Источник углерода органические вещества

Углерод

Источник углерода органические вещества

Описание

Содержимое в человеческом организме

Биологическая роль

Источники

Суточная потребность

Недостаток и избыток

Токсичность

(вернуться к оглавлению)

Соединения углерода являются основой растительных и животных организмов. Также он входит в состав веществ, имеющих неживотное происхождение – угля, нефти, природных газов, а также многих минералов, например, мела, мрамора, известняка.

Углерод образует четыре простых вещества – алмаз, графит, карбины и фуллерены, которые резко отличаются между собой по своим свойствам.

Алмаз является бесцветным кристаллом и самым твердым из минералов. Он имеет высокий коэффициент преломления и обладает свойствами диэлектрика. Благодаря этим свойствам алмаз широко применяется в промышленности.

Графит встречается в природе гораздо чаще, чем алмаз. Графит – это такая форма углерода, в которой каждый атом углерода связан с тремя соседями, образуя плоскую сетку. В результате он имеет слоистую структуру, причем связь между слоями осуществляется в основном за счет относительно слабых межмолекулярных сил.

Все это определяет свойства графита – он мягок, легко расслаивается, хорошо проводит тепло, имеет серый цвет и металлический блеск, заметно электропроводен.

Сажа, древесный уголь и другие угли, получаемые из органического и неорганического сырья, представляют собой мелкокристаллический графит, так что обычно термином «углерод» обозначают именно графит той или иной степени дисперсности. При стандартных условиях графит весьма инертен, но значительно более активен, чем алмаз.

Он не реагирует с кислородом, водородом, галогенами. На него не действуют растворы кислот и щелочей. При нагревании графит сгорает в кислороде или на воздухе с образованием СО2. С другими неметаллами, кроме фтора и серы, он непосредственно не реагирует.

Взаимодействие с металлами возможно только при высоких (1000-2000°С) температурах, а с водородом – еще и при высоких давлениях. Низкая реакционная способность графита позволяет использовать его как материал для тиглей, электродов, как замедлитель нейтронов в ядерных реакторах.

Резкое различие в свойствах алмаза и графита обусловлено различным строением их кристаллов.

Третья форма существования углерода – карбин – черный мелкокристаллический порошок, имеющий полупроводниковые свойства.  Карбины более активны, чем графит.

Четвертая форма – фуллерены. В них атомы углерода связаны многоцентровыми связями. При этом образуются правильные многогранники, в вершинах которых располагаются атомы. Наиболее характерны системы, содержащие 60 или 70 атомов, представляющие собой практически сферические частицы.

Наиболее известны два оксида углерода.

Оксид углерода СО – монооксид, угарный газ. При нормальных условиях не имеет цвета и запаха. Достаточно инертен при нормальных условиях. Он практически не растворяется в воде и с ней не реагирует.

Молекула СО имеет самую высокую энергию связи среди двухатомных молекул, состоящих из разных атомов. Несмотря на высокую прочность СО легко сгорает, образуя СО2.

Реакция протекает самопроизвольно с выделением большого количества тепла.

Оксид углерода СО2 – диоксид углерода, углекислый газ – получается при сгорании любых углеродсодержащих веществ в присутствии воздуха. Является продуктом дыхания живых существ. Диоксид углерода проявляет отчетливые кислотные свойства. Он легко реагирует со щелочами и основными оксидами, образуя соли угольной кислоты – карбонаты. Диоксид углерода плохо растворим в воде.

В природе углерод сосредоточен в карбонатных породах – известняках (СаСО3), образующих громадные залежи, и некоторых других карбонатах (MgСО3).

Количество соединений углерода столь велико, что для их описания потребовалось выделить самостоятельное направление в химии – органическую химию.

Число известных органических соединений углерода превышает 10 миллионов, тогда как число соединений всех остальных элементов составляет примерно 120 тысяч.

Микроорганизмы – чего мы не знали о пурпурных бактериях –..

Источник углерода органические вещества

Лучшие умы человечества давно установили, что водород может стать отличной альтернативой продуктам нефтепереработки. Ведь виды двигателей на основе водорода, выделяя водяной пар вместо выхлопного газа, совершенно безвредны для окружающей среды.

К сожалению, при всех существующих типах производства водорода происходит значительный выброс углекислого газа в воздушное пространство. А это приводит к усилению парникового эффекта.

Но ученые нашли выход, прибегнув к помощи прокариотов-хемоорганотрофов. Эти микроорганизмы, используя в питание органические вещества, выделяют молекулярный водород.

Такие научные разработки довольно многообещающие. В будущем ученые планируют создать тип двигателя, который заполняют пурпурные бактерии и выделяют в качестве топлива водород. Отличная перспектива!

К сожалению, разработки находятся в самом начале. И пока удалось получить очень малое количество энергии, которой не под силу сдвинуть целый автомобиль.

Принципиальные отличия питания двух групп микробов

Разделение бактерий на две группы стало возможным после изучения их обменных процессов. Оказалось, что одни обладают большей самостоятельностью, чем другие.

  1. Автотрофам свойственно питание неорганическими веществами простейшей структуры (водород, азот, углерод и другие). Из них бактерия самостоятельно создает сложные органические конструкции для жизнедеятельности.
  2. Гетеротрофы нуждаются в готовых органических элементах для своего питания.

Оба вида организмов могут поглощать необходимые им вещества только в виде растворов, поэтому важнейший элемент бактериального питания – вода. Еще она является поставщиком кислорода и водорода для реакций окисления/восстановления.

Что же они собой представляют?

Современная наука выявила больше 50 видов фотосