Biogeochemické cykly a typy

Problém odpadu je desivou vecou pre ľudí v rôznych častiach sveta. Nie je nezvyčajné, že chudobné krajiny prehltnú horkú pilulku, aby sa stali miestom vývozu odpadu z priemyselných krajín. Nielen plastový odpad sa prirodzene rozkladá len veľmi ťažko, chemický a toxický odpad straší aj v rôznych krajinách.

Na svete však existuje aj veľa krajín, ktoré sú schopné tento odpad recyklovať a majú ekonomické výhody. No, viete, že príroda poskytuje aj organizmy schopné recyklovať chemikálie a ďalšie chemikálie nazývané biogeochemický cyklus. Čo je to biogeochemický cyklus a aké sú jeho typy?

Biogeochemický cyklus je recyklácia chemikálií a iných chemických látok, ktoré zahŕňajú živé bytosti. Bio znamená organizmy alebo živé bytosti a geo predstavuje rock, vzduch alebo voda. Všeobecne teda možno biogeochémiu definovať ako cirkuláciu chemických prvkov z prostredia biotických zložiek a späť do prostredia a proces prebieha opakovane a nekonečne.

Ak organizmus zomrie, organický materiál obsiahnutý v tele organizmu sa rozdelí na anorganické látky a vráti sa späť do životného prostredia. Tento biogeochemický cyklus je tiež známy ako cyklus živín alebo kolobeh živín.

Biogeochemický cyklus funguje ako materiálový cyklus, ktorý vracia všetky chemické prvky používané všetkým na Zemi, biotické aj abiotické zložky, aby bolo možné zachovať život na zemi.

Existuje 5 typov biogeochemických cyklov, vrátane cyklu vody, cyklu fosforu, cyklu síry, cyklu dusíka a cyklu uhlíka.

Cyklus vody alebo Hydrológia

Vodný cyklus alebo hydrologický cyklus je pohyb vody zo Zeme do atmosféry a späť na Zem, ktorý prebieha nepretržite za účelom vytvorenia obehu. Tento vodný cyklus nastáva so slnečným žiarením, ktoré odparuje vodu v oceánoch, riekach a jazerách, čo sa nazýva odparovanie.

Voda sa stane vodnou parou a bude stúpať do atmosféry, aby sa z nej stali ľadové častice alebo kvapôčky vody, pretože teplota v atmosfére je veľmi nízka. Tieto častice vody vytvoria mrak, ktorý sa nazýva kondenzácia. Ak vzduch nie je schopný odolať týmto kvapôčkam vody, padá ako dážď alebo sneh, ktorý sa nazýva zrážky.

(Prečítajte si tiež: Zákon stáleho porovnania v chémii)

Časť tejto padajúcej vody bude absorbovaná rastlinami a pôdou, časť bude stagnovať na povrchu Zeme v podobe jazier alebo rybníkov, časť bude prúdiť do riek a oceánov.

Cyklus fosforu

Fosforový cyklus je pohyb fosforu z atmosféry na zem a späť do atmosféry, ktorý prebieha nepretržite za vzniku obehu. Fosfor má schopnosť vytvárať vysokoenergetické chemické väzby a tento fosfor je veľmi dôležitý pri energetickej premene všetkých organizmov.

Cyklus fosforu začína prítomnosťou anorganického fosfátu v pôde, ktorý je absorbovaný rastlinami. Zvieratá, ktoré jedia rastliny, dostanú fosfor z rastlín, ktoré konzumujú. Okrem toho mŕtve rastliny alebo živočíchy alebo zvyšky exkrécie zvierat, moč aj výkaly v pôde rozkladom baktérií, štiepia organický fosfát na anorganický fosfát, ktorý sa bude uvoľňovať do ekosystému.

Sírny cyklus

Ďalším biogeochemickým cyklom je cyklus síry. Jedná sa o pohyb síry z atmosféry na zem a späť do atmosféry, ku ktorému neustále dochádza pri formovaní obehu. Síra je v tele organizmov podstatnou zložkou bielkovín, zatiaľ čo v prírode je buď síra, alebo síra obsiahnutá v pôde vo forme pôdnych minerálov a v atmosfére vo forme plynného oxidu siričitého.

Plynný oxid siričitý v atmosfére reaguje s kyslíkom a vodou za vzniku kyseliny sírovej, ktorá pri páde na zem vytvorí síranové ióny a bude absorbovaná rastlinami za vzniku bielkovín v tele. Takže keď ľudia a zvieratá jedia rastliny, dôjde k prenosu sírnych prvkov z rastliny do zvieraťa alebo ľudského tela.

Dusíkový cyklus

Dusíkový cyklus je pohyb dusíka z atmosféry na zem a späť do atmosféry, ktorý prebieha nepretržite za vzniku obehu. Dusík v prírode existuje vo forme organických zlúčenín, ako sú močovina, bielkoviny a nukleové kyseliny, alebo ako anorganické zlúčeniny, ako sú amoniak, dusitany a dusičnany.

Dusík nie je potrebný vo forme prvkov, ale v zlúčeninách, z ktorých jednou je zemská atmosféra obsahujúca 78 percent dusíka. Tento dusíkový cyklus je rozdelený do niekoľkých procesov, vrátane:

  • Fixácia, proces fixácie alebo odberu voľného dusíka zo vzduchu na zlúčeniny dusíka, ktoré môžu rastliny používať.
  • Amonifikácia, proces formovania monia z dusíka, ktorý bol fixovaný
  • Nitrifikácia, proces premeny amónia na dusičnan aktivitou enzýmu dusičnanu, ktorý je vlastníctvom nitrifikačných baktérií
  • Asimilácia, proces využívania dusičnanov v procese fotosyntézy rastlín
  • Denitrifikácia, proces uvoľňovania dusíka späť do vzduchu

Uhlíkový cyklus

Tento uhlíkový cyklus začína používaním CO2 v rastlinách a procesom fotosyntézy ho premieňa na organické zlúčeniny, konkrétne na glukózu. Ďalej je glukóza usporiadaná do škrobu a prevedená na ďalšie zlúčeniny cukru, tuky, bielkoviny a vitamíny. V procese dýchania rastlín a živočíchov sa CO2 regeneruje.

Zvieratá dostávajú uhlík po požití rastlín a telá mŕtvych zvierat a rastlín sa rozkladajú na oxid uhličitý, vodu a minerály. Vznikajúci oxid uhličitý sa uvoľňuje do atmosféry, v normálnom ekosystéme existuje rovnováha medzi cyklom uhlíka a kyslíka.