรรมชาติ

ข้าว. 3. แผนภาพวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ

บรรณานุกรม

2. Kamensky A.A. , Sokolova N.A. , Valovaya M.A. พื้นฐานของชีววิทยา. จบหลักสูตรมัธยมศึกษาตอนต้น / A.A. คาเมนสกี้ N.A. โซโคโลวา ทั้งหมด. - ม.: สำนักพิมพ์ "สอบ", 2547 - 448 หน้า

3. ทรัพยากรอินเทอร์เน็ต http://ru.wikipedia.org/