37 Круговорот веществ в окружающей среде. Понятие о биологическом круговороте вещества.

Все вещества на нашей планете находятся в процессе биохимического кругооборота веществ. Выделяют 2 основных кругооборота большой или геологический и малый или химический.

Большой кругооборот длится миллионы лет. Он заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, продукты разрушения сносятся потоками воды в Мировой океан или частично возвращаются на сушу вместе с осадками. Процессы опускания материков и поднятия морского дна в течении длительного времени приводят к возвращению на сушу этих веществ. И процессы начинаются вновь.

Малый кругооборот, являясь частью большого, происходит на уровне экосистемы и заключается в том, что питательные вещества почвы, вода, углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и жизненные процессы. Продукты распада почвенной микрофлоры вновь разлагаются до минеральных компонентов, доступных растениям и вновь вовлекаются в поток вещества.

Кругооборот химических веществ из неорганической среды через растения и животные обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии химической реакций называется биохимическим циклом.

Содержание химических элементов в теле человека. О2 - 62,81 %, С - 19,37 %, H - 9,31 %, N - 5,14 %, Ca - 1,38 %, Р - 0,64 %, S - 0,63 %, Na - 0,26 %, К - 0,22 %, Cl - 0,18 %, Mg - 0,04 %, F - 0,009 %, Fe - 0,005 %, Mn - 0,0001 %.

Микро и макро элементы.

Человек :

Макро: С, Н, N, О, S, Р.

Микро: Cu, Mn, Fe, Zn, Mo, F, I, Se.

Растения:

Микро для фотосинтеза: Mg, Fe, Zn, V, Cl.

1 .Кругооборот углерода.

Сложный механизм эволюции на Земле определяется химическим элементом “углерод”. Углерод - составная часть скальных пород и в виде СО2 - часть атмосферного воздуха. Источники СО2 - вулканы, дыхание, лесные пожары, сжигание топлива, промышленность и др.

Атмосфера интенсивно обменивается СО2 с мировым океаном, где его в 60 раз больше, чем в атмосфере, т.к. СО2 хорошо растворяется в воде (чем ниже температура - тем выше растворимость, т.е. СО2больше в низких широтах). Океан действует как гигантский насос: поглощает СО2 в холодных областях и частично “выдувает” в тропиках.

Избыточное количество СО2 в океане соединяется с водой, образуя угольную кислоту. Соединяясь с Са, К, Na, образует стабильные соединения в виде карбонатов, которые оседают на дно.

Фитопланктон в океане в процессе фотосинтеза поглощает СО2. Умирая, организмы попадают на дно и становятся частью осадочных пород. Это показывает взаимодействие большого и малого кругооборота веществ.

Углерод С из молекулы СО2 в ходе фотосинтеза включается в состав глюкозы, а затем в состав более сложных соединений, из которых построены растения. В дальнейшем они переносятся по пищевым цепям и образуют ткани всех остальных живых организмов в экосистеме и возвращаются в окружающую среду в составе СО2.

Также углерод присутствует в нефти и угле. Сжигая топливо, человек также завершает цикл углерода, содержащегося в топливе - так возникает био- технический кругооборот углерода.

Оставшаяся масса углерода находится в карбонатных отложениях дна океана (1,3-1016 т), в кристаллических породах (1-1015 т), в угле и нефти (3,4- 1015 т). Этот углерод принимает участие в экологическом кругообороте. Жизнь на Земле и газовый баланс атмосферы поддерживается относительно небольшим количеством углерода (5-109 т).

2. Кругооборот фосфора.

Этот элемент входит в состав генов и молекул, переносящих энергию внутри клеток, в костную ткань. В различных минералах фосфор содержится в виде ионов PO43-. Фосфаты растворимы в воде, но не летучи. Растения поглощают ионы PO43- из водного раствора и включают в состав различных органов соединений. По пищевым цепям он переходит от растений к другим организмам. На каждом этапе фосфор может быть выведен из организма в составе мочи.

Разница с кругооборотом углерода - в кругообороте углерода есть газообразная фаза (СО2), у фосфора - газовой фазы нет.

Фосфаты циркулируют в экосистеме лишь в том случае, если содержащие фосфор отходы жизнедеятельности откладываются в местах поглощения данного элемента. В естественных экосистемах так и происходит. Фосфор может также поступать с моющими средствами и удобрениями.

3. Кругооборот азота.

Азот входит в состав белков.

Кругооборот азота несколько сложен, т.к. он включает газообразную и минеральную фазу.

Основная часть азота находится в воздухе (78 %). Однако растения не могут усваивать азот непосредственно, а только в виде ионов NH4+ и NO3-.

Существуют бактерии и сине-зелёные водоросли, способные превращать газообразный азот в ионы. Важнейшую роль среди азотофиксирующих организмов играют бактерии, живущие на клубеньках бобовых растений. Растения обеспечивают бактерии местообитанием и пищей (сахарами), получая от них взамен доступную форму азота. По пищевым цепям органический азот передаётся от бобовых к другим организмам экосистемы. Органические соединения азота после гибели организмов при помощи бактерий разлагаются до аммиака и нитратов (NO3). Нитраты частично вновь поглощаются растениями, частично восстанавливаются до N2, вновь поступающего в атмосферу.

Насколько регулярно осуществляется кругооборот любого элемента, зависит продуктивность экосистемы, что важно для с/хозяйства и выращивания лесов. Вмешательство человека нарушает процессы кругооборота. Вырубка леса и сжигание топлива влияет на кругооборот углерода.

Считается, что время переноса углерода - 8 лет, N2 - 110 лет, кислорода - 2500 лет.

Норма выплат за выбросы в окружающую среду от промышленных источников.

К нормативным актам в области защиты окружающей среды от загрязнений относятся экологические платежи за загрязнение окружающей среды, которые следуют за несоблюдение других нормативных актов (Конституция РФ от 12.12 93., Федеральный закон «Об охране окружающей среды», ГОСТ Р8. 589-2001 и постановления Правительства РФ).

Существует 3 категории документа:

1. Требования законодательства РФ

2. Нормативно методическое обеспечение

3. Ответственность за неуплату

Платность использования природных ресурсов в соответствии с ФЗ «об охране окружающей среды». Плата взимается за выбросы, сбросы, размещение отходов. Данная плата относится к обязательным платежам.

Плательщики: предприятия, организации, юридические и физические лица,, осуществляющие любые виды деятельности на территории РФ, связанные с природопользованием.

Порядок исчисления и применения нормативов платы определяется Правительством РФ, чтобы рассчитать размер платежей, нужно знать размер выбросов и базовые нормативы платы. Существуют предельно допустимые количества, если фактические объемы выбросов по итогам года их превышают, то плата взимается в 5тикратном размере.

Виды экологических платежей:

1. Плата за выбросы загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников

2. Плата за выбросы и сбросы загрязняющих веществ в водные объекты

3. Плата за размещение отходов

4. Плата за другие виды вредного воздействия на окружающую среду

Плата за загрязнение окружающей среды представляет собой форму возмещения экологического ущерба от выбросов и сбросов вредных веществ в окружающую среду.

Стимулирование, снижение, поддержание выбросов и сбросов в пределах нормативов. Стимулирование, осуществление затрат на проектирование и строительство природоохранных объектов и технологий.

Однако, внесение платы за загрязнение не освобождает природопользователей от мероприятий по охране окружающей среды, а также уплаты санкций за загрязнение окружающей среды и возмещение труда в размере вреда, причиненного окружающей среде.