बायोस्फियरमध्ये, प्रत्येक परिसंस्थेप्रमाणे, कार्बन, नायट्रोजन, हायड्रोजन, ऑक्सिजन, फॉस्फरस, सल्फर आणि इतर पदार्थांचे सतत चक्र असते.

कार्बन डाय ऑक्साईड वनस्पती आणि उत्पादकांद्वारे शोषले जाते आणि प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेद्वारे, कर्बोदकांमधे, प्रथिने, लिपिड आणि इतर सेंद्रिय संयुगे मध्ये रूपांतरित केले जाते. हे पदार्थ प्राणी ग्राहक अन्नात वापरतात.

त्याच वेळी, उलट प्रक्रिया निसर्गात उद्भवते. सर्व सजीव श्वास घेतात, CO 2 सोडतात, जे वातावरणात प्रवेश करतात. मृत वनस्पती आणि प्राण्यांचे अवशेष आणि प्राण्यांचे मलमूत्र विघटित सूक्ष्मजीवांद्वारे विघटित केले जाते. CO 2 वातावरणात सोडला जातो. काही कार्बन सेंद्रिय संयुगेच्या स्वरूपात जमिनीत जमा होतात.

बायोस्फीअरमध्ये कार्बन चक्रादरम्यान, ऊर्जा संसाधने तयार होतात: तेल, कोळसा, दहनशील वायू, पीट आणि लाकूड.

जेव्हा वनस्पती आणि प्राणी कुजतात तेव्हा नायट्रोजन अमोनियाच्या स्वरूपात सोडला जातो. नायट्रिफायिंग बॅक्टेरिया अमोनियाचे नायट्रस आणि नायट्रिक ऍसिडच्या क्षारांमध्ये रूपांतर करतात, जे वनस्पतींद्वारे शोषले जातात. काही नायट्रोजन-फिक्सिंग बॅक्टेरिया वातावरणातील नायट्रोजन आत्मसात करण्यास सक्षम असतात. यामुळे निसर्गातील नायट्रोजन चक्र बंद होते.

बायोस्फियरमधील पदार्थांच्या चक्राचा परिणाम म्हणून, घटकांचे सतत जैवजन्य स्थलांतर होते: वनस्पती आणि प्राण्यांच्या जीवनासाठी आवश्यक असलेले रासायनिक घटक जेव्हा जीवांचे विघटन करतात तेव्हा ते पुन्हा शरीरात जातात; वातावरण, जिथून ते शरीरात प्रवेश करतात.

बायोस्फियरचा आधार सेंद्रिय पदार्थांचे चक्र आहे, जे बायोस्फियरमध्ये राहणाऱ्या सर्व जीवांच्या सहभागाने घडते आणि त्याला जैविक चक्र म्हणतात.

जैविक चक्राच्या नियमांमध्ये पृथ्वीवरील जीवनाच्या दीर्घकालीन अस्तित्व आणि विकासाचा आधार आहे.

मनुष्य हा बायोस्फियरचा एक घटक आहे आणि पृथ्वीच्या बायोमासचा एक अविभाज्य भाग म्हणून, संपूर्ण उत्क्रांतीमध्ये तो आजूबाजूच्या निसर्गावर थेट अवलंबून आहे.

उच्च चिंताग्रस्त क्रियाकलापांच्या विकासासह, मनुष्य स्वतःच पृथ्वीवरील पुढील उत्क्रांतीमध्ये एक शक्तिशाली पर्यावरणीय घटक (मानववंशीय घटक) बनतो.

निसर्गावर मानवी प्रभाव दुहेरी आहे - सकारात्मक आणि नकारात्मक. मानवी क्रियाकलापांमुळे अनेकदा नैसर्गिक नियमांचे उल्लंघन होते.

बायोस्फियरमध्ये मानवतेच्या वस्तुमानाचा वाटा लहान आहे, परंतु त्याची क्रिया सध्या प्रचंड आहे;

V.I. Vernadsky असा दावा करतात की बायोस्फियर नैसर्गिकरित्या noosphere मध्ये बदलेल (gr. "noos" - mind" + gr. "गोला" - बॉल).

V.I. Vernadsky च्या मते, noosphere हे मानवी श्रमाने बदललेले आणि वैज्ञानिक विचाराने बदललेले एक जैवमंडल आहे.

सध्या, असा काळ आला आहे जेव्हा एखाद्या व्यक्तीने त्याच्या आर्थिक क्रियाकलापांचे नियोजन केले पाहिजे जेणेकरुन ते बायोस्फियर असलेल्या अवाढव्य परिसंस्थेतील स्थापित नमुन्यांचे उल्लंघन करू नये आणि बायोमास कमी करण्यास हातभार लावू नये.

पोषक तत्वांचे चक्र. विचारात घेतलेल्या मूलभूत घटकांव्यतिरिक्त, इतर अनेक घटक सजीवांच्या चयापचय प्रक्रियेत भाग घेतात. त्यापैकी काही लक्षणीय प्रमाणात उपस्थित आहेत आणि सोडियम, पोटॅशियम, कॅल्शियम, मॅग्नेशियम यासारख्या मॅक्रोन्यूट्रिएंट्सच्या श्रेणीशी संबंधित आहेत. काही मूलद्रव्ये फारच कमी सांद्रता (सूक्ष्म घटक) मध्ये असतात, परंतु ती देखील महत्त्वाची असतात (लोह, जस्त, तांबे, मँगनीज इ.).[...]

मूलभूत पोषक आणि घटकांचे चक्र. सजीवांसाठी सर्वात महत्त्वपूर्ण पदार्थ आणि घटकांचे चक्र विचारात घेऊया (चित्र 3-8). जलचक्र हे एक मोठे भूवैज्ञानिक चक्र आहे; आणि बायोजेनिक घटकांचे चक्र (कार्बन, ऑक्सिजन, नायट्रोजन, फॉस्फरस, सल्फर आणि इतर बायोजेनिक घटक) - लहान जैव-रासायनिक ते.[...]

पोषक तत्वांच्या चक्राचा दर खूप जास्त आहे. वातावरणातील कार्बनची उलाढाल वेळ सुमारे 8 वर्षे आहे. प्रत्येक वर्षी, हवेतील सुमारे 12% कार्बन डाय ऑक्साईड पार्थिव परिसंस्थेच्या चक्रात पुनर्नवीनीकरण केले जाते. नायट्रोजनसाठी एकूण चक्र कालावधी 110 वर्षांपेक्षा जास्त, ऑक्सिजनसाठी 2500 वर्षांचा अंदाज आहे.[...]

जैविक चक्र. परिसंस्थेतील सेंद्रिय पदार्थांचे संश्लेषण आणि क्षय यामुळे पोषक तत्वांच्या चक्राला पदार्थांचे जैविक चक्र म्हणतात. बायोजेनिक घटकांव्यतिरिक्त, बायोटिक सायकलमध्ये खनिज घटक समाविष्ट असतात जे बायोटा आणि अनेक भिन्न संयुगेसाठी सर्वात महत्वाचे असतात. म्हणून, बायोटामुळे होणाऱ्या रासायनिक परिवर्तनाच्या संपूर्ण चक्रीय प्रक्रियेला, विशेषत: जेव्हा संपूर्ण जैवमंडलाचा विचार केला जातो, त्याला बायोकेमिकल सायकल असेही म्हणतात.[...]

जैविक चक्र म्हणजे परिसंस्थेमध्ये, त्यांच्या जैविक आणि अजैविक घटकांमधील जैवमंडलामध्ये पोषक आणि इतर पदार्थांचे परिसंचरण. बायोस्फीअर बायोटिक सायकलचे सर्वात महत्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे उच्च प्रमाणात अलगाव.[...]

दुसरीकडे, बायोमासचे घटक म्हणून बायोजेनिक घटक केवळ रेणू बदलतात, ज्यात, उदाहरणार्थ, नायट्रेट एन-प्रोटीन एन-वेस्ट एन यांचा समावेश होतो. ते वारंवार वापरले जाऊ शकतात आणि सायकलिंग हे त्यांचे वैशिष्ट्य आहे. सौर किरणोत्सर्गाच्या ऊर्जेच्या विपरीत, पोषक घटकांचे साठे स्थिर नसतात. त्यातील काही जिवंत बायोमासमध्ये बांधण्याच्या प्रक्रियेमुळे समाजासाठी उरलेली रक्कम कमी होते. जर वनस्पती आणि फायटोफेज अखेरीस विघटित झाले नाहीत तर पोषक तत्वांचा पुरवठा संपेल आणि पृथ्वीवरील जीवन संपेल. हेटरोट्रॉफिक जीवांची क्रिया ही पोषक तत्वांचे चक्र आणि उत्पादनांच्या निर्मितीसाठी एक निर्णायक घटक आहे. अंजीर मध्ये. 17.24 दर्शविते की साध्या अजैविक यौगिकांच्या स्वरूपात या घटकांचे प्रकाशन केवळ विघटित प्रणालीतून होते. प्रत्यक्षात, या साध्या रेणूंचे एक विशिष्ट प्रमाण (विशेषतः CO2) देखील ग्राहक प्रणालीद्वारे प्रदान केले जाते, परंतु अशा प्रकारे बायोजेनिक घटकांचा एक अतिशय लहान भाग चक्रात परत येतो. येथे निर्णायक भूमिका विघटन करणाऱ्या प्रणालीची आहे.[...]

पदार्थांच्या चक्राची प्रेरक शक्ती म्हणजे सौर ऊर्जेचा प्रवाह आणि सजीव पदार्थांची क्रिया, ज्यामुळे रासायनिक घटकांच्या प्रचंड वस्तुमानाची हालचाल होते, प्रकाश संश्लेषण प्रक्रियेदरम्यान जमा झालेल्या ऊर्जेचे एकाग्रता आणि पुनर्वितरण होते. प्रकाशसंश्लेषण आणि पोषक तत्वांचे सतत चालू असलेल्या चक्रीय चक्रांमुळे, सर्व परिसंस्थेची एक स्थिर संस्था आणि संपूर्ण जीवमंडल तयार होते आणि त्यांचे सामान्य कार्य केले जाते.[...]

बायोजेनिक यौगिकांच्या बाह्य प्रवाहाच्या अनुपस्थितीत, जैवमंडल स्थिरपणे अस्तित्त्वात असू शकते जेव्हा पदार्थांचे एक बंद चक्र असते, ज्या दरम्यान पोषक घटक बंद चक्र करतात, वैकल्पिकरित्या बायोस्फियरच्या अजैविक भागातून सेंद्रियकडे जातात आणि असेच. उलट हे चक्र बायोस्फीअरच्या सजीवांद्वारे चालते. असे मानले जाते की बायोस्फियरमध्ये सुमारे 1027 सजीव आहेत जे एकमेकांशी संबंधित नाहीत. बायोस्फियरच्या उत्क्रांतीवादी विकासाच्या प्रक्रियेत, जीवांचे खालील तीन गट तयार झाले, त्यांच्या कार्यात्मक उद्देशात आणि पोषक तत्वांच्या चक्रातील सहभागामध्ये भिन्नता: उत्पादक, विघटन करणारे आणि ग्राहक.[...]

सजीव निसर्गातील भौतिक प्रक्रिया, बायोजेनिक घटकांचे चक्र स्टोचिओमेट्रिक गुणांकांसह ऊर्जा प्रवाहाशी संबंधित आहेत जे सर्वात विविध जीवांमध्ये केवळ एका परिमाणात बदलतात. शिवाय, उत्प्रेरकांच्या उच्च कार्यक्षमतेमुळे, जीवांमध्ये नवीन पदार्थांच्या संश्लेषणासाठी ऊर्जेचा वापर या प्रक्रियेच्या तांत्रिक analogues पेक्षा खूपच कमी आहे.[...]

सरावासाठी एक अतिशय महत्त्वाचा निष्कर्ष, पोषक तत्वांच्या चक्राच्या अनेक सखोल अभ्यासातून उद्भवलेला, हा आहे की खतांचा अतिरेक हा त्यांच्या कमतरतेइतकाच मनुष्यांसाठी फायदेशीर ठरू शकतो. जर सध्याच्या सक्रिय जीवांद्वारे वापरता येण्याजोग्यापेक्षा जास्त सामग्री प्रणालीमध्ये आणली गेली असेल तर, जास्तीचा भाग माती आणि गाळांनी त्वरीत बांधला जातो किंवा लीचिंगमुळे गमावला जातो, जेव्हा जीवांची वाढ सर्वात इष्ट असते तेव्हा अनुपलब्ध होते. बऱ्याच लोकांचा चुकून असा विश्वास आहे की जर त्यांच्या बागेच्या किंवा तलावाच्या विशिष्ट क्षेत्रासाठी 1 किलो खत (किंवा कीटकनाशक) शिफारस केली गेली तर 2 किलोने दुप्पट फायदा होईल. या अधिक-चांगल्या समर्थकांनी आकृती 1 मध्ये स्पष्ट केलेले अनुदान-तणाव संबंध समजून घेणे चांगले होईल. ३.५. काळजीपूर्वक लागू न केल्यास सबसिडी अनिवार्यपणे तणावाचे स्रोत बनतात. मत्स्य तलावासारख्या परिसंस्थेचे अति प्रमाणात फलन करणे केवळ साध्य केलेल्या परिणामांच्या दृष्टीने अपव्ययच नाही तर व्यवस्थेत अनपेक्षित बदल घडवून आणू शकते, तसेच डाउनस्ट्रीम इकोसिस्टम दूषित करू शकते. भिन्न जीव घटक घटकांच्या विविध स्तरांशी जुळवून घेत असल्याने, दीर्घकाळापर्यंत अतिउत्पादनामुळे जीवजंतूंच्या प्रजातींच्या रचनेत बदल होतात आणि आपल्याला आवश्यक असलेले अदृश्य होऊ शकतात आणि अनावश्यक दिसू शकतात.[...]

मातीमध्ये होणाऱ्या अनेक प्रक्रिया मातीतील सूक्ष्मजीवांच्या महत्त्वपूर्ण क्रियाकलापांशी संबंधित आहेत - पोषक तत्वांचे चक्र, प्राणी आणि वनस्पतींच्या अवशेषांचे खनिजीकरण, वनस्पतींना उपलब्ध असलेल्या नायट्रोजनच्या प्रकारांसह मातीचे संवर्धन. मातीची सुपीकता सूक्ष्मजीवांच्या क्रियाकलापांशी संबंधित आहे. परिणामी, मातीचे सूक्ष्मजीव वनस्पतींच्या जीवनावर थेट प्रभाव टाकतात आणि त्यांच्याद्वारे, प्राणी आणि मानव, स्थलीय परिसंस्थेतील मुख्य भागांपैकी एक आहेत.[...]

तलाव आणि तलाव संशोधनासाठी विशेषतः सोयीस्कर आहेत, कारण अल्प कालावधीत त्यांच्यातील पोषक तत्वांचे चक्र स्वतंत्र मानले जाऊ शकते. हचिन्सन (1957) आणि पोमेरॉय (1970) यांनी फॉस्फरस सायकल आणि इतर महत्वाच्या घटकांच्या चक्रावरील कामाचे पुनरावलोकन प्रकाशित केले.[...]

बाष्पोत्सर्जनालाही त्याच्या सकारात्मक बाजू आहेत. बाष्पीभवनामुळे पाने थंड होतात आणि इतर प्रक्रियांबरोबरच पोषक तत्वांच्या सायकलिंगला प्रोत्साहन मिळते. इतर प्रक्रिया म्हणजे जमिनीतून मुळांपर्यंत आयनांची वाहतूक, मुळांच्या पेशींमधील आयनांची वाहतूक, वनस्पतीच्या आत हालचाल आणि पानांमधून बाहेर पडणे (कोझलोव्स्की, 1964, 1968). यापैकी काही प्रक्रियांना चयापचय ऊर्जा आवश्यक असते, ज्यामुळे पाणी आणि क्षारांच्या वाहतुकीचा दर मर्यादित होतो (Fried and Broeshart, 1967). अशा प्रकारे, बाष्पोत्सर्जन हे केवळ उघड भौतिक पृष्ठभागांचे कार्य नाही. गवताळ वनस्पतींपेक्षा जंगले जास्त पाणी गमावत नाहीत. दमट वनपरिस्थितीत ऊर्जा अनुदान म्हणून बाष्पोत्सर्जनाची भूमिका चॅपमध्ये चर्चा केली गेली. 3. जर हवा खूप आर्द्र असेल (सापेक्ष आर्द्रता 100% पर्यंत पोहोचते), जसे काही उष्णकटिबंधीय ढगांच्या जंगलात होते, झाडे खुंटलेली असतात आणि बहुतेक वनस्पतींमध्ये एपिफाइट्स असतात, वरवर पाहता कर्षण नसल्यामुळे" (एन. ओडुम, कबूतर, 1970).[...]

ऊर्जा बंद चक्रात हस्तांतरित केली जाऊ शकत नाही, परंतु पदार्थ (पोषक घटकांसह) "लूप" मध्ये जाऊ शकतात - हबर्ड ब्रूक फॉरेस्टचा अभ्यास सायकलमध्ये सहभागी होणाऱ्या प्रमाणाच्या तुलनेत पोषक तत्वांचे इनपुट आणि आउटपुट सामान्यतः कमी असते, जरी सल्फर हा या नियमाला एक महत्त्वाचा अपवाद आहे (मुख्यतः "ॲसिड पावसामुळे"), - जंगलतोडीमुळे चक्र उघडते आणि पोषक तत्वांचे नुकसान होते.- स्थलीय बायोम्स मृत सेंद्रिय पदार्थ आणि जिवंत ऊतींमधील पोषक घटकांच्या वितरणामध्ये भिन्न असतात, - प्रवाह आणि अवसादन हे महत्त्वाचे आहेत■ जलीय परिसंस्थेतील पोषक घटकांच्या प्रवाहावर परिणाम करणारे घटक.[...]

सर्व लोक अन्न साखळीतील 1ल्या आणि 2ऱ्या क्रमाचे ग्राहक असल्याने अन्न वापरतात. ते फिजियोलॉजिकल मेटाबोलिझमची उत्पादने स्रावित करतात ज्याचा उपयोग पोषक तत्वांच्या चक्रात भाग घेणाऱ्या विघटनकर्त्यांद्वारे केला जातो. पृथ्वीवरील सध्या ज्ञात असलेल्या ३ दशलक्ष जैविक प्रजातींपैकी मनुष्य एक आहे.[...]

कोणत्याही इकोसिस्टमचा विचार ब्लॉक्सची एक मालिका म्हणून केला जाऊ शकतो ज्यामधून विविध सामग्री जातात आणि ज्यामध्ये ही सामग्री वेगवेगळ्या कालावधीसाठी राहू शकते (आकृती 10.3). इकोसिस्टममधील खनिज पदार्थांच्या चक्रात, नियमानुसार, तीन सक्रिय ब्लॉक्स गुंतलेले असतात: जिवंत जीव, मृत सेंद्रिय डेट्रिटस आणि उपलब्ध अजैविक पदार्थ. दोन अतिरिक्त ब्लॉक्स - अप्रत्यक्षपणे प्रवेश करता येणारे अजैविक पदार्थ आणि अवक्षेपण करणारे सेंद्रिय पदार्थ - सामान्य चक्राच्या काही परिधीय भागांमध्ये पोषक तत्वांच्या चक्रांशी संबंधित आहेत (चित्र 10.3), तथापि, या ब्लॉक्स आणि उर्वरित परिसंस्थेतील देवाणघेवाण तुलनेत मंद आहे. सक्रिय ब्लॉक्स दरम्यान होणारी देवाणघेवाण करण्यासाठी [...]

सजीवांच्या जीवनात कार्बन, नायट्रोजन आणि फॉस्फरस महत्त्वाचे आहेत. प्रकाशसंश्लेषणाच्या प्रक्रियेत ऑक्सिजन आणि सेंद्रिय पदार्थांच्या निर्मितीसाठी हे त्यांचे संयुगे आवश्यक आहेत. पोषक तत्वांच्या चक्रात तळातील गाळ महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. एका बाबतीत ते स्त्रोत आहेत, दुसर्यामध्ये - जलाशयातील सेंद्रिय आणि खनिज स्त्रोतांचे संचयक. तळाच्या गाळातून त्यांचा पुरवठा pH वर तसेच पाण्यातील या घटकांच्या एकाग्रतेवर अवलंबून असतो. pH मध्ये वाढ आणि पोषक तत्वांच्या कमी प्रमाणामुळे, तळाच्या गाळातून फॉस्फरस, लोह आणि इतर घटकांचा पाण्यामध्ये पुरवठा वाढतो.[...]

समुदायांची (बायोसेनोसेस) रचना आणि कार्यप्रणालीचा अभ्यास करण्याचे महत्त्वाचे कार्य म्हणजे समुदायांची स्थिरता आणि प्रतिकूल प्रभावांना तोंड देण्याची त्यांची क्षमता यांचा अभ्यास करणे. इकोसिस्टमचा अभ्यास करताना, एका पौष्टिक स्तरावरून दुसऱ्या स्तरावर संक्रमणादरम्यान पदार्थाच्या चक्राचे आणि ऊर्जा प्रवाहातील बदलांचे परिमाणात्मक विश्लेषण करणे शक्य होते. लोकसंख्या आणि बायोसेनोटिक स्तरावरील हा उत्पादन-ऊर्जा दृष्टीकोन आपल्याला विविध नैसर्गिक आणि मानव-निर्मित परिसंस्थांची तुलना करण्यास अनुमती देतो. पर्यावरण विज्ञानाचे आणखी एक कार्य म्हणजे स्थलीय आणि जलीय परिसंस्थांमधील विविध प्रकारच्या कनेक्शनचा अभ्यास करणे. संपूर्णपणे बायोस्फीअरचा अभ्यास करणे विशेषतः महत्वाचे आहे: संपूर्ण जगभरात प्राथमिक उत्पादन आणि नाश निश्चित करणे, पोषक तत्वांचे जागतिक चक्र; या समस्या वेगवेगळ्या देशांतील शास्त्रज्ञांच्या एकत्रित प्रयत्नांनीच सोडवल्या जाऊ शकतात.[...]

रसायनशास्त्रातील नियतकालिक प्रणाली, खगोलशास्त्रातील खगोलीय पिंडांच्या गतीचे नियम इ.) हे नमुने प्रकट होतात, उदाहरणार्थ, समान प्रजातींच्या उपस्थितीत (किंवा समान प्रकारची वाढ, उत्पादकता, बायोजेनिक घटकांच्या अभिसरणाचे दर. , इ.) विविध ठिकाणी. यामुळे अशा पुनरावृत्तीच्या कारणांबद्दल गृहीतके तयार होतात. गृहीतके नंतर पुढील निरीक्षणे किंवा प्रयोगांद्वारे तपासली जाऊ शकतात.[...]

सर्व प्रकारचे नातेसंबंध एकत्रितपणे नैसर्गिक निवडीची यंत्रणा बनवतात आणि जीवनाच्या संघटनेचे स्वरूप म्हणून समुदायाची स्थिरता सुनिश्चित करतात. समुदाय हा जीवनाच्या संघटनेचा किमान प्रकार आहे. प्रदेशाच्या एका विशिष्ट क्षेत्रात जवळजवळ अमर्यादित वेळेसाठी कार्य करण्यास सक्षम. केवळ समुदाय स्तरावरच पोषक तत्वांचे चक्र प्रदेशाच्या एका विशिष्ट भागात चालते, ज्याशिवाय प्रदेशाच्या मर्यादित जीवन संसाधनांसह अमर्यादित आयुर्मान सुनिश्चित करणे अशक्य आहे [...]

जीवांच्या जीवन क्रियाकलापांच्या परिणामी, दोन विरोधी आणि अविभाज्य प्रक्रिया होतात. एकीकडे, सजीव सेंद्रिय पदार्थ साध्या अजैविक घटकांपासून संश्लेषित केले जातात, तर दुसरीकडे सेंद्रिय संयुगे साध्या अजैविक पदार्थांमध्ये नष्ट होतात. या दोन प्रक्रिया पारिस्थितिक तंत्राच्या जैविक आणि अजैविक घटकांमधील पदार्थांची देवाणघेवाण सुनिश्चित करतात आणि पोषक तत्वांच्या जैव-रासायनिक चक्राचा मुख्य गाभा बनवतात.

20 व्या शतकाच्या सत्तरच्या दशकात, रसायनशास्त्रज्ञ जेम्स लव्हलॉक आणि सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ लिन मार्गुलिस यांनी जैविक वस्तूंद्वारे पृथ्वीच्या वातावरणाचे जटिल नियमन करण्याचा सिद्धांत मांडला, ज्यानुसार वनस्पती आणि सूक्ष्मजीव, भौतिक वातावरणासह, विशिष्ट भू-रासायनिक घटकांची देखभाल सुनिश्चित करतात. पृथ्वीवरील जीवनासाठी अनुकूल परिस्थिती. हे वातावरणातील ऑक्सिजनचे तुलनेने उच्च प्रमाण आहे आणि कार्बन डायऑक्साइड, विशिष्ट आर्द्रता आणि हवेचे तापमान कमी आहे. या नियमनात एक विशेष भूमिका स्थलीय आणि जलीय परिसंस्थांच्या सूक्ष्मजीवांची आहे, ज्यामुळे पोषक तत्वांचे अभिसरण सुनिश्चित होते. पृथ्वीच्या वातावरणात कार्बन डाय ऑक्साईडचे विशिष्ट प्रमाण राखण्यासाठी आणि हरितगृह परिणाम रोखण्यासाठी जागतिक महासागरातील सूक्ष्मजीवांची नियामक भूमिका सर्वज्ञात आहे.[...]

सजीव पदार्थाची पुनरुत्पादक क्षमता प्रचंड आहे. जर मृत्यू काही काळ थांबला असेल आणि पुनरुत्पादन आणि वाढ कोणत्याही प्रकारे मर्यादित नसेल, तर वैश्विक स्तरावर "जैविक स्फोट" होईल: दोन दिवसांपेक्षा कमी कालावधीत, सूक्ष्मजीवांचे बायोमास वस्तुमानापेक्षा कित्येक पटीने जास्त असेल. जग पदार्थाच्या मर्यादेमुळे असे होत नाही; इकोस्फियरचे बायोमास शेकडो लाखो वर्षांपासून तुलनेने स्थिर पातळीवर राखले जाते. सौर ऊर्जेच्या प्रवाहाच्या सतत पंपिंगसह, सजीव निसर्ग पोषक तत्वांचे चक्र आयोजित करून पोषक सामग्रीच्या मर्यादांवर मात करतो. हे अनेक परिसंस्थेची उच्च उत्पादकता सुनिश्चित करते (तक्ता 2. 1 पहा).[...]

