Как составить схему круговорот кислорода в природе

Кислород (O, лат. oxygenium) — неотъемлемая составляющая жизни на Земле, а также наиболее распространенный элемент в нашем теле. На его долю приходится около 65% массы тела человека, большая часть из которых находится в форме воды (H₂O). Также кислород присутствует в химическом составе Земли (около 30%) и атмосфере (около 20%).

Читайте также:

Круговорот азота в природе;

Круговорот углерода в природе;

Круговорот воды в природе.

Эта статья посвящена круговороту кислорода (кислородному циклу) и его важности для всего живого на Земле. Вы узнаете о бесконечном цикле производства и использования кислорода.

Что такое круговорот кислорода?

Для жизни нужен кислород. Это бесцветный газ без запаха, на который приходится более 20% атмосферы. Вы найдете кислород в озоновом слое, двуокиси углерода, воде и даже земной коре.

Круговорот кислорода — это очень важный биогеохимический цикл, при котором постоянно вырабатывается новый кислород и осуществляется его перенос между главными резервуарами/сферами Земли: атмосфера, биосфера, гидросфера и литосфера.

Кислород — это один из наиболее распространенных элементов на Земле, который присутствует в значительном количестве в каждом основном резервуаре. Безусловно, наибольшим резервуаром кислорода на планете являются силикатные и оксидные минералы в земной коре и мантии (99,5% от общей массы). В атмосфере, гидросфере и биосфере суммарно присутствует менее 0,05% общей массы кислорода на Земле. Кроме O₂, дополнительные атомы кислорода присутствуют в различных формах, распределенных по всей поверхности резервуаров в молекулах биомассы, H₂O, CO₂, HNO₃, NO, NO₂, CO, H₂O₂, O₃, SO₂, H₂SO₄, MgO, CaO, AlO, SiO₂, и PO₄.

Как мы используем кислород?

Сделайте глубокий вдох, а затем выдохните. Все живые существа дышат посредством процесса, называемого дыханием, когда вдыхается кислород и выдыхается углекислый газ. Кислород также используется, когда умирают растения и животные. В процессе их разложение поглощается кислород и выделяется углекислый газ.

Для химических реакций также необходим кислород. Вы когда-нибудь оставляли свой велосипед под дождем и замечали, что на нем начинает образовываться ржавчина? Появление на железе ржавчины является следствие процесса окисления, при котором расходуется кислород. Пожар был бы невозможен без кислорода. В процессе горение используется кислород и выделяют углекислый газ.

Люди и другие живые существа непрерывно выделяют в атмосферу углекислый газ. Так же как автомобили, дымоходы, промышленные трубы, пожары. вулканы и т.д. В случае избытка углекислого газа и нехватки кислорода, большинство живых существ погибнет.

Как производится кислород?

Как мы уже упоминали, одним из ключевых ингредиентов в производстве кислорода является диоксид углерода. Растения и деревья производят кислород при помощи фотосинтеза. Фотосинтез — это процесс, при котором солнечный свет попадает на листья, а содержащийся в них хлорофилл — вместе с водой из почвы и углекислым газом из атмосферы — смешиваются вместе, образуя две очень важные вещи: питательные вещества для растений и кислород для животных. Во время фотосинтеза растения также выделяют лишнюю воду.

Фитопланктон — это крошечные водоросли, которое встречается в верхнем слое большинства водных сред, таких как озера, моря и океаны. На фитопланктон приходиться значительная часть глобальной выработки кислорода посредством фотосинтеза.

Где происходит кислородный цикл?

Производство и круговорот кислорода, как мы упоминали ранее происходит в четырех основных сферах Земли:

• Атмосфере (воздух) — процессе фотолиза образуется кислород, который затем формирует озоновый слой, защищающий планету от вредного солнечного излучения.
• Биосфера (глобальная экосистема Земли) — это место, где живут люди, растения и животные, и именно здесь производится наибольшее количество кислорода в процессе фотосинтеза.
• Гидросфере — фитопланктон, обитающий на поверхности океанов и морей, также использует фотосинтез для производства кислорода.
• Литосфера — крупнейший резервуар, где содержится больше всего кислорода. Кислород находится внутри горных пород и минералов, поэтому у нас нет доступа к нему. Но некоторые растения и животные могут извлекать минералы из горных пород, что позволяет выделять кислород.

Подведение итогов

Кислород — это газ без цвета и запаха, а растения и деревья — главные создатели кислорода на Земле. Фотосинтез — процесс, который растения используют для производства собственной пищи и кислорода. Круговорот кислорода происходит в четырех основных сферах Земли: атмосфере, биосфере, гидросфере и литосфере. Производство кислорода посредством кислородного цикла необходимо для сохранения жизни на планете.

Обновлено: 22 февраля 2019 в 16:26

48 799

Из-за употребления кислорода всеми организмами, количество такого газа непрерывно уменьшается, поэтому запасы кислородные запасы должны постоянно восполняться. Именно этой цели способствует кислородный круговорот. Это сложнейший биохимический процесс, в течение которого атмосфера и земная поверхность обмениваются озоном. Как проходит такое круговращение, мы предлагаем узнать в этой статье.

Понятие круговорота

Среди атмосферы, литосферы, земных органических веществ и гидросферы протекает взаимообмен всевозможными химическими веществами. Взаимообмен происходит беспрестанно, перетекая из стадии в стадию. На протяжении всей истории существования нашей планеты, такое взаимодействие длится безостановочно и насчитывает уже 4,5 миллиарда лет.

Лучше всего понятия круговорота можно понять, обратившись к такой науке как геохимия. Эта наука такое взаимодействие объясняет четырьмя важнейшими правилами, которые проверенны и подтверждены не единожды проведенными опытами:

• беспрерывное распределение в земных оболочках всех химических элементов;
• беспрерывное перемещение во времени всех элементов;
• многообразное существование типов и форм;
• доминирование компонентов в рассредоточенном состоянии, над компонентами в объединенном состоянии.

Такие циклы тесно связаны с природой и деятельностью людей. Органические элементы взаимодействуют с неорганическими и образуют беспрерывный биохимический цикл называемый круговоротом.

История открытия озона

До 1 августа 1774 года человечество не подозревало о существовании кислорода. Его открытием мы обязаны ученому Джозефу Пристли, который открыл его путем разложения оксида ртути в герметически закрытом сосуде, просто концентрируя солнечные лучи через огромную линзу на ртути.

Свое вложение в мировую науку этот ученный так и не осознал до конца и считал, что открыл не новое простое вещество, а всего лишь составляющую воздуха, которую гордо именовал – дефлогистированным воздухом.

Точку в открытии кислорода поставил выдающийся французский ученный – Карл Лавуазье, взяв за основу выводы Пристли: он провел ряд опытов и доказал, что кислород – отдельное вещество. Таким образом, открытие этого газа принадлежит, сразу двоим ученым – Пристли и Лавуазье.

Кислород как элемент

Кислород (oxygenium) – в переводе из греческого означает – «рождающий кислоту». Во времена Древней Греции кислотой именовали все оксиды. Этот уникальный газ – самый востребованный в природе и составляет 47% всей массы коры земли, он хранится как в земных недрах, так и в шарах атмосферы, морях, океанах, входит как составляющая более чем в полторы тысячи соединений земных недр.

Кислородный взаимообмен

Круговорот озона – это динамичное химическое взаимодействие элементов природы, живой органики, и их определяющая роль в этом действе. Биохимический цикл – процесс планетарного масштаба, он связывает атмосферные элементы с поверхностью земли и реализуется следующим образом:

• высвобождение свободного озона в процессе фотосинтеза из флоры, он рождается в растениях зеленого цвета;
• употребление образовавшегося кислорода, цель которого – поддержание дыхательной функции всех дышащих организмов, а также окисление органических и неорганических субстанций;
• другие химически преобразованные элементы, приводящие к образованию таких окислительных веществ как вода и двуокись органогена, а также повторное последовательное привлечение элементов в очередной фотосинтезирующий виток.

Кроме круговорота, происходящего за счет фотосинтеза, выделение озона также происходит из воды: из поверхности водных масс, морей, рек и океанов, дождей и других осадков. Кислород в составе воды испаряется, конденсируется и высвобождается. Кислород также получается за счет выветривания такой горной породы как известняк.

Фотосинтез как понятие

Фотосинтезом общепринято называют выделение озона в процессе высвобождения органических соединений с воды и углекислого газа. Для того чтобы процесс фотосинтеза состоялся, требуются следующие составляющие: вода, свет, тепло, углекислый газ и хлоропласты – пластиды растений, в которых содержится хлорофилл.

Благодаря фотосинтезу, образуемый кислород поднимается в атмосферные шары и образует озоновый слой. Благодаря озоновому шару, защищающему поверхность планеты от ультрафиолета, родилась жизнь на суше: морские жители смогли выйти на сушу и обосноваться на поверхности земли. Без кислорода жизнь на нашей планете прекратится.

Занимательные факты про кислород

• Кислород используют на металлургических заводах, при электрорезке и сварке, без него процесс получения хорошего металла не состоялся бы.
• Концентрированный в баллонах кислород позволяет исследовать морские глубины и космические просторы.
• Всего одно взрослое дерево способно обеспечить кислородом на год сразу троих людей.
• Из-за развития промышленности и автомобилестроения, содержание этого газа в атмосфере снизилось в два раза.
• При волнении люди употребляют в несколько раз больше кислорода, чем в умиротворенном, спокойном самочувствии.
• Чем выше земная поверхность над уровнем моря, тем кислорода и его содержание в атмосфере ниже, из-за этого в горах трудно дышать, с непривычки у человека может возникнуть кислородное голодании, кома и даже смерть.
• Динозавры смогли жить благодаря тому, что уровень озона в древности превышал теперешний в трижды, сейчас их кровь просто бы не насытилась должным образом кислородом.

Круговорот кислорода в природе – презентация

Мини видео про круговорот кислорода

Круговорот кислорода

Кислород
является наиболее распространенным
элементом на Земле. В морской воде
содержится 85,82% кислорода, в атмосферном
воздухе 23,15% по весу или 20,93% по объему,
а в земной коре 47,2% по весу. Такая
концентрация кислорода в атмосфере
поддерживается постоянной благодаря
процессу фотосинтеза. В этом процессе
зеленые растения под действием солнечного
света превращают диоксид углерода и
воду в углеводы и кислород.

Главная
масса кислорода находится в связанном
состоянии; количество молекулярного
кислорода в атмосфере составляет всего
лишь 0,01% от общего содержания кислорода
в земной коре. В жизни природы кислород
имеет исключительное значение. Кислород
и его соединения незаменимы для
поддержания жизни. Они играют важнейшую
роль в процессах обмена веществ и
дыхании. Кислород входит в состав белков,
жиров, углеводов, из которых «построены»
организмы. В человеческом организме,
например, содержится около 65% кислорода.

Большинство
организмов получают энергию, необходимую
для выполнения их жизненных функций,
за счет окисления тех или иных веществ
с помощью кислорода. Убыль кислорода в
атмосфере в результате процессов
дыхания, гниения и горения возмещается
кислородом, выделяющимся при фотосинтезе.
Вырубка лесов, эрозия почв, различные
горные выработки на поверхности уменьшают
общую долю фотосинтеза и снижают
круговорот на значительных территориях.
Наряду с этим, мощным источником

получения
кислорода является, по-видимому,
фотохимическое разложение водяного
пара в верхних слоях атмосферы под
влиянием ультрафиолетовых лучей солнца.
Таким образом, в природе непрерывно
совершается круговорот кислорода,
поддерживающий постоянство состава
атмосферного воздуха (рис.3).

Кроме
описанного выше круговорота кислорода
в несвязанном виде, этот элемент совершает
еще и важнейший круговорот, входя в
состав воды. Круговорот воды (H2O)
заключается в испарении воды с поверхности
суши и моря, переносе ее воздушными
массами и ветрами, конденсации паров с
последующим выпадением осадков в виде
дождя, снега, града, тумана.

Рис.
3. Круговорот кислорода

Круговорот азота

Азот
является элементом, необходимым для
существования животных и растений, он
входит в состав белков,
аминокислот,
нуклеиновых
кислот,
хлорофилла,
гемов и др. В связи с этим значительное
количество связанного азота содержится
в живых организмах, «мёртвой органике»
и дисперсном веществе морей и океанов.

Несмотря
на величайшую сложность, круговорот
азота осуществляется быстро и
беспрепятственно. Воздух,
содержащий 78%азота,
одновременно служит и огромным вместилищем
и предохранительным клапаном системы.
Он беспрерывно и в разных формах питает
круговоротазота.

Цикл
азотасостоит в следующем. Его главная роль
заключается в том, что он входит в состав
жизненно важных структурорганизма-аминокислотбелка, а
такженуклеиновых
кислот. В живыхорганизмахсодержится примерно 3% всего активного
фондаазота.
Растения потребляют примерно 1%азота;
время его круговорота составляет 100
лет.

От
растений-продуцентов азотосодержащие
соединения переходят к консументам, от
которых после отщепления аминовоторганических
соединенийазотвыделяется в видеаммиакаилимочевины,
амочевиназатем также превращается ваммиак(вследствиегидролиза).

В
дальнейшем в процессах окисленияазотааммиака(нитрификации) образуютсянитраты,
способные ассимилироваться корнями
растений.

Часть
нитритовинитратовв
процессе денитрификации восстанавливается
до молекулярногоазота,
поступающего ватмосферу.
Все эти химические превращения возможны
в результате жизнедеятельности почвенныхмикроорганизмов.
Эти удивительные бактерии – фиксаторыазота-
способны использовать энергию своегодыханиядля прямого усвоения атмосферногоазотаи синтезирования протеинов. Таким путем
в почву ежегодно вносится около 25 кгазотана
1 га.

Но
самые эффективные бактерии живут в
симбиозес бобовыми растениями в клубеньках,
развивающихся на корнях растений. В
присутствиимолибдена,
который служиткатализатором,
и особой формыгемоглобина(уникальный случай у растений) эти
бактерии (Rhizobium) ассимилируют громадные
количестваазота.
Образующийся (связанный)азотпостоянно диффундирует в ризосфере
(часть почвы), когда клубеньки распадаются.
Но ещеазотпоступает в наземную часть растений.
Благодаря этому бобовые исключительно
богатыпротеинамии очень питательны для травоядных.
Годовой запас, таким образом накапливаемый
в культурах клевера илюцерны,
составляет 150-140 кг/га.

Помимо
бобовых такие бактерии живут на листьях
растений (в тропиках) из семейства
Rublaceae, а также актиномицеты – на корнях
ольхи,
фиксирующиеазот.
В водной среде – это синие водоросли.

Итак,
азотиз
разнообразных источников поступает к
корням в виденитратов,
абсорбируется корнями и трансформируется
в листья для синтезапротеинов.Протеиныслужат основой азотного питания животных,
а также пищей некоторых бактерий
(паразитов).Организмы,
разлагающие органическоевеществопосле смерти, переводятазотизорганических
соединенийв минеральные. Каждая
группа биоредуцентов специализируется
на каком-либо одном звене этого процесса.
Цепь заканчивается деятельностью
аминообразующихорганизмов,
образующихаммиак(NН₃),
который далее входит в цикл нитрификации:
Nitrosomonas окисляет его до нитритов,
а Nitrobarter окисляетнитритывнитраты.

