План:

Введение

1. Классификация наиболее распространенных в природе химических элементов

1.Круговороты химических элементов

1.1Круговорот азота в природе

1.2Круговорот кислорода

1.3Круговорот фосфора

1.4 Круговорот углерода

2. Человек…

3.Металлы в природе

3.1 Кальций

3.2 Магний

3.3Железо

Введение

Видно, чем-то похожа

На камень вода.

И в далеком родстве

Светлячок и звезда.

Что все это роднит:

Облака и гранит,

Человека, и звезды, и птиц?

Сложен мир.

Сложен мир из мельчайших частиц.

Ефим Ефимовский

Мир состоит из химических элементов.

Химические элементы являются кирпичиками мироздания.

Все многообразие окружающей нас действительности (и мы сами) состоит из комбинаций атомов сравнительно небольшого числа химических элементов. Около 90 элементов существует в природе (остальные получены искусственно с помощью ядерных реакций). Организм человека содержит около 70 элементов.

Всего лишь 8 элементов - кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний – составляют по массе 99% земной коры, причем половина приходится на кислород, а четверть – на кремний.

Поскольку все живое и окружающая живое среда состоят из атомов определенных элементов, совершенно ясно, что любое экологическое взаимоотношение только тогда будет глубоко раскрыто и понятно, когда будут проанализированы атомно-молекулярные основы этого взаимоотношения. Циклические перемещения химических элементов в биосфере придают последней определенную стабильность и обуславливают ее специфические свойства. Поэтому рассмотрение вопросов превращения элементов в природе, роли, которую они играют для биосферы, ее живых и неживых компонентов является ключевым моментом для понимания основ той или иной экологической проблемы.

1. Классификация наиболее распространенных в природе химических элементов

Из химических элементов, встречающихся в природе в существенных количествах (а таких ~ 50), примерно половину составляют биогенные элементы. Они жизненно необходимы организмам.

Оставшаяся половина – второстепенные элементы, не представляющие какой-либо известной ценности для живой клетки. Сам термин «второстепенные элементы» не совсем удачен. В природе нет таких элементов, к которым можно бы было относиться пренебрежительно Второстепенность здесь следует понимать как редкость, слабое распространение атомов некоторых химических элементов в составе живой природы.

В свою очередь, биогенные элементы делят на макро- и микроэлементы.

Макроэлементы (у животных к ним обычно относят 11 элементов) включают две группы: основные (6), из которых строятся биомолекулы клетки – белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводороды, и другие (5). Для углерода, азота, кислорода и водорода используют также исторически сложившееся общее название органогены – т. е. элементы, порождающие органические вещества.

Роль микроэлементов в жизни человека для одних из них доказана, для других вероятна. Главный критерий, по которому отличают макро- от микроэлементов – потребность организма в элементе. (выраженная в мг/кг массы или мг/сутки). Ежедневная потребность в макроэлементах составляет примерно 100мг/ сутки, тогда как в микроэлементах не превышает нескольких миллиграммов.

1.1 Круговороты химических элементов

Химические элементы путешествуют, как и люди. Однако средств передвижения у химических элементов больше, потому что они используют транспорт, созданный и природой, и человеком. В природе химические элементы передвигаются в земной коре вместе с магматическими расплавами, по земле – в виде обломков горных пород, с глубинными и поверхностными водами, с живыми организмами.

Химическим элементам помогают путешествовать люди, отправляя их с продуктами питания (зерном, фруктами, овощами), с сырьем для промышленности (железной рудой, древесиной, углем) по железным дорогам, на самолетах и морских судах.

На пути химических элементов могут возникнуть препятствия – геохимические барьеры, заставляющие их накапливаться в земной коре, почвах, илах и живых организмах. Химические элементы всегда путешествуют вместе.

1.2 Круговорот азота в природе

При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве и трифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например, с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты

2НNОз + СаСОз = Са(NОз)2 + СО2 +Н2О

Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при недостаточном доступе воздуха могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих денитрифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) переходят в недоступную (свободный азот). Таким образом, далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву, часть его постепенно выделяется в свободном виде.

Непрерывная убыль минеральных азотных соединений давно должна была бы привести к полному прекращению жизни на Земле, если бы в природе не существовали процессы, возмещающие потери азота. К таким процессам относятся, прежде всего, происходящие в атмосфере электрические разряды, при которых всегда образуется некоторое количество оксидов азота; последние с водой дают азотную кислоту, превращающуюся в почве в нитраты. Другим источником пополнения азотных соединений почвы является жизнедеятельность так называемых азотобактерий, способных усваивать атмосферный азот. Некоторые из этих бактерий поселяются на корнях растений из семейства бобовых, вызывая образование характерных вздутий – «клубеньков», почему они и получили название клубеньковых бактерий. Усваивая атмосферный азот, клубеньковые бактерии перерабатывают его в азотные соединения, а растения, в свою очередь, превращают последние в белки и другие сложные вещества.