निसर्गावरील मानववंशीय दबाव केवळ प्रदूषणापुरता मर्यादित नाही. तितकेच महत्त्वाचे म्हणजे नैसर्गिक संसाधनांचे शोषण आणि परिणामी पर्यावरणीय प्रणालींमध्ये होणारे व्यत्यय. पर्यावरण व्यवस्थापन खूप महाग आहे - वापरलेल्या संसाधनांच्या नेहमीच्या आर्थिक मूल्यापेक्षा खूप जास्त. सर्व प्रथम, कारण निसर्गाच्या अर्थव्यवस्थेत, तसेच मानवी अर्थव्यवस्थेत, कोणतीही मुक्त संसाधने नाहीत: जागा, ऊर्जा, सूर्यप्रकाश, पाणी, ऑक्सिजन, पृथ्वीवरील त्यांचे साठे कितीही अपरिहार्य वाटले तरीही, त्यासाठी कठोरपणे पैसे दिले जातात. त्यांचा वापर करणाऱ्या कोणत्याही प्रणालीद्वारे, पूर्णता आणि परताव्याच्या गतीसाठी पैसे दिले जातात, मूल्यांची उलाढाल, भौतिक चक्रांची बंदता - पोषक, ऊर्जा, अन्न, पैसा, आरोग्य... कारण या सर्वांच्या संबंधात, मर्यादित संसाधनांचा कायदा लागू होतो.

जीवसृष्टीतील सजीवांची क्रिया पर्यावरणातून मोठ्या प्रमाणात खनिजे काढण्यासोबत असते. जीवांच्या मृत्यूनंतर, त्यांचे घटक रासायनिक घटक वातावरणात परत येतात. अशा प्रकारे निसर्गातील पदार्थांचे बायोजेनिक (सजीव सजीवांच्या सहभागासह) चक्र निर्माण होते, म्हणजे लिथोस्फियर, वातावरण, जलमंडल आणि सजीव यांच्यातील पदार्थांचे अभिसरण. पदार्थांचे चक्र हे निसर्गातील पदार्थांच्या परिवर्तन आणि हालचालीची पुनरावृत्ती होणारी प्रक्रिया म्हणून समजले जाते, ज्यामध्ये कमी-अधिक प्रमाणात चक्रीय स्वरूप असते.

सर्व जिवंत जीव पदार्थांच्या चक्रात भाग घेतात, बाह्य वातावरणातील काही पदार्थ शोषून घेतात आणि इतरांना त्यात सोडतात. अशा प्रकारे, वनस्पती बाह्य वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइड, पाणी आणि खनिज क्षारांचा वापर करतात आणि त्यात ऑक्सिजन सोडतात. प्राणी वनस्पतींद्वारे सोडलेला ऑक्सिजन श्वास घेतात आणि ते खातात, ते पाणी आणि कार्बन डाय ऑक्साईडपासून संश्लेषित सेंद्रिय पदार्थांचे शोषण करतात आणि कार्बन डायऑक्साइड, पाणी आणि पदार्थ अन्नाच्या न पचलेल्या भागातून सोडतात. जेव्हा जीवाणू आणि बुरशी मृत वनस्पती आणि प्राण्यांचे विघटन करतात, तेव्हा अतिरिक्त प्रमाणात कार्बन डाय ऑक्साईड तयार होतो आणि सेंद्रिय पदार्थांचे खनिजांमध्ये रूपांतर होते, जे मातीमध्ये प्रवेश करतात आणि पुन्हा वनस्पतींद्वारे शोषले जातात. अशा प्रकारे, मूलभूत रासायनिक घटकांचे अणू सतत एका जीवातून दुसऱ्या जीवात, माती, वातावरण आणि हायड्रोस्फियरमधून - सजीवांमध्ये आणि त्यांच्यापासून - पर्यावरणात स्थलांतर करतात, अशा प्रकारे बायोस्फियरचे निर्जीव पदार्थ पुन्हा भरतात. या प्रक्रिया अनंत वेळा पुनरावृत्ती केल्या जातात. तर, उदाहरणार्थ, सर्व वातावरणातील ऑक्सिजन 2 हजार वर्षांमध्ये जिवंत पदार्थांमधून जातो, सर्व कार्बन डायऑक्साइड - 200-300 वर्षांत.

बायोस्फियरमधील रासायनिक घटकांचे कमी-अधिक बंद मार्गांवर सतत परिभ्रमण होते याला जैव-रासायनिक चक्र म्हणतात. अशा अभिसरणाची गरज ग्रहावरील त्यांच्या मर्यादित पुरवठ्याद्वारे स्पष्ट केली जाते. जीवनाची अनंतता सुनिश्चित करण्यासाठी, रासायनिक घटक एका वर्तुळात फिरले पाहिजेत. प्रत्येक रासायनिक घटकाचे चक्र पृथ्वीवरील पदार्थांच्या सामान्य भव्य चक्राचा भाग आहे, म्हणजेच सर्व चक्र एकमेकांशी जवळून जोडलेले आहेत.

निसर्गात घडणाऱ्या सर्व प्रक्रियांप्रमाणेच पदार्थांच्या चक्रालाही उर्जेचा सतत प्रवाह आवश्यक असतो. जीवसृष्टीचे अस्तित्व सुनिश्चित करणाऱ्या बायोजेनिक चक्राचा आधार सौर ऊर्जा आहे. अन्नसाखळीच्या टप्प्यावर सेंद्रिय पदार्थांमध्ये बांधलेली उर्जा कमी होते, कारण त्यातील बहुतेक उष्णता वातावरणात प्रवेश करतात किंवा जीवांमध्ये होणाऱ्या प्रक्रियेवर खर्च होतात, त्यामुळे उर्जेचा प्रवाह आणि त्याचे परिवर्तन बायोस्फीअरमध्ये दिसून येते . अशा प्रकारे, पदार्थांचे सतत चक्र आणि सौरऊर्जेचा प्रवाह असेल तरच जीवमंडल स्थिर होऊ शकते.

नैसर्गिक संसाधने

प्रत्येक प्राणी किंवा वनस्पती हा त्याच्या परिसंस्थेच्या अन्नसाखळीतील एक दुवा आहे, निर्जीव निसर्गासह पदार्थांची देवाणघेवाण करतो आणि म्हणूनच जीवमंडलातील पदार्थांच्या चक्रात समाविष्ट आहे. विविध संयुगांमधील रासायनिक घटक सजीव, वातावरण आणि माती, जलमंडल आणि लिथोस्फियर यांच्यामध्ये फिरतात. काही इकोसिस्टममध्ये सुरू झाल्यानंतर, सायकल इतरांमध्ये संपते. ग्रहाचा संपूर्ण बायोमास पदार्थांच्या चक्रात भाग घेतो, यामुळे बायोस्फीअरची अखंडता आणि स्थिरता मिळते. अनेक संयुगांच्या हालचाली आणि परिवर्तनावर सजीवांचा लक्षणीय प्रभाव पडतो. जैविक चक्रामध्ये प्रामुख्याने सेंद्रिय पदार्थ बनवणाऱ्या घटकांचा समावेश होतो: C, N, S, P, O, H, तसेच अनेक धातू (Fe, Ca, Mg, इ.).

संयुगांचे परिसंचरण मुख्यत्वे सूर्याच्या ऊर्जेमुळे होते. हिरवीगार झाडे, त्याची उर्जा जमा करतात आणि मातीतील खनिज संयुगे वापरतात, सेंद्रिय पदार्थांचे संश्लेषण करतात. सेंद्रिय पदार्थ अन्नसाखळीद्वारे बायोस्फियरमध्ये पसरतात. कमी करणारे वनस्पती आणि प्राणी सेंद्रिय पदार्थ खनिज संयुगांमध्ये नष्ट करतात, जैविक चक्र बंद करतात.

महासागराच्या वरच्या थरांमध्ये आणि जमिनीच्या पृष्ठभागावर, सेंद्रिय पदार्थांची निर्मिती प्रामुख्याने असते आणि माती आणि समुद्राच्या खोलीत त्याचे खनिजीकरण प्राबल्य असते. पक्षी, मासे आणि कीटकांचे स्थलांतर देखील त्यांनी जमा केलेल्या घटकांच्या हस्तांतरणास कारणीभूत ठरते. मानवी क्रियाकलाप घटकांच्या चक्रावर लक्षणीय परिणाम करतात.

पाण्याचे चक्र.सूर्यामुळे तापलेले ग्रहाचे पाणी बाष्पीभवन होते. जीवन देणारा पाऊस म्हणून पडणारा ओलावा नदीचे पाणी किंवा गाळणीद्वारे शुद्ध केलेले भूजल, मोठ्या प्रमाणात अजैविक आणि सेंद्रिय संयुगे घेऊन समुद्रात परत येते. जिवंत जीव जलचक्रामध्ये सक्रियपणे भाग घेतात, जो चयापचय प्रक्रियेचा एक आवश्यक घटक आहे (पाण्याच्या जैविक भूमिकेसाठी, § 1 पहा). जमिनीवर, बहुतेक पाण्याचे झाडांद्वारे बाष्पीभवन केले जाते, ज्यामुळे पाण्याचा प्रवाह कमी होतो आणि मातीची धूप थांबते. म्हणून, जेव्हा जंगलतोड होते तेव्हा पृष्ठभागावरील प्रवाह एकाच वेळी अनेक वेळा वाढतो आणि जमिनीच्या आवरणाची तीव्र धूप होते. जंगल बर्फ वितळण्याची गती कमी करते आणि वितळलेले पाणी, हळूहळू खाली वाहत, शेतांना चांगले आर्द्रता देते. भूजल पातळी वाढत आहे, आणि वसंत ऋतूतील पूर क्वचितच विनाशकारी आहेत.

उष्णकटिबंधीय वर्षावन उष्ण विषुववृत्तीय हवामानात पाणी राखून आणि हळूहळू बाष्पीभवन करून मध्यम करतात (एक घटना ज्याला बाष्पोत्सर्जन म्हणतात). उष्णकटिबंधीय जंगलांच्या तोडणीमुळे जवळपासच्या भागात भयंकर दुष्काळ पडतो. जंगलांचा हिंसक विनाश संपूर्ण देशांना वाळवंटात बदलू शकतो, जसे की उत्तर आफ्रिकेत आधीच घडले आहे. वनस्पतींद्वारे नियंत्रित पाण्याचे चक्र ही पृथ्वीवरील जीवन टिकवून ठेवण्याची सर्वात महत्त्वाची अट आहे.

कार्बन सायकल.प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान, वनस्पती कार्बन डायऑक्साइडच्या स्वरूपात कार्बन शोषून घेतात. त्यांनी तयार केलेल्या सेंद्रिय पदार्थांमध्ये कार्बनचे महत्त्वपूर्ण प्रमाण असते, जे अन्न साखळीद्वारे संपूर्ण परिसंस्थेमध्ये वितरीत केले जाते. श्वासोच्छवासाच्या प्रक्रियेदरम्यान, जीव कार्बन डायऑक्साइड सोडतात. समुद्रातील आणि जमिनीवरील सेंद्रिय अवशेषांचे विघटन करणाऱ्यांद्वारे खनिज केले जाते. खनिजीकरणाच्या उत्पादनांपैकी एक - कार्बन डायऑक्साइड - चक्र बंद करून वातावरणात परत येतो.

6-8 वर्षांच्या कालावधीत, सजीव प्राणी वातावरणातील सर्व कार्बनमधून जातात. दरवर्षी, प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत 50 अब्ज टन कार्बनचा सहभाग असतो. त्यातील काही मातीत आणि महासागरांच्या तळाशी - एकपेशीय वनस्पती आणि मॉलस्क आणि कोरल रीफच्या सांगाड्यांमध्ये जमा होतात. कार्बनचा महत्त्वपूर्ण साठा गाळाच्या खडकांमध्ये असतो. जीवाश्म वनस्पती आणि प्लँक्टोनिक जीवांच्या आधारे, कोळसा, सेंद्रिय चुनखडी आणि कुजून रुपांतर झालेले वनस्पतिजन्य पदार्थ (सरपणासाठी याचा वापर होतो), नैसर्गिक वायू आणि शक्यतो, तेल तयार केले गेले (काही शास्त्रज्ञ तेलाचे अबोजेनिक उत्पत्ती सुचवतात). नैसर्गिक इंधन जळल्यावर वातावरणात कार्बन मिसळतो. दरवर्षी, वातावरणातील कार्बनचे प्रमाण 3 अब्ज टनांनी वाढते आणि त्यामुळे बायोस्फीअरची स्थिरता बिघडू शकते. वाढीचा दर असाच सुरू राहिल्यास, कार्बन डाय ऑक्साईडच्या हरितगृह परिणामामुळे ध्रुवीय बर्फाच्या तीव्र वितळण्यामुळे जगभरातील विशाल किनारपट्टी भागात पूर येईल.

नायट्रोजन चक्र.सजीवांसाठी नायट्रोजनचे महत्त्व मुख्यत्वे प्रथिने आणि न्यूक्लिक ॲसिडमधील सामग्रीवरून निश्चित केले जाते. नायट्रोजन, कार्बनप्रमाणेच, सेंद्रिय संयुगेचा भाग आहे या घटकांचे चक्र जवळून संबंधित आहेत. नायट्रोजनचा मुख्य स्त्रोत वायुमंडलीय हवा आहे. सजीवांच्या फिक्सेशनद्वारे, नायट्रोजन हवेतून माती आणि पाण्यात हलते. दरवर्षी, निळ्या-हिरव्या पाळ्या सुमारे २५ किलो/हेक्टर नायट्रोजन बांधतात. नायट्रोजन आणि नोड्यूल बॅक्टेरियाचे प्रभावीपणे निराकरण करते.

झाडे मातीतील नायट्रोजन संयुगे शोषून घेतात आणि सेंद्रिय पदार्थांचे संश्लेषण करतात. सेंद्रिय पदार्थ अन्न साखळ्यांद्वारे खाली विघटित करणाऱ्यांपर्यंत पसरतात जे अमोनियाच्या विमोचनाने प्रथिने विघटित करतात, जे पुढे इतर जीवाणूंद्वारे नायट्रेट्स आणि नायट्रेट्समध्ये रूपांतरित होतात. बेंथोस आणि प्लँक्टन जीवांमध्ये नायट्रोजनचे समान परिसंचरण होते. डेनिट्रिफायिंग बॅक्टेरिया नायट्रोजन मुक्त रेणूंमध्ये कमी करतात जे वातावरणात परत येतात. कमी प्रमाणात नायट्रोजन ऑक्साईडच्या रूपात विजेच्या स्त्रावद्वारे निश्चित केले जाते आणि पर्जन्यवृष्टीसह जमिनीत प्रवेश करते आणि ज्वालामुखीच्या क्रियाकलापातून देखील येते, ज्यामुळे खोल-समुद्रातील गाळातील नुकसानाची भरपाई होते. वायुमंडलीय हवेतून औद्योगिक स्थिरीकरणानंतर नायट्रोजन खतांच्या स्वरूपात मातीमध्ये देखील प्रवेश करते.

नायट्रोजन चक्र हे कार्बन सायकलपेक्षा अधिक बंद चक्र आहे. त्यातील काही प्रमाणात नद्यांद्वारे वाहून जाते किंवा परिसंस्थेच्या सीमा सोडून वातावरणात जाते.

सल्फर सायकल.सल्फर हे अनेक अमीनो ऍसिड आणि प्रथिनांचा भाग आहे. सल्फर संयुगे प्रामुख्याने जमीन आणि समुद्राच्या खडकांच्या हवामान उत्पादनांपासून सल्फाइडच्या स्वरूपात चक्रात प्रवेश करतात. अनेक सूक्ष्मजीव (उदाहरणार्थ, केमोसिंथेटिक बॅक्टेरिया) सल्फाइड्सला वनस्पतींमध्ये प्रवेश करण्यायोग्य स्वरूपात रूपांतरित करण्यास सक्षम आहेत - सल्फेट्स. वनस्पती आणि प्राणी मरतात, विघटनकर्त्यांद्वारे त्यांच्या अवशेषांचे खनिजीकरण मातीत सल्फर संयुगे परत करते. अशाप्रकारे, सल्फर बॅक्टेरिया प्रथिनांचे सल्फेटमध्ये विघटन करताना तयार झालेल्या हायड्रोजन सल्फाइडचे ऑक्सिडाइझ करतात. सल्फेट्स कमी प्रमाणात विरघळणाऱ्या फॉस्फरस संयुगांना विरघळणाऱ्या संयुगेमध्ये रूपांतरित करण्यात मदत करतात. वनस्पतींसाठी उपलब्ध खनिज संयुगेचे प्रमाण वाढते आणि त्यांच्या पोषणाची परिस्थिती सुधारते.

सल्फरयुक्त खनिजांची संसाधने खूप महत्त्वाची आहेत आणि वातावरणातील या घटकाचा अतिरेक, ज्यामुळे आम्लाचा पाऊस पडतो आणि औद्योगिक उपक्रमांजवळील प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत व्यत्यय येतो, हे आधीच शास्त्रज्ञांना काळजीत टाकत आहे. नैसर्गिक इंधन जाळल्यावर वातावरणातील सल्फरचे प्रमाण लक्षणीय वाढते.

फॉस्फरस सायकल.हा घटक अनेक महत्त्वाच्या रेणूंमध्ये आढळतो. त्याचे चक्र खडकांमधून फॉस्फरसयुक्त संयुगे बाहेर पडण्यापासून आणि जमिनीत त्यांच्या प्रवेशाने सुरू होते. फॉस्फरसचा काही भाग नद्या आणि समुद्रांमध्ये वाहून जातो, दुसरा वनस्पतींद्वारे शोषला जातो. फॉस्फरसचे बायोजेनिक चक्र सामान्य योजनेनुसार होते: उत्पादक→ग्राहक→कमी करणारे.

खते असलेल्या शेतात फॉस्फरसची लक्षणीय मात्रा लागू केली जाते. मत्स्यपालनाद्वारे दरवर्षी सुमारे 60 हजार टन फॉस्फरस मुख्य भूभागावर परत येतो. मानवी प्रथिने आहारात, माशांचे प्रमाण 20% ते 80% पर्यंत असते;

फॉस्फरस-युक्त खडकांचे वार्षिक उत्पादन 1-2 दशलक्ष टन आहे, फॉस्फरस-युक्त खडकांचे स्त्रोत अद्याप मोठे आहेत, परंतु भविष्यात मानवतेला फॉस्फरस बायोजेनिक चक्रात परत येण्याची समस्या सोडवावी लागेल.

नैसर्गिक संसाधने. आपल्या जीवनाची शक्यता आणि त्याची परिस्थिती नैसर्गिक संसाधनांवर अवलंबून असते. जैविक आणि विशेषतः अन्न संसाधने जीवनाचा भौतिक आधार म्हणून काम करतात. खनिज आणि ऊर्जा संसाधने, उत्पादनात समाविष्ट केल्यावर, स्थिर जीवनमानाचा आधार म्हणून काम करतात.

संसाधने सहसा अक्षय आणि संपुष्टात विभागली जातात. सूर्य आणि वारा, वातावरणातील हवा आणि पाण्याची उर्जा व्यावहारिकदृष्ट्या अक्षय आहेत. तथापि, आधुनिक गैर-पर्यावरणीय औद्योगिक उत्पादनासह, पाणी आणि हवा केवळ सशर्तपणे अक्षय संसाधने मानली जाऊ शकते. अनेक भागात प्रदूषणामुळे शुद्ध पाणी आणि हवेचा तुटवडा निर्माण झाला आहे. ही संसाधने अक्षय राहण्यासाठी, निसर्गाकडे काळजीपूर्वक दृष्टीकोन आवश्यक आहे.

संपुष्टात येणारी संसाधने नॉन-नूतनीकरणयोग्य आणि नूतनीकरणयोग्य मध्ये विभागली जातात. अपारंपरिक संसाधनांमध्ये प्राणी आणि वनस्पतींच्या हरवलेल्या प्रजाती आणि बहुतेक खनिजे यांचा समावेश होतो. नूतनीकरणीय संसाधनांमध्ये लाकूड, खेळाचे प्राणी आणि मासे, वनस्पती, तसेच काही खनिजे, जसे की पीट यांचा समावेश होतो.

नैसर्गिक संसाधनांचा सखोल वापर करून, एखाद्या व्यक्तीला नैसर्गिक संतुलन राखणे आवश्यक आहे. पदार्थांच्या चक्रातील संसाधनांचे संतुलन बायोस्फीअरची स्थिरता निर्धारित करते.

1. सजीव पदार्थांच्या चक्रात कसे सहभागी होतात? सेंद्रिय पदार्थाची निर्मिती कोठे होते, त्याचे खनिजीकरण कोठे होते?
2. जलचक्राचे वर्णन करा. त्याच्या नियमनात जंगलांची भूमिका काय आहे?
3. कार्बन चक्र कसे घडते? सायकलमधून वनस्पती वगळणे शक्य आहे का?
4. नायट्रोजन, सल्फर आणि फॉस्फरस चक्रांची वैशिष्ट्ये काय आहेत?
5. कोणत्या संसाधनांना विशेषतः काळजीपूर्वक उपचार आवश्यक आहेत?

मानवी आर्थिक क्रियाकलाप आणि जागतिक पर्यावरणीय समस्या

सुमारे 10-15% जमीन नांगरलेली आहे, 25% पूर्ण किंवा अंशतः लागवडीची कुरणे आहेत. जर आपण यात वाहतूक नेटवर्क, उद्योग, इमारती आणि संरचनांनी व्यापलेल्या पृष्ठभागाच्या 3-5% आणि खाणकामामुळे पृथ्वीच्या सुमारे 1-2% भूभागाची भर घातली, तर असे दिसून येते की जवळजवळ अर्धा भूपृष्ठ भूपृष्ठावर आहे. मानवी क्रियाकलापांद्वारे सुधारित.

सभ्यतेच्या विकासासह, बायोस्फीअर सायकलमध्ये त्याचे नकारात्मक योगदान वाढते. प्रत्येक टन औद्योगिक उत्पादनांसाठी 20-50 टन कचरा असतो. मोठ्या शहरांमधील प्रत्येक व्यक्ती दरवर्षी 1 टन पेक्षा जास्त अन्न आणि घरगुती कचरा तयार करते. बायोस्फियरमधील विसंगती वनस्पती आणि प्राणी तसेच मानवी आरोग्यावर परिणाम करते. अनेक प्रदूषके, माती, वातावरण आणि पाण्याच्या शरीरात प्रवेश करून, वनस्पती आणि प्राण्यांच्या ऊतींमध्ये जमा होतात आणि अन्न साखळीद्वारे मानवी शरीरात संक्रमित होतात. विषारी संयुगे उत्परिवर्तनांची संख्या लक्षणीयरीत्या वाढवू शकतात ज्यामुळे जन्मजात आणि आनुवंशिक विकृती निर्माण होतात. ग्रहाच्या विविध क्षेत्रांतील डेटाची तुलना केल्याने शास्त्रज्ञांनी असा निष्कर्ष काढला आहे की किमान 80% कर्करोग पर्यावरणाच्या रासायनिक प्रदूषणामुळे होतात.

वातावरणातील प्रदूषण प्रामुख्याने वाहतूक, उपयुक्तता आणि उद्योगांद्वारे नैसर्गिक इंधनाच्या ज्वलनामुळे होते. शहरांमध्ये, 60% पेक्षा जास्त प्रदूषके वाहतूक करतात, औष्णिक उर्जा प्रकल्प सुमारे 15% आणि उत्सर्जन 25% औद्योगिक आणि बांधकाम उद्योगांमधून येतात. मुख्य वायु प्रदूषक म्हणजे सल्फर, नायट्रोजन, मिथेन आणि कार्बन मोनोऑक्साइडचे ऑक्साईड. वनस्पतींमध्ये, वायू प्रदूषणामुळे गंभीर चयापचय विकार आणि विविध रोग होतात. सल्फर डायऑक्साइड क्लोरोफिल नष्ट करते आणि परागकणांच्या विकासास अडथळा आणते, पाने आणि सुया कोरडे होतात आणि पडतात. इतर प्रदूषकांचे परिणाम कमी हानिकारक नाहीत.

दरवर्षी, सुमारे 100 दशलक्ष टन सल्फर ऑक्साईड, 70 दशलक्ष टन नायट्रोजन ऑक्साईड आणि 180 दशलक्ष टन कार्बन मोनोऑक्साइड वातावरणात उत्सर्जित होतात.

ऍसिड पर्जन्य. प्रदूषकांच्या उच्च सांद्रतेमुळे आम्ल पाऊस आणि धुके तयार होतात. जेव्हा सल्फर आणि नायट्रोजन डायऑक्साइड (SO2, NO2) पाण्यात विरघळतात तेव्हा ऍसिड पर्जन्य (पाऊस, बर्फ, धुके) तयार होते. अम्लीय अवक्षेपण वनस्पतीच्या पानांमधून प्रथिने, अमीनो ऍसिडस्, साखर आणि पोटॅशियम धुवून टाकते आणि वरच्या संरक्षणात्मक थराला हानी पोहोचवते. आम्ल द्रावण जमिनीत अम्लीय वातावरणाचा परिचय करून देतात, ज्यामुळे बुरशी वाहून जाते, कॅल्शियम, पोटॅशियम आणि मॅग्नेशियमच्या महत्त्वपूर्ण क्षारांचे प्रमाण कमी होते. अम्लीय मातीत सूक्ष्मजीव कमी आहेत, कचरा नष्ट होण्याचा वेग मंदावतो आणि विघटन करणाऱ्यांच्या संख्येत घट झाल्यामुळे परिसंस्थेचा समतोल बिघडतो.

ऍसिड पावसामुळे प्रचंड परिसंस्था नष्ट होतात, वनस्पती आणि जंगले मरतात आणि तलाव आणि नद्या निर्जीव पाण्यामध्ये बदलतात. यूएसए मध्ये गेल्या 100 वर्षांत, आम्ल पाऊस 40 पट अधिक अम्लीय बनला आहे, सुमारे 200 तलाव मासेविना राहिले आहेत, स्वीडनमध्ये 20% तलाव आपत्तीजनक स्थितीत आहेत. 70% पेक्षा जास्त स्वीडिश ऍसिड पाऊस इतर देशांमधून उत्सर्जनामुळे होतो. युरोपमधील सुमारे 20% आम्ल पाऊस हा उत्तर अमेरिकेतील सल्फर ऑक्साईड उत्सर्जनाचा परिणाम आहे.

धुके. वातावरणाच्या खालच्या थरांमध्ये, सूर्यप्रकाशाच्या प्रभावाखाली, प्रदूषक संयुगे तयार करतात जे सजीवांसाठी अत्यंत हानिकारक असतात, धुके म्हणून पाहिले जाते. मोठ्या शहरांमध्ये, धुक्यामुळे सूर्यप्रकाशाचे प्रमाण 10-15% आणि अल्ट्राव्हायोलेट किरण 30% कमी होते.