С
другой стороны, бактерии
–
денитрификаторы
разлагают нитраты,
освобождают N₂,
который улетучивается в атмосферу.
Но этот процесс не очень опасен, так как
разлагает примерно 20% общегоазота,
и то лишь в почвах, очень удобренных
навозом (примерно 50-60 кгазота1 га). Общая схема круговорота азота
представлена на рисунке 4.

Рис.4.
Схема
круговорота азота.

Очень
важно изучать и контролировать круговорот
азота, особенно в антропогенных
биоценозах, потому что небольшой сбой
в какой-либо части цикла может привести
к серьёзным последствиям: сильным
химическим загрязнениям почв, зарастанию
водоемов и загрязнению их продуктами
разложения отмершей органики (аммиак,
амины
и др.), высокому содержанию растворимых
соединений азота в питьевой воде.

Круговорот
азотав
настоящее время подвергается сильному
воздействию со стороны человека.

Во-первых,
поступление оксидов
азотаватмосферуприсжигании
топливана ТЭЦ, транспорте, заводах
(«лисий хвост»). В промышленных районах
ихконцентрацияввоздухестановится очень опасной. Под воздействием
излучения происходятреакцииорганики (углеводородов) соксидами
азотас образованием высокотоксичных
и канцерогенных соединений. А также
возникаюткислотные
дожди
— явление, при котором наблюдается
понижение pH
дождевых осадков и снега из-за загрязнений
воздуха кислотными
оксидами
(например, оксидами азота). Химизм этого
явления состоит в следующем. Для сжигания
органического топлива в двигатели
внутреннего сгорания и котлы подается
воздух или смесь топлива с воздухом.
Почти на 4/5 воздух состоит из газа азота
и на 1/5 — из кислорода.
При высоких температурах, создаваемых
внутри установок, неизбежно происходит
реакция азота с кислородом и образуется
оксид азота:

N₂+
O₂
= 2NO — Q

Эта
реакция эндотермическая и в естественных
условиях происходит при грозовых
разрядах, а также сопутствует другим
подобным магнитным явлениях в атмосфере.
В наши дни человек в результате своей
деятельности сильно увеличивает
накопление оксида азота (II) на планете.
Оксид азота (II) легко окисляется до
оксида азота (IV) уже при нормальных
условиях:

2NO
+ O₂
= 2NO₂

Далее
оксид азота реагирует с атмосферной
водой с образованием кислот:

2NO₂
+ H₂O
= HNO₃
+ HNO₂

образуются
азотная и азотистая кислоты.
В капельках атмосферной воды эти кислоты
диссоциируют с образованием, соответственно
нитрат-
и нитрит-ионов, а ионы попадают с
кислотными дождями в почву.

Во-вторых,
массовое производство азотных
удобрений(селитра)
и их использование приводит к избыточному
накоплению нитратов.Азот,
поступающий на поля в видеудобрений,
теряется из-завыщелачиванияи денитрификации.

И
наконец, сброс сточных вод, несоблюдение
санитарных норм (выгул собак,
неконтролируемые свалки органических
отходов, плохое функционирование
канализационных систем и др.) приводят
к повышению уровня биологического
загрязнения. Как следствие почва
загрязняется аммиаком, солями аммония,
мочевиной,
индолом, меркаптанами и другими продуктами
разложения органики. В почве образуется
дополнительное количество аммиака,
который затем перерабатывается бактериями
в нитраты.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Кислород (O, лат. oxygenium) – неотъемлемая составляющая жизни на Земле , а также наиболее распространенный элемент в нашем теле. На его долю приходится около 65% массы тела человека, большая часть из которых находится в форме воды (H ₂ O). Также кислород присутствует в химическом составе Земли (около 30%) и атмосфере (около 20%).

Эта статья посвящена круговороту кислорода (кислородному циклу) и его важности для всего живого на Земле. Вы узнаете о бесконечном цикле производства и использования кислорода.

