Реферат на тему Антропогенное влияние на круговорот азота и его последствия

Содержание


Введение 3
§ 1. Круговорот азота в природе 5
§ 2. Влияние человека на круговорот азота 6
§ 3. Последствия антропогенного влияния на круговорот азота 10
Заключение 19
Список используемой литературы 22
Приложение. Круговорот азота 23


Введение

В данной работе рассматривается тема "Антропогенное влияние на круговорот азота и его последствия".
В биосфере, как и в каждой экосистеме, постоянно осуществляется круговорот углерода, азота, водорода, кислорода, фосфора, серы и других химических элементов. Круговорот азота - биогеохимический процесс в биосфере, в котором участвуют организмы-редуценты, а также нитрифицирующие и клубеньковые бактерии.
Азот - незаменимый элемент. Он входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Круговорот азота тесно связан с круговоротом углерода. Частично азот поступает из атмосферы, благодаря образованию оксида азота из азота и кислорода под действием электрических разрядов (молнии) во время грозы. Однако основная масса азота поступает в почву и воду благодаря фиксации азота воздуха живыми организмами. В почве и воде живут фиксаторы азота - бактерии и сине-зеленые водоросли. Благодаря этому ежегодно поступает около 25 кг азота на гектар. В листьях растений с помощью биосинтеза строятся белки. Белки растений служат основой азотного питания животных. После отмирания организмов белки под действием бактерий и грибов разлагаются с выделением аммиака. Аммиак частично потребляется растениями, а частично используется бактериями-редуцентами. В процессе жизнедеятельности некоторых бактерий аммиак превращается в нитраты. Нитраты потребляются растениями.
Газообразный азот возникает в результате реакции окисления аммиака, образующегося при извержении вулканов и разложении биологических отходов:
4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O.
Круговорот азота - один из самых сложных, но одновременно самых идеальных круговоротов. Несмотря на то что азот составляет около 80% атмосферного воздуха, в большинстве случаев он не может быть непосредственно использован растениями, т.к. они не усваивают газообразный азот. Вмешательство живых существ в круговорот азота подчинено строгой иерархии: только определенные категории организмов могут оказывать влияние на отдельные фазы этого цикла. Газообразный азот непрерывно поступает в атмосферу в результате работы некоторых бактерий, тогда как другие бактерии - фиксаторы (вместе с сине-зелеными водорослями) постоянно поглощают его, преобразуя в нитраты. Неорганическим путем нитраты образуются и в атмосфере в результате электрических разрядов во время гроз.
Самые активные потребители азота - бактерии на корневой системе растений семейства бобовых. Каждому виду этих растений присущи свои особые бактерии, которые превращают азот в нитраты. В процессе биологического цикла нитрат-ионы (NO3-) и ионы аммония (NH4+), поглощаемы растениями из почвенной влаги, преобразуются в белки, нуклеиновые кислоты и т.д. Далее образуются отходы в виде погибших организмов, являющихся объектами жизнедеятельности других бактерий и грибов, преобразующих их в аммиак. Так возникает новый цикл круговорота. Существуют организмы, способные превращать аммиак в нитриты, нитраты и в газообразный азот. Основные звенья круговорота азота в биосфере представлены в Приложении.
Биологическая активность организмов дополняется промышленными способами получения азотосодержащих органических и неорганических веществ, многие из которых применяются в качестве удобрений для повышения продуктивности и роста растений.
Пример антропогенного влияния на круговорот азота: сжигание топлива приводит к образованию оксида азота, а затем реакциям: 1) 2NO + O2 2NO2; 2) 4NO2 + 2H2O + O2 4HNO3, способствуя выпадению кислотных дождей.
Рассмотрим подробнее антропогенное влияние на круговорот азота и последствия этого влияния.

§ 1. Круговорот азота в природе

Всем живым организмам необходим источник азота. Азот требуется для биосинтеза аминокислот и азотсодержащих оснований нуклеиновых кислот. Живые организмы сильно различаются в зависимости от того, в какой химической форме они способны усваивать азот. Почти все высшие животные должны получать по крайней мере часть необходимого им азота в виде аминокислот. Например, в рацион человека 10 из 20 аминокислот должны входить в готовом виде, потому что наш организм не способен синтезировать эти аминокислоты из более простых предшественников. Растения могут обычно использовать в качестве источника азота аммиак или растворимые нитраты. Лишь сравнительно немногие организмы обладают способностью усваивать газообразный азот, на долю которого приходится 79% нашей атмосферы. Однако, поскольку в земной коре содержится очень мало неорганического азота в виде растворимых солей, все живые организмы зависят, в конечном счете, от этого атмосферного азота и организмов, которые могут его фиксировать.
Азот фиксируют, например, цианобактерии (их старое название - сине-зеленые водоросли). Цианобактерии являются автотрофами, т.е. способны к фотосинтезу. Почти все другие виды азотфиксирующих бактерий обитают в почве, некоторые живут в качестве симбионтов в корневых клубеньках определенных видов растений, главным образом, представителей семейства бобовых. Бактерии-нитрификаторы окисляют аммиак до нитратов и нитритов. Последние усваиваются растениями. Аминокислоты растений используются для накопления биомассы животных. Мертвое органическое вещество и экскременты (мочевина, мочевая кислота) попадает к редуцентам, которые разлагают его с образованием аммиака. Замыкают цикл азота денитрифицирующие бактерии,