ओझोन छिद्र. 20-25 किमी उंचीवर असलेल्या वातावरणात मोठ्या प्रमाणात ओझोन रेणू (O3) असतात, जे सौर स्पेक्ट्रमचा कठोर भाग शोषून घेतात, जे सजीवांसाठी विनाशकारी आहे. 1982 मध्ये, शास्त्रज्ञांनी अंटार्क्टिकावर ओझोन थरात एक छिद्र शोधला आणि 1987 मध्ये - उत्तर ध्रुवावर. शास्त्रज्ञांना भीती वाटते की जगाच्या वस्तीच्या भागाच्या वर देखील छिद्र दिसू शकतात. यामुळे त्वचेचा कर्करोग, मोतीबिंदू आणि जंगल आणि सागरी परिसंस्थांमध्ये व्यत्यय येऊ शकतो.

ओझोन छिद्र कोणत्या कारणांमुळे होतात? शास्त्रज्ञांनी असे सुचवले आहे की मुख्य म्हणजे फ्रीॉनचे संचय (क्लोरोफ्लोरोकार्बन्स СFCl3, СF2Сl2), जे एरोसोलच्या उत्पादनात आणि रेफ्रिजरेशन उद्योगात वापरले जाते. हे वायू वातावरणात अनेक दशके टिकून राहतात. एकदा स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये, ते क्लोरीन अणू तयार करण्यासाठी सौर विकिरणाने विघटित होतात, जे ओझोनचे ऑक्सिजनमध्ये रूपांतरण उत्प्रेरित करतात.

हरितगृह परिणाम. काही वातावरणातील वायू दृश्यमान प्रकाश चांगल्या प्रकारे प्रसारित करतात आणि ग्रहाचे थर्मल रेडिएशन शोषून घेतात, ज्यामुळे एकूण तापमानवाढ होते. हरितगृह परिणाम 50% कार्बन डाय ऑक्साईडच्या उपस्थितीमुळे, 18% मिथेनपासून आणि 14% फ्रीॉन्समुळे होतो. वातावरणातील CO2 चे प्रमाण वाढणे मुख्यत्वे इंधनाच्या ज्वलनामुळे आणि नांगरणीसाठी जंगले साफ करणे, तसेच विस्तीर्ण शेतीयोग्य जमिनींमध्ये बुरशीचे गहन खनिजीकरण यामुळे होते.

मिथेन दलदलीच्या भागातून, तांदूळ लागवडीच्या पाण्याने भरलेल्या मातीतून, असंख्य पशुधन फार्ममधून आणि कोळशाचे साठे उघडताना वातावरणात प्रवेश करते. मिथेन हे रुमिनंट्सच्या मुख्य चयापचय उत्पादनांपैकी एक आहे, जे त्यांच्या उत्सर्जनांना एक वैशिष्ट्यपूर्ण तीक्ष्ण गंध देते. 20 व्या शतकात वातावरणातील CO2 चे प्रमाण 25% आणि मिथेन 100% ने वाढले, ज्यामुळे सरासरी तापमान 0.5°C ने वाढले. या प्रवृत्तीमुळे, पुढील 50 वर्षांत तापमानात 3-5 अंश सेल्सिअसने वाढ होऊ शकते. गणना दर्शविते की ध्रुवीय बर्फ वितळल्याने समुद्राची पातळी 0.5-1.5 मीटरने वाढेल, इजिप्तमध्ये, नाईल डेल्टाच्या 20-30% सुपीक जमिनींना पूर येईल आणि किनारपट्टीची गावे आणि चीनची मोठी शहरे, भारत आणि अमेरिका धोक्यात येतील. एकूण पर्जन्यवृष्टीचे प्रमाण वाढेल, परंतु खंडांच्या मध्यवर्ती भागात हवामान कोरडे होऊ शकते आणि पिकांसाठी, विशेषतः धान्य आणि तांदूळ (आशियातील 60% लोकसंख्येसाठी, तांदूळ हे मुख्य उत्पादन आहे) साठी हानिकारक होऊ शकते.

अशा प्रकारे, वातावरणातील वायूच्या रचनेत होणारे छोटे बदलही नैसर्गिक परिसंस्थांसाठी धोकादायक असतात.

हायड्रोस्फीअर मध्ये अडथळा. कृषी पद्धतींमध्ये मोठ्या प्रमाणात झालेल्या चुकांमुळे अनेक नैसर्गिक परिसंस्था नष्ट झाल्या आहेत. कापूस बागायत सिंचनासाठी अमू दर्या आणि सिर दर्या या नदीच्या प्रवाहाला वळवल्यामुळे अरल समुद्राच्या पातळीत आपत्तीजनक घट झाली. त्याच्या कोरड्या पलंगावर धुळीच्या वादळांमुळे विस्तीर्ण भागात मातीचे क्षारीकरण झाले. अरल समुद्र प्रदेशातील नैसर्गिक परिसंस्थेचा ऱ्हास हा पाण्याचा अभाव आणि वाळवंटीकरणाचा परिणाम आहे.

सिंचनासाठी शिकारी पाणी काढून टाकणे, औद्योगिक उत्पादनाच्या गरजांसाठी (1 टन निकेलच्या गळतीसाठी 4000 m3 पाणी लागते, 1 टन कागदाचे उत्पादन - 100 m3, 1 टन सिंथेटिक फायबर - 5000 m3 पर्यंत), जलसंधारण जंगलांचा नाश आणि दलदलीचा निचरा झाल्यामुळे नद्या मोठ्या प्रमाणावर नाहीशा झाल्या आहेत. जर 1785 मध्ये कलुगा प्रदेशात 1 दशलक्षाहून अधिक नद्या होत्या, तर 1990 मध्ये त्यापैकी फक्त 200 उरल्या होत्या!

नदी परिसंस्था अतिशय संवेदनशील आणि असुरक्षित आहेत. शेतातून वाहून गेलेली खते, पशुधनाचा कचरा आणि सांडपाण्याचे पाणी यामुळे पाणवठ्यांमध्ये नायट्रोजन आणि फॉस्फरस संयुगांचे प्रमाण वाढते. जलीय परिसंस्थेमध्ये, निळ्या-हिरव्या शैवालचा जलद विकास सुरू होतो, जो झूप्लँक्टनसाठी आवश्यक डायटॉम्स विस्थापित करतो. मासे भुकेने मरत आहेत. निळ्या-हिरव्या भाज्या तळाशी जमा होतात आणि सडतात (बॅक्टेरियामुळे विघटित होतात), पाण्यात विषारी होतात आणि ऑक्सिजनचा पुरवठा कमी होतो. नयनरम्य तलाव चिखल आणि फेसाने झाकलेल्या दुर्गंधीयुक्त गटारांमध्ये बदलतात. जर पाणी विषारी नसेल तर प्रत्येक चौरस मीटरवर 15 पर्यंत मोलस्क असतात, ज्यापैकी प्रत्येक दररोज 50 लिटर पाणी काळजीपूर्वक फिल्टर करते. जेव्हा परदेशी रसायने पाणवठ्यांमध्ये जातात तेव्हा हे प्राणी मरतात. जलप्रदूषणास सर्वात जास्त प्रतिरोधक म्हणजे लीचेस, ॲसिडियन आणि ड्रॅगनफ्लाय लार्वा.

बायोस्फियरचे घटक पदार्थ आणि अन्न साखळींच्या चक्राद्वारे एकमेकांशी जोडलेले असतात; एका परिसंस्थेच्या व्यत्ययामुळे इतरांमध्ये पर्यावरणीय संतुलन बदलते. जेव्हा उत्तर गोलार्धात कीटकांना डीडीटीने विषबाधा होऊ लागली, तेव्हा या विषाचे महत्त्वपूर्ण प्रमाण लवकरच अंटार्क्टिक पेंग्विनच्या शरीरात सापडले ज्यांना ते माशांपासून मिळाले. अनेक कीटकनाशके अतिशय स्थिर असतात आणि दीर्घकाळापर्यंत जीवांच्या ऊतींमध्ये जमा होऊ शकतात, त्यानंतरच्या प्रत्येक पौष्टिक स्तरावर अनेक वेळा गुणाकार करतात.

अवास्तव मानवी आर्थिक क्रियाकलापांमुळे, नैसर्गिक जलाशय जड धातूंच्या क्षारांनी विषारी बनले आहेत - पारा, शिसे, तसेच तांबे आणि जस्त. ही संयुगे गाळात, माशांच्या ऊतींमध्ये जमा होतात आणि अन्नसाखळीद्वारे मानवी शरीरात प्रवेश करतात, ज्यामुळे गंभीर विषबाधा होते. युनायटेड स्टेट्समधील औद्योगिक भागातील रहिवाशांच्या ऊतींमधील शिशाचे प्रमाण गेल्या 100 वर्षांत 50-1000 पटीने वाढले आहे. पामीर-अल्ताईच्या हिमनद्यांमध्येही पाऱ्याचे प्रमाण पाचपटीने वाढले आहे. मासे, लॉबस्टर्स आणि इतर जलचरांच्या वर्तनात अनेक रसायने कमी प्रमाणात व्यत्यय आणतात. तांबे, पारा, कॅडमियम आणि फिनॉलच्या किमान एकाग्रतेची नोंदणी या वैशिष्ट्यांवर आधारित आहे. सर्वात सामान्य कीटकनाशकांपैकी एक - टॉक्साफेन - 1:108 (100 दशलक्ष प्रति 1 भाग) च्या सामग्रीमुळे काही माशांचा मृत्यू होतो (उदाहरणार्थ, गॅम्बुसिया), यकृत आणि कॅटफिश आणि ट्राउटच्या गिल्समध्ये अपरिवर्तनीय बदल.

उत्पादन आणि वाहतुकीदरम्यान तेलाची गळती नद्या आणि समुद्रांच्या पृष्ठभागावर तेलाची फिल्म तयार करते (सर्व तेलांपैकी 40% पेक्षा जास्त तेल शेल्फवर तयार होते). उपग्रहाच्या निरीक्षणानुसार, जगातील महासागरांच्या पृष्ठभागाच्या सुमारे 10-15% भाग प्रदूषित आहे. पृष्ठभागावरील तेल हळूहळू बाष्पीभवन होते आणि बॅक्टेरियाद्वारे विघटित होते, परंतु हे हळूहळू होते. अनेक पाणपक्षी मरतात, प्लँक्टन नष्ट होतात आणि त्यानंतर त्याचे मुख्य ग्राहक - खोल समुद्रातील रहिवासी. " बेंथिक वाळवंट"बाल्टिक समुद्रात तळाच्या पृष्ठभागाच्या 20% पेक्षा जास्त भाग व्यापलेला आहे. तेल ऑक्सिजनसह पाण्याचे समृद्धी प्रतिबंधित करते. परिणामी, वातावरणासह हायड्रोस्फियरचे वायू संतुलन विस्कळीत होते आणि पर्यावरणीय संतुलन बदलले जाते.

सघन मासेमारी आणि शेलफिश कापणीमुळे अनेक शेल्फ इकोसिस्टम नष्ट झाल्या आहेत.

मातीचा नाश. आपल्या देशात आणि युनायटेड स्टेट्समधील स्टेपप्सच्या विस्तृत नांगरणीमुळे धुळीचे वादळ आले ज्याने लाखो हेक्टर सर्वात सुपीक जमीन वाहून नेली. मातीचा एक सेंटीमीटर थर पुन्हा तयार करण्यासाठी निसर्गाला 100-300 वर्षे लागतात! सध्या, विविध प्रकारच्या धूपांमुळे सुमारे 1/3 लागवडीखालील जमिनीचा 50% सुपीक थर नष्ट झाला आहे. दरवर्षी सुमारे 3 दशलक्ष हेक्टर धूप, 2 दशलक्ष हेक्टर वाळवंटामुळे आणि 2 दशलक्ष हेक्टर रसायनांच्या विषबाधामुळे नष्ट होते.

अनेक शेतजमिनी क्षारयुक्त झाल्या आहेत. अरल समुद्राच्या प्रदेशात हे धुळीच्या मिठाच्या वादळांच्या परिणामी घडले, इतर भागात - सिंचनाच्या पाण्याच्या प्रवाहाच्या अयोग्य संघटनेमुळे. अतिरिक्त पाण्यामुळे क्षारयुक्त भूजल पृष्ठभागावर वाढते. तीव्र बाष्पीभवनामुळे जमिनीच्या वरच्या क्षितिजांचे क्षारीकरण होते आणि काही वर्षांनी अशा जमिनींवर पिके घेणे अशक्य होते. 4,000 वर्षांपूर्वी मातीच्या क्षारीकरणामुळे मेसोपोटेमियामध्ये शेतीचा ऱ्हास झाला. सिंचनाच्या पाण्याने सुरुवातीला तेथे चांगली कापणी दिली, परंतु तीव्र बाष्पीभवनामुळे जमिनीचा रासायनिक ऱ्हास झाला.

एक मोठी समस्या लागवडीखालील जमिनीच्या भौतिक ऱ्हासाशी देखील संबंधित आहे - जड कृषी यंत्रांद्वारे मजबूत कॉम्पॅक्शन.

नैसर्गिक प्रजातींच्या विविधतेचे नुकसान.प्राणी आणि वनस्पतींचा एक महत्त्वपूर्ण भाग वन बायोसेनोसेसमध्ये राहतो. जर 1500 वर्षांपूर्वी जंगलांनी ग्रहातील 7 अब्ज हेक्टर क्षेत्र व्यापले असेल तर आज ते 4 अब्ज हेक्टरपेक्षा जास्त व्यापलेले नाहीत. विशेषतः बर्बर म्हणजे उष्णकटिबंधीय जंगलांची जंगलतोड, ज्यामध्ये ग्रहावरील सर्व वनस्पती प्रजातींपैकी 80% आहेत. उष्णकटिबंधीय जंगले प्रामुख्याने अविकसित देशांमध्ये स्थित आहेत, ज्यासाठी लाकूड विक्री हा उत्पन्नाचा मुख्य स्त्रोत आहे. उष्ण कटिबंधातील जंगले जमिनीच्या क्षेत्रफळाच्या 7% पर्यंत कमी झाली आहेत आणि जर नष्ट होण्याचे प्रमाण असेच चालू राहिले तर 2030 पर्यंत फक्त एक चतुर्थांशच राहील.

मध्य रशियामध्ये, शंकूच्या आकाराची जंगले व्यावहारिकरित्या नष्ट केली गेली आहेत आणि सायबेरिया आणि सुदूर पूर्वेतील सर्वात मौल्यवान आणि सर्वात प्रवेशयोग्य जंगले तीव्रपणे कापली जात आहेत. जंगलांच्या नाशामुळे, हवामान विस्कळीत होते, माती खराब होते, नद्या मरतात, प्राणी आणि वनस्पती नष्ट होतात.

ॲमेझॉन खोऱ्यातील अद्वितीय जंगल दरवर्षी 2% दराने कापले जात आहे. हैतीमध्ये, 20 वर्षांपूर्वी जंगलांनी 80% प्रदेश व्यापला होता, आज - फक्त 9%. शिकारी जंगलतोडीमुळे, वनस्पतींच्या हजारो प्रजाती दरवर्षी लुप्त होत आहेत, फुलांच्या वनस्पतींच्या सुमारे 20 हजार प्रजाती, सस्तन प्राण्यांच्या 300 प्रजाती आणि पक्ष्यांच्या 350 प्रजाती नष्ट होण्याच्या मार्गावर आहेत. प्रत्येक वनस्पतीच्या प्रजाती नाहीशा झाल्यामुळे, त्याच्याशी पर्यावरणीयदृष्ट्या संबंधित प्राण्यांच्या 5 ते 35 प्रजाती (प्रामुख्याने इनव्हर्टेब्रेट्स) नामशेष होतात.

युरोपमध्ये दरवर्षी, सुमारे 300 दशलक्ष स्थलांतरित आणि हिवाळ्यातील पक्षी, 55 दशलक्ष लोक दलदल, फील्ड आणि जंगलातील खेळ नष्ट होतात, यूएसएमध्ये - 2.5 दशलक्ष शोक करणारे कबूतर, ग्रीसमध्ये - 3 दशलक्ष स्टारलिंग्स, बेटावर. मॅलोर्का - 3.5 दशलक्ष ब्लॅकबर्ड्स.

शेतीच्या विकासासह, युरेशियातील गवताळ प्रदेश जवळजवळ पूर्णपणे गायब झाला. टुंड्रा इकोसिस्टम निर्दयपणे नष्ट होत आहेत. महासागराच्या अनेक भागात कोरल रीफ्स धोक्यात आहेत.

प्रजाती विविधता ही केवळ सौंदर्यच नाही तर जीवमंडलाच्या स्थिरतेसाठी आवश्यक घटक देखील आहे. पारिस्थितिक तंत्र बाह्य जैविक, हवामान आणि विषारी प्रभावांना तोंड देण्यास सक्षम आहे जर ते मोठ्या प्रमाणात विविध प्रजातींचे वास्तव्य करतात. एका अभ्यासात, शास्त्रज्ञांनी परिसंस्थेमध्ये विषारी पदार्थ फिनॉलचा परिचय करून दिला. केवळ जीवाणू फिनॉलला तटस्थ करतात, परंतु हे निष्पन्न झाले की जीवांची अधिक विविधता असलेल्या इकोसिस्टममध्ये तटस्थीकरण अधिक प्रभावी आहे. प्रजातींचे विलुप्त होणे हे बायोस्फियरचे अपूरणीय नुकसान आहे आणि मानवतेच्या अस्तित्वासाठी एक वास्तविक धोका आहे.

विविध प्रकारच्या वनस्पती आरोग्य राखण्यासाठी शक्यता वाढवतात. आज मोठ्या प्रमाणात औषधे वन्य वनस्पतींपासून बनवली जातात. आपल्याला अद्याप वनस्पतींचे सर्व फायदेशीर गुण माहित नाहीत; 1960 मध्ये, ल्युकेमिया असलेली फक्त 20% मुले वाचली, आज - 80%, कारण मादागास्करच्या उष्णकटिबंधीय वन वनस्पतींपैकी एकामध्ये, शास्त्रज्ञांना या रोगाचा सामना करण्यासाठी सक्रिय पदार्थ शोधण्यात यश आले. प्रजाती विविधता गमावून, आपण आपले भविष्य गमावत आहोत.

सध्या, वनस्पती आणि प्राण्यांच्या दुर्मिळ आणि लुप्तप्राय प्रजातींच्या संवर्धनासाठी आंतरराष्ट्रीय कार्यक्रम आहे.

वातावरणातील किरणोत्सर्गी दूषित होणे. वातावरणीय प्रवाहांमधील किरणोत्सर्गी कण त्वरीत लांब अंतरावर पसरतात, माती आणि जल संस्था, वनस्पती आणि प्राणी दूषित करतात. पॅसिफिक प्रवाळांवर प्रत्येक आण्विक स्फोटानंतर चार महिन्यांनी, युरोपियन स्त्रियांच्या दुधात रेडिओएक्टिव्ह स्ट्रॉन्टियम आढळून आले.

किरणोत्सर्गी समस्थानिक विशेषतः धोकादायक असतात कारण ते जीवांमध्ये इतर घटक बदलू शकतात. स्ट्रॉन्टियम-90 कॅल्शियमच्या गुणधर्मांप्रमाणेच आहे आणि हाडांमध्ये जमा होते, तर सीझियम-137 पोटॅशियमसारखे आहे आणि स्नायूंमध्ये केंद्रित आहे. विशेषत: दूषित वनस्पती आणि प्राणी खाल्लेल्या ग्राहकांच्या शरीरात बरेच किरणोत्सर्गी घटक जमा होतात. अशा प्रकारे, रेनडिअरचे मांस खाणाऱ्या अलास्का एस्किमोच्या शरीरात सीझियम-137 ची अत्यंत मोठी मात्रा आढळून आली. हरीण लाइकेन्सवर खातात, जे त्यांच्या दीर्घ आयुष्यासाठी लक्षणीय प्रमाणात किरणोत्सर्गी समस्थानिक जमा करतात. लाइकेन्समधील त्यांची सामग्री मातीपेक्षा हजारो पटीने जास्त आहे. हरणांच्या ऊतींमध्ये हे प्रमाण तिप्पट वाढते आणि एस्किमोच्या शरीरात हरणाच्या तुलनेत दुप्पट किरणोत्सर्गी सीझियम असते. घातक ट्यूमरमुळे काही आर्क्टिक प्रदेशातील लोकसंख्येचा मृत्यू दर सरासरीपेक्षा लक्षणीय आहे.

विशेषत: अणुऊर्जा प्रकल्पातील अपघातानंतरही विकिरण टिकून राहते. चेरनोबिल आपत्ती दरम्यान, किरणोत्सर्गी कण 6 किमी उंचीवर गेले. पहिल्याच दिवशी, ते वायुमंडलीय प्रवाहासह युक्रेन आणि बेलारूसमध्ये पसरले. मग ढग फुटले, त्याचा एक भाग दुसऱ्या ते चौथ्या दिवशी पोलंड आणि स्वीडनवर दिसला, आठवड्याच्या शेवटी युरोप ओलांडला आणि 10 व्या दिवशी तुर्की, लेबनॉन आणि सीरियाला पोहोचला. ढगाचा आणखी एक भाग एका आठवड्यात सायबेरिया ओलांडला, 12 व्या दिवशी तो जपानवर दिसला आणि दुर्घटनेनंतर 18 व्या दिवशी किरणोत्सर्गी ढग उत्तर अमेरिकेत गेला.

बायोस्फीअर प्रक्रियेचा अभ्यास तयार केलेल्या जगाच्या प्रत्येक भागाचे महत्त्व समजून घेण्यास आणि आधुनिक मनुष्याच्या मनाची वेदनादायक स्थिती समजून घेण्यास मदत करते. पश्चिमेकडे आणि आता रशियामध्ये, सर्वोच्च चांगले म्हणून आरामदायक अमेरिकन जीवनशैलीची इच्छा प्रचलित आहे. पर्यावरणशास्त्रज्ञांच्या नजरेतून अमेरिका म्हणजे काय? हे ग्रहाच्या लोकसंख्येच्या 5.5%, नैसर्गिक संसाधनांच्या वापराच्या 40% आणि हानिकारक उत्सर्जनाच्या 70% आहे! इतर लोकांच्या खर्चावर आणि ग्रहाच्या भविष्यासाठी ही विलासी जीवनाची किंमत आहे.

अधिकाधिक भौतिक संपत्तीच्या इच्छेचा विचार करण्याची आणि औद्योगिक-ग्राहक समाजाची रणनीती आपल्याला आपत्तीकडे नेत आहे हे समजून घेण्याची वेळ आली आहे. येत्या काही दशकांत आपण योग्य आध्यात्मिक मार्गदर्शक तत्त्वांकडे वळलो नाही, तर आपल्या वंशजांना जगण्याच्या समस्येला तोंड द्यावे लागेल. आपण एकमेकांची आणि आपल्या मूळ ग्रहाची काळजी घेणे लक्षात ठेवले पाहिजे - निर्मात्याने आपल्यावर सोपवलेली अमूल्य संपत्ती.

1. वायू प्रदूषणाच्या चार मुख्य परिणामांचे वर्णन करा. प्रदूषकांचे वितरण कसे केले जाते?
2. सिंचन शेती धोकादायक का आहे?
3. अतिरीक्त खताचे नकारात्मक परिणाम काय आहेत?
4. शास्त्रज्ञ पर्यावरणातील प्रजातींच्या विविधतेतील घट मानवांसाठी धोकादायक का मानतात?
5. पर्यावरणीय प्रदूषण हा आपल्या सभ्यतेच्या अध्यात्माच्या अभावाचा परिणाम आहे का? आपल्याला ग्रह सुधारण्यासाठी कोठे सुरू करण्याची आवश्यकता आहे?

मध्ये जागतिक परिसंचरणअरे हो

जागतिक स्तरावर, पाणी आणि CO2 चक्र हे मानवतेसाठी कदाचित सर्वात महत्वाचे जैव-रासायनिक चक्र आहेत. दोन्ही वातावरणातील लहान परंतु उच्च मोबाइल निधी द्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत, मानवी क्रियाकलापांमुळे होणाऱ्या त्रासांबद्दल अत्यंत संवेदनशील आणि हवामान आणि हवामानावर प्रभाव टाकू शकतात.

प्रकाशसंश्लेषण करणाऱ्या रासायनिक अभिक्रियांमध्ये पाण्याचा सहभाग असला तरी, पारिस्थितिक तंत्रातून बहुतेक पाण्याचा प्रवाह बाष्पीभवन, बाष्पीभवन (वनस्पतींमधून होणारे बाष्पीभवन) आणि पर्जन्यवृष्टीमुळे होते.

जलचक्र किंवा जलचक्र, इतर कोणत्याही चक्राप्रमाणे, उर्जेने चालते. द्रव पाण्याद्वारे प्रकाश उर्जेचे शोषण हे मुख्य बिंदू दर्शवते ज्यावर ऊर्जा स्त्रोत जलचक्राशी जोडला जातो. असा अंदाज आहे की पृथ्वीवर पोहोचणाऱ्या सौरऊर्जेपैकी सुमारे एक तृतीयांश ऊर्जा जलचक्र चालवण्यासाठी खर्च केली जाते.

पृथ्वीवरील 90% पेक्षा जास्त पाणी हे पृथ्वीचे कवच तयार करणाऱ्या खडकांमध्ये आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील गाळांमध्ये (बर्फ आणि बर्फ) बांधलेले आहे. हे पाणी इकोसिस्टममध्ये होणाऱ्या हायड्रोलॉजिकल चक्रात फार क्वचितच प्रवेश करते: केवळ पाण्याच्या वाफेच्या ज्वालामुखी उत्सर्जनाच्या वेळी. अशाप्रकारे, पृथ्वीच्या कवचामध्ये असलेले पाण्याचे मोठे साठे पृथ्वीच्या पृष्ठभागाजवळील पाण्याच्या हालचालीमध्ये अत्यंत नगण्य योगदान देतात, ज्यामुळे या चक्राच्या राखीव निधीचा आधार बनतो.

वातावरणातील पाण्याचे प्रमाण कमी आहे (सुमारे 3%). हवेमध्ये कोणत्याही क्षणी बाष्प म्हणून असलेले पाणी पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर समान रीतीने वितरीत केलेल्या 2.5 सेमी जाडीच्या सरासरी थराशी संबंधित असते. दरवर्षी पडणाऱ्या पर्जन्याचे प्रमाण सरासरी ६५ सेंमी असते, जे कोणत्याही क्षणी वातावरणात असलेल्या आर्द्रतेच्या प्रमाणापेक्षा २५ पट जास्त असते. परिणामी, पाण्याची वाफ सतत वातावरणात असते, तथाकथित वायुमंडलीय निधी, दरवर्षी 25 वेळा चक्राकार होतो. त्यानुसार, वातावरणातील पाणी हस्तांतरणाचा कालावधी सरासरी दोन आठवडे असतो.

माती, नद्या, तलाव आणि महासागरातील पाण्याचे प्रमाण वातावरणापेक्षा लाखो पटीने जास्त आहे. तथापि, ते या दोन्ही निधीतून एकाच दराने वाहते, कारण बाष्पीभवन हे पर्जन्यमानाशी संतुलित असते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील द्रव अवस्थेत पाण्याच्या वाहतुकीचा सरासरी वेळ, 3650 वर्षांच्या बरोबरीचा, वातावरणातील त्याच्या वाहतुकीच्या वेळेपेक्षा 105 पट जास्त आहे.

जलचक्राच्या खालील बाबींवर विशेष लक्ष दिले पाहिजे:

1. बाष्पीभवनामुळे समुद्राला वर्षाव होण्यापेक्षा जास्त पाणी कमी होते; जमिनीवर परिस्थिती उलट आहे. ते. बहुतेक ऍग्रोइकोसिस्टम्ससह, स्थलीय परिसंस्थांना आधार देणारा बहुतेक गाळ समुद्रातून बाष्पीभवन झालेल्या पाण्याचा असतो.
2. जमीनीपासून एकूण बाष्पीभवन (बाष्पीभवन) मध्ये वनस्पती बाष्पोत्सर्जनाची मुख्य भूमिका नाही तर महत्त्वाची. वनस्पतींचा पाण्याच्या हालचालीवर होणारा परिणाम वनस्पती काढून टाकल्यावर उत्तम प्रकारे प्रकट होतो. अशाप्रकारे, लहान नदीपात्रातील सर्व झाडे प्रायोगिकपणे तोडल्याने नद्यांमध्ये पाण्याचा प्रवाह 200% पेक्षा जास्त वाढतो. सामान्य स्थितीत, हा जादा थेट वातावरणात पाण्याच्या वाफेच्या स्वरूपात सोडला जाईल.
3. जरी पृष्ठभागाच्या प्रवाहामुळे भूजलाचे साठे पुन्हा भरले जातात आणि ते स्वतःच त्यांच्याद्वारे भरले जात असले तरी, या प्रमाणांमध्ये व्यस्त संबंध आहे. मानवी क्रियाकलापांचा परिणाम म्हणून (पृथ्वीचा पृष्ठभाग पाण्यासाठी अभेद्य सामग्रीने झाकणे, नद्यांवर जलाशय तयार करणे, सिंचन प्रणाली तयार करणे, शेतीयोग्य जमिनी संक्षिप्त करणे, जंगले साफ करणे इ.) वाहणे वाढते आणि अशा महत्त्वपूर्ण भूजल निधीची भरपाई कमी होते. . बऱ्याच कोरड्या भागात, भूगर्भातील पाण्याचे साठे आता निसर्गाद्वारे भरून काढल्या जाणाऱ्या जलद गतीने मानवाकडून बाहेर काढले जात आहेत.

कार्बन, नायट्रोजन आणि ऑक्सिजनचे जैव-रासायनिक चक्र सर्वात पूर्ण आहेत. मोठ्या वायुमंडलीय साठ्यांबद्दल धन्यवाद, ते जलद स्व-नियमन करण्यास सक्षम आहेत.

ग्लोबल कार्बन सायकल

कार्बन सायकलमध्ये, किंवा त्याऐवजी त्याचे सर्वात मोबाइल स्वरूप, CO2, एक ट्रॉफिक साखळी स्पष्टपणे दृश्यमान आहे: प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान वातावरणातून कार्बन मिळवणारे उत्पादक, उत्पादक आणि कमी ऑर्डरच्या ग्राहकांच्या शरीरासह कार्बन शोषणारे ग्राहक, विघटन करणारे जे परत येतात. कार्बन परत सायकलमध्ये. जैविक कार्बन चक्रात केवळ सेंद्रिय संयुगे आणि कार्बन डायऑक्साइड भाग घेतात. प्रकाशसंश्लेषणादरम्यान शोषून घेतलेला सर्व कार्बन कर्बोदकांमधे समाविष्ट केला जातो आणि श्वासोच्छवासाच्या वेळी, सेंद्रिय संयुगेमध्ये समाविष्ट असलेल्या कार्बनचे कार्बन डायऑक्साइडमध्ये रूपांतर होते.

अजैविक कार्बनचे विस्तीर्ण तलाव-वातावरणातील कार्बन डायऑक्साइड, विरघळलेला कार्बन डायऑक्साइड (मुख्यत्वे HCO3- स्वरूपात), कार्बोनिक ऍसिड आणि कार्बोनेट साठे-कार्बन सायकलमध्ये वेगवेगळ्या प्रमाणात भाग घेतात. आग्नेय खडक, कॅल्शियम कार्बोनेट साठे, कोळसा आणि तेल आणि इतर अधिक सक्रिय कार्बन साठा यामध्ये असलेल्या कार्बनमधील देवाणघेवाण इतकी हळूहळू होते की या कार्बनचा परिणाम परिसंस्थांच्या अल्पकालीन कार्यावर नगण्य आहे.

महासागरातील कार्बन साठा, जीवाश्म इंधन आणि पृथ्वीच्या कवचातील इतर जलाशयांच्या तुलनेत चक्रातील CO2 चा वायुमंडलीय पूल खूपच लहान आहे. असे मानले जाते की औद्योगिक युगाच्या आगमनापूर्वी, वातावरण, खंड आणि महासागरांमधील कार्बनचा प्रवाह संतुलित होता.

हे संतुलन हिरव्या वनस्पतींच्या नियमन क्रियाकलापांवर आणि समुद्री कार्बोनेट प्रणालीच्या शोषण क्षमतेवर आधारित आहे. 2 अब्ज वर्षांपूर्वी जेव्हा पृथ्वीवर जीवन दिसले तेव्हा वातावरणात ज्वालामुखीय वायूंचा समावेश होता. तेथे भरपूर CO2 आणि थोडे ऑक्सिजन होते (किंवा कदाचित अजिबात नाही), आणि पहिले जीव ॲनारोबिक होते. उत्पादन, सरासरी, किंचित ओलांडलेल्या श्वासोच्छ्वासाच्या परिणामी, भूवैज्ञानिक वेळेत वातावरणात ऑक्सिजन जमा झाला आणि CO2 सामग्री कमी झाली. भूवैज्ञानिक आणि पूर्णपणे रासायनिक प्रक्रिया देखील ऑक्सिजनच्या संचयनास कारणीभूत ठरतात, उदाहरणार्थ, लोह ऑक्साईडमधून त्याचे प्रकाशन किंवा नायट्रोजन संयुगे कमी होणे आणि ऑक्सिजनच्या प्रकाशासह अल्ट्राव्हायोलेट किरणोत्सर्गाद्वारे पाण्याचे विभाजन. कमी CO2 सामग्री, तसेच उच्च O2 सांद्रता, प्रकाशसंश्लेषणासाठी मर्यादित घटक म्हणून काम करतात: प्रयोगात CO2 सामग्री वाढल्यास किंवा O2 सामग्री कमी झाल्यास बहुतेक वनस्पती प्रकाशसंश्लेषणाच्या तीव्रतेत वाढ करतात. अशाप्रकारे, हिरव्या वनस्पती या वायूंच्या सामग्रीचे अत्यंत संवेदनशील नियामक बनतात.

पृथ्वीचा प्रकाशसंश्लेषक "ग्रीन बेल्ट" आणि समुद्राची कार्बोनेट प्रणाली वातावरणात CO2 ची स्थिर पातळी राखते. परंतु गेल्या शतकात, जीवाश्म इंधनाचा झपाट्याने वाढणारा वापर, "ग्रीन बेल्ट" ची शोषण क्षमता कमी झाल्याने नैसर्गिक नियंत्रणाची क्षमता ओलांडू लागली आहे, ज्यामुळे वातावरणातील CO2 सामग्री आता हळूहळू वाढत आहे. . खरंच, लहान एक्सचेंज फंडांच्या इनपुट आणि आउटपुटवर पदार्थांचा प्रवाह सर्वात मोठ्या बदलांच्या अधीन असतो. असे मानले जाते की औद्योगिक क्रांतीच्या सुरुवातीस (सुमारे 1800), पृथ्वीच्या वातावरणात CO2 चे सुमारे 290 भाग प्रति दशलक्ष (0.029%) होते. 1958 मध्ये, जेव्हा प्रथम अचूक मोजमाप घेण्यात आले तेव्हा सामग्री 315 होती आणि 1960 मध्ये ती वाढून 335 भाग प्रति दशलक्ष झाली. जर सांद्रता पूर्व-औद्योगिक पातळीच्या दुप्पट झाली, जी पुढील शतकाच्या मध्यापर्यंत होऊ शकते, तर पृथ्वीचे हवामान उबदार होण्याची शक्यता आहे: तापमान सरासरी 1.5 ते 4.5 डिग्री सेल्सिअसने वाढेल आणि हे समुद्राच्या पातळीत वाढ होईल (म्हणून ध्रुवीय टोप्या वितळल्याचा परिणाम) आणि पावसाच्या वितरणातील बदल शेतीचा नाश करू शकतात.

असे मानले जाते की पुढील शतकात CO2 ची वाढती पातळी (ज्यामुळे पृथ्वीचे तापमान वाढण्यास हातभार लागतो) आणि धूळ आणि रेडिएशन परावर्तित करणाऱ्या इतर कणांसह वातावरणातील प्रदूषण वाढते आणि त्यामुळे ग्रह थंड होतो. पृथ्वीच्या उष्णतेच्या अर्थसंकल्पात कोणतेही महत्त्वपूर्ण परिणामी बदल नंतर हवामानावर परिणाम करेल.

हरितगृह वायू CO2 चा मुख्य स्त्रोत जीवाश्म इंधनाचे ज्वलन आहे, परंतु कृषी विकास आणि जंगलतोड देखील योगदान देते. हे आश्चर्यकारक असू शकते की शेती शेवटी मातीतून CO2 गमावते (म्हणजेच, ती बाहेर काढण्यापेक्षा वातावरणात अधिक योगदान देते), परंतु वस्तुस्थिती अशी आहे की पिकांद्वारे CO2 निश्चित केले जाते, ज्यापैकी बरेचसे वर्षाचा फक्त भाग सक्रिय असतात. विशेषत: वारंवार नांगरणी केल्यामुळे जमिनीतून सोडलेल्या CO2 ची भरपाई करू नका. जंगले हे महत्त्वाचे कार्बन सिंक आहेत, कारण वन बायोमासमध्ये 1.5 पट जास्त कार्बन असतो आणि जंगलातील बुरशीमध्ये वातावरणापेक्षा 4 पट जास्त कार्बन असतो. जंगलतोड, अर्थातच, लाकडात साठवलेला कार्बन सोडू शकतो, विशेषत: जर ते लगेच जाळले गेले. जंगलांचा नाश, विशेषत: या जमिनींचा शेती किंवा शहराच्या बांधकामासाठी वापर केल्याने, बुरशीचे ऑक्सिडेशन होते.

CO2 व्यतिरिक्त, आणखी दोन कार्बन संयुगे वातावरणात कमी प्रमाणात आहेत: कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) - सुमारे 0.1 भाग प्रति दशलक्ष आणि मिथेन (CH4) - सुमारे 1.6 भाग प्रति दशलक्ष. CO2 प्रमाणे, हे संयुगे वेगाने चक्र करतात आणि त्यामुळे वातावरणात राहण्याचा वेळ कमी असतो - CO साठी सुमारे 0.1 वर्ष; CH4 साठी 3.6 वर्षे आणि CO2 साठी 4 वर्षे.

CO आणि CH4 दोन्ही सेंद्रिय पदार्थांच्या अपूर्ण किंवा अनऍरोबिक विघटनादरम्यान तयार होतात; वातावरणात दोन्ही CO2 मध्ये ऑक्सिडाइझ केले जातात. जीवाश्म इंधनाच्या अपूर्ण ज्वलनाच्या वेळी, विशेषत: एक्झॉस्ट वायूंसह, नैसर्गिक विघटनाच्या परिणामी वातावरणात प्रवेश करणाऱ्या सीओचे समान प्रमाण आता त्यात समाविष्ट केले जाते. कार्बन मोनॉक्साईड, मानवांसाठी घातक विष, तयार होण्यामुळे जागतिक स्तरावर कोणताही धोका नाही, परंतु ज्या शहरांमध्ये हवा थांबते, वातावरणातील वायूची वाढती पातळी चिंताजनक बनू लागते, प्रति दशलक्ष 100 भागांपर्यंत पोहोचते.

मिथेन उत्पादन हे जगातील पाणथळ प्रदेश आणि उथळ समुद्रातील सर्वात महत्वाचे कार्य आहे. मिथेनचे फायदेशीर कार्य आहे असे मानले जाते: ते वरच्या वातावरणातील ओझोन थराची स्थिरता राखते, जे सूर्याच्या प्राणघातक अल्ट्राव्हायोलेट विकिरणांना अवरोधित करते. कार्बनचे जैविक चक्र हे मोठ्या चक्राचा अविभाज्य भाग आहे; CO2 च्या उलाढालीचा दर सुमारे 300 वर्षे आहे (वातावरणात त्याचे संपूर्ण बदली).

ऑक्सिजन चक्र

नायट्रोजन नंतर वातावरणातील दुसरा सर्वात मुबलक घटक ऑक्सिजन आहे, ज्याचे प्रमाण 20.95% आहे. पाण्याच्या रेणूंमध्ये, क्षारांमध्ये, तसेच ऑक्साईड्स आणि पृथ्वीच्या कवचाच्या इतर घन खडकांमध्ये बांधलेल्या अवस्थेत त्याचा बराच मोठा भाग आढळतो, परंतु इकोसिस्टमला ऑक्सिजनच्या या विशाल तलावामध्ये थेट प्रवेश नाही. वातावरणातील ऑक्सिजनची वाहतूक वेळ सुमारे 2500 वर्षे आहे, जर आपण वातावरण आणि पृष्ठभागावरील पाणी यांच्यातील ऑक्सिजनच्या देवाणघेवाणीकडे दुर्लक्ष केले. पृथ्वीच्या प्राथमिक वातावरणात, O2 चे प्रमाण खूपच कमी होते, परंतु प्रकाशसंश्लेषक जीवांच्या आगमनाने ते वातावरणाचा एक महत्त्वाचा घटक बनला. अनेकांच्या ओघात दशलक्ष वर्षे, वातावरणातील O2 एकाग्रता हळूहळू वाढली, आता पर्यंत 21% (आवाजानुसार) पर्यंत पोहोचली आहे. सायनोबॅक्टेरियाच्या प्रकाशसंश्लेषणामुळे आणि नंतर हिरव्या वनस्पतींद्वारे जवळजवळ सर्व O2 तयार झाले. वातावरणातून ऑक्सिजन काढून टाकणे हे एरोबिक श्वसनाद्वारे, जीवाश्म इंधनांचे ज्वलन आणि ऑक्साईड्स (ऑक्साइड्स) च्या निर्मितीद्वारे जिवंत प्राण्यांद्वारे शोषून घेतल्यामुळे होते. जीवाश्म इंधनांचे श्वसन आणि ज्वलन कार्बन डायऑक्साइड (कार्बन डायऑक्साइड, CO2) तयार करते, ज्याचा पुन्हा प्रकाश संश्लेषणात वापर केला जातो, ही प्रक्रिया ज्यामुळे वातावरणात ऑक्सिजन सोडला जातो, अशा प्रकारे चक्र पूर्ण होते. निसर्गातील ऑक्सिजन चक्र मुळात निसर्गातील कार्बन चक्रासारखेच असते.

जैव-रासायनिक नायट्रोजन चक्र.

अर्थात, नायट्रोजन चक्र हे सर्वात जटिल आणि त्याच वेळी सर्वात असुरक्षित चक्रांपैकी एक आहे (चित्र.). मोठ्या संख्येने जीवांचा समावेश असूनही, ते विविध परिसंस्थांमध्ये नायट्रोजनचे जलद अभिसरण सुनिश्चित करते. नियमानुसार, परिमाणात्मक दृष्टीने, नायट्रोजन कार्बनचे अनुसरण करते, ज्यासह ते प्रथिने संयुगे तयार करण्यात भाग घेते. नायट्रोजन, जो प्रथिने आणि इतर नायट्रोजन-युक्त संयुगेचा भाग आहे, अनेक केमोट्रॉफिक जीवाणूंच्या क्रियाकलापांच्या परिणामी सेंद्रिय ते अजैविक स्वरूपात रूपांतरित होतो. प्रत्येक प्रकारचे बॅक्टेरिया त्याच्या कामाचा एक भाग करतात, अमोनियमचे नायट्रेट आणि नंतर नायट्रेट्समध्ये ऑक्सिडायझेशन करतात. तथापि, वनस्पतींना उपलब्ध असलेले नायट्रेट्स, जीवाणू नष्ट करण्याच्या क्रियांच्या परिणामी त्यांच्यापासून "पळून" जातात, जे नायट्रेट्स आण्विक नायट्रोजनमध्ये कमी करतात.

नायट्रोजन चक्र वातावरणातील विस्तृत राखीव निधीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे. व्हॉल्यूमनुसार हवा जवळजवळ 80% आण्विक नायट्रोजन (N2) आहे आणि या घटकाच्या सर्वात मोठ्या जलाशयाचे प्रतिनिधित्व करते. त्याच वेळी, मातीमध्ये नायट्रोजनची अपुरी सामग्री अनेकदा वैयक्तिक वनस्पती प्रजाती आणि संपूर्ण परिसंस्थेची उत्पादकता मर्यादित करते. सर्व सजीवांना नायट्रोजनची आवश्यकता असते, ती प्रथिने आणि न्यूक्लिक ॲसिड तयार करण्यासाठी विविध स्वरूपात वापरतात. परंतु केवळ काही सूक्ष्मजीव वातावरणातील नायट्रोजन वायू वापरू शकतात. सुदैवाने, नायट्रोजन-फिक्सिंग सूक्ष्मजीव आण्विक नायट्रोजनचे वनस्पतींना उपलब्ध असलेल्या अमोनियम आयनमध्ये रूपांतरित करतात. याव्यतिरिक्त, अजैविक माध्यमांद्वारे वातावरणात नायट्रेट्स सतत तयार होत असतात, परंतु ही घटना नायट्रिफायिंग जीवांच्या क्रियाकलापांच्या तुलनेत केवळ समर्थनाची भूमिका बजावते.

फॉस्फरस आणि सल्फरचे जैव-रासायनिक चक्र

फॉस्फरस आणि सल्फरचे जैव-रासायनिक चक्र, सर्वात महत्वाचे बायोजेनिक घटक, खूपच कमी परिपूर्ण आहेत, कारण त्यातील बहुतेक भाग पृथ्वीच्या कवचाच्या राखीव निधीमध्ये, "दुर्गम" निधीमध्ये समाविष्ट आहेत.

सल्फर आणि फॉस्फरस चक्र हे एक सामान्य गाळाचे जैव-रासायनिक चक्र आहे. अशी चक्रे विविध प्रकारच्या प्रभावांमुळे सहजपणे विस्कळीत होतात आणि देवाणघेवाण केलेल्या सामग्रीचा काही भाग सायकल सोडतो. ते केवळ भूगर्भीय प्रक्रियेच्या परिणामी किंवा सजीव पदार्थाद्वारे बायोफिलिक घटकांच्या निष्कर्षाद्वारे चक्रात परत येऊ शकते.

फॉस्फरस

भूतकाळातील भूवैज्ञानिक कालखंडात तयार झालेल्या खडकांमध्ये फॉस्फरस आढळतो. जर हे खडक पृथ्वीच्या कवचाच्या खोलीपासून जमिनीच्या पृष्ठभागावर, हवामान क्षेत्रामध्ये वाढले तर ते जैव-रासायनिक चक्रात (चित्र.) प्रवेश करू शकतात. इरोझिव्ह प्रक्रियेद्वारे ते सुप्रसिद्ध खनिज ऍपेटाइटच्या रूपात समुद्रात नेले जाते.

सामान्य फॉस्फरस चक्र दोन भागात विभागले जाऊ शकते: जलीय आणि स्थलीय. जलीय परिसंस्थेमध्ये, ते फायटोप्लँक्टनद्वारे आत्मसात केले जाते आणि ट्रॉफिक साखळीसह तृतीय-क्रमाच्या ग्राहकांपर्यंत प्रसारित केले जाते - समुद्री पक्षी. त्यांचे मलमूत्र (ग्वानो) समुद्रात परत येते आणि चक्रात प्रवेश करते किंवा किनाऱ्यावर जमा होते आणि समुद्रात वाहून जाते.

मरणारे सागरी प्राणी, विशेषत: मासे, फॉस्फरस समुद्रात आणि चक्रात परत येतात, परंतु काही माशांचे सांगाडे मोठ्या खोलीपर्यंत पोहोचतात आणि त्यांच्यामध्ये असलेला फॉस्फरस पुन्हा गाळाच्या खडकांमध्ये संपतो.

स्थलीय इकोसिस्टममध्ये, फॉस्फरस मातीतून वनस्पतींद्वारे काढला जातो आणि नंतर ट्रॉफिक नेटवर्कद्वारे वितरित केला जातो. प्राणी आणि वनस्पतींच्या मृत्यूनंतर आणि त्यांच्या मलमूत्रासह मातीत परत येते. पाण्याची धूप झाल्यामुळे जमिनीतून फॉस्फरस नष्ट होतो. त्याच्या वाहतुकीच्या जलमार्गांमध्ये फॉस्फरसच्या वाढीव सामग्रीमुळे जलीय वनस्पतींच्या बायोमासमध्ये जलद वाढ होते, जल संस्थांचे "फुलणे" आणि त्यांचे युट्रोफिकेशन होते. बहुतेक फॉस्फरस समुद्रात वाहून नेले जातात आणि तेथे परत मिळू शकत नाहीत.

नंतरच्या परिस्थितीमुळे फॉस्फरस-युक्त धातूचा साठा कमी होऊ शकतो (फॉस्फोराइट्स, ऍपेटाइट्स इ.). म्हणून, आपण हे नुकसान टाळण्याचा प्रयत्न केला पाहिजे आणि पृथ्वी जेव्हा “हरवलेले गाळ” जमिनीवर परत करेल त्या वेळेची वाट पाहू नये.

सल्फर

सल्फरचा गाळ आणि मातीमध्येही मुख्य राखीव निधी असतो, परंतु फॉस्फरसच्या विपरीत, त्याचा वातावरणातही राखीव निधी असतो (चित्र). एक्सचेंज फंडमध्ये, मुख्य भूमिका सूक्ष्मजीवांची असते. त्यापैकी काही कमी करणारे एजंट आहेत, तर काही ऑक्सिडायझिंग एजंट आहेत.

खडकांमध्ये, सल्फर सल्फाइड्स (FeS2, इ.), आयन (S042~) च्या द्रावणात, हायड्रोजन सल्फाइड (H2S) किंवा सल्फर डायऑक्साइड (S02) च्या स्वरूपात वायू टप्प्यात आढळतो. काही जीवांमध्ये, गंधक त्याच्या शुद्ध स्वरूपात (S2) जमा होते आणि जेव्हा ते मरतात तेव्हा समुद्राच्या तळाशी मूळ सल्फरचे साठे तयार होतात.

सागरी वातावरणात, क्लोरीन नंतर सल्फेट आयन सामग्रीमध्ये दुसऱ्या क्रमांकावर आहे आणि सल्फरचे मुख्य उपलब्ध स्वरूप आहे, जे ऑटोट्रॉफ्सद्वारे कमी होते आणि अमीनो ऍसिडमध्ये समाविष्ट होते.

सल्फर सायकल, जरी ते जीवांना कमी प्रमाणात आवश्यक असले तरी, उत्पादन आणि विघटन (Y. Odum, 1986) च्या एकूण प्रक्रियेत ते महत्त्वाचे आहे. उदाहरणार्थ, जेव्हा लोह सल्फाइड्स तयार होतात, तेव्हा फॉस्फरस जीवांना उपलब्ध असलेल्या विद्रव्य स्वरूपात जातो.

स्थलीय परिसंस्थेमध्ये, जेव्हा झाडे मरतात तेव्हा सल्फर जमिनीत परत येतो आणि सूक्ष्मजीवांद्वारे पकडले जाते, ज्यामुळे ते H2S पर्यंत कमी होते. इतर जीव आणि ऑक्सिजनच्या संपर्कात येण्यामुळे ही उत्पादने ऑक्सिडायझ होतात. परिणामी सल्फेट्स मातीच्या छिद्र द्रावणातून वनस्पतींद्वारे विरघळतात आणि शोषले जातात - हे चक्र असेच चालू राहते.

तथापि, नायट्रोजनसारखे सल्फरचे चक्र मानवी हस्तक्षेपामुळे विस्कळीत होऊ शकते आणि हे प्रामुख्याने जीवाश्म इंधन आणि विशेषतः कोळशाच्या ज्वलनामुळे होते. सल्फर डायऑक्साइड (S02t) प्रकाशसंश्लेषण प्रक्रियेत व्यत्यय आणतो आणि वनस्पतींचा मृत्यू होतो.

जैव-रासायनिक चक्र मानवाद्वारे सहजपणे विस्कळीत होतात. अशा प्रकारे, खनिज खते काढताना, ते पाणी आणि हवा प्रदूषित करते. फॉस्फरस पाण्यात प्रवेश करते, ज्यामुळे युट्रोफिकेशन होते, अत्यंत विषारी नायट्रोजन संयुगे तयार होतात, इत्यादी. दुसऱ्या शब्दांत, चक्र चक्रीय नाही, परंतु ॲसायक्लिक बनते. नैसर्गिक संसाधनांचे संरक्षण, विशेषतः, ॲसायक्लिक जैव-रासायनिक प्रक्रियांना चक्रीय प्रक्रियेत बदलण्याचे उद्दिष्ट असले पाहिजे.

अशा प्रकारे, बायोस्फियरचे सामान्य होमिओस्टॅसिस निसर्गातील पदार्थांच्या जैव-रासायनिक चक्राच्या स्थिरतेवर अवलंबून असते. परंतु एक ग्रहीय परिसंस्था असल्याने, त्यात सर्व स्तरांवर परिसंस्था असतात, त्यामुळे नैसर्गिक परिसंस्थेची अखंडता आणि टिकाऊपणा त्याच्या होमिओस्टॅसिससाठी प्राथमिक महत्त्व आहे.