Что такое круговорот кислорода?

Для жизни нужен кислород. Это бесцветный газ без запаха, на который приходится более 20% атмосферы. Вы найдете кислород в озоновом слое, двуокиси углерода, воде и даже земной коре.

Кислород – это один из наиболее распространенных элементов на Земле, который присутствует в значительном количестве в каждом основном резервуаре. Безусловно, наибольшим резервуаром кислорода на планете являются силикатные и оксидные минералы в земной коре и мантии (99,5% от общей массы). В атмосфере, гидросфере и биосфере суммарно присутствует менее 0,05% общей массы кислорода на Земле. Кроме O ₂ , дополнительные атомы кислорода присутствуют в различных формах, распределенных по всей поверхности резервуаров в молекулах биомассы, H ₂ O, CO ₂ , HNO ₃ , NO, NO ₂ , CO, H ₂ O ₂ , O ₃ , SO ₂ , H ₂ SO ₄ , MgO, CaO, AlO, SiO ₂ , и PO ₄ .

Как мы используем кислород?

Сделайте глубокий вдох, а затем выдохните. Все живые существа дышат посредством процесса, называемого дыханием, когда вдыхается кислород и выдыхается углекислый газ. Кислород также используется, когда умирают растения и животные. В процессе их разложение поглощается кислород и выделяется углекислый газ.

Для химических реакций также необходим кислород. Вы когда-нибудь оставляли свой велосипед под дождем и замечали, что на нем начинает образовываться ржавчина? Появление на железе ржавчины является следствие процесса окисления, при котором расходуется кислород. Пожар был бы невозможен без кислорода. В процессе горение используется кислород и выделяют углекислый газ.

Люди и другие живые существа непрерывно выделяют в атмосферу углекислый газ. Так же как автомобили, дымоходы, промышленные трубы, пожары. вулканы и т.д. В случае избытка углекислого газа и нехватки кислорода, большинство живых существ погибнет.

Как производится кислород?

Как мы уже упоминали, одним из ключевых ингредиентов в производстве кислорода является диоксид углерода. Растения и деревья производят кислород при помощи фотосинтеза . Фотосинтез – это процесс, при котором солнечный свет попадает на листья, а содержащийся в них хлорофилл – вместе с водой из почвы и углекислым газом из атмосферы – смешиваются вместе, образуя две очень важные вещи: питательные вещества для растений и кислород для животных. Во время фотосинтеза растения также выделяют лишнюю воду.

Фитопланктон – это крошечные водоросли, которое встречается в верхнем слое большинства водных сред, таких как озера, моря и океаны. На фитопланктон приходиться значительная часть глобальной выработки кислорода посредством фотосинтеза.

Где происходит кислородный цикл?

Производство и круговорот кислорода, как мы упоминали ранее происходит в четырех основных сферах Земли:

• Атмосфере (воздух) – процессе фотолиза образуется кислород, который затем формирует озоновый слой, защищающий планету от вредного солнечного излучения.
• Биосфера (глобальная экосистема Земли) – это место, где живут люди, растения и животные, и именно здесь производится наибольшее количество кислорода в процессе фотосинтеза.
• Гидросфере – фитопланктон, обитающий на поверхности океанов и морей, также использует фотосинтез для производства кислорода.
• Литосфера – крупнейший резервуар, где содержится больше всего кислорода. Кислород находится внутри горных пород и минералов, поэтому у нас нет доступа к нему. Но некоторые растения и животные могут извлекать минералы из горных пород, что позволяет выделять кислород.

Подведение итогов

Кислород – это газ без цвета и запаха, а растения и деревья – главные создатели кислорода на Земле. Фотосинтез – процесс, который растения используют для производства собственной пищи и кислорода. Круговорот кислорода происходит в четырех основных сферах Земли: атмосфере, биосфере, гидросфере и литосфере. Производство кислорода посредством кислородного цикла необходимо для сохранения жизни на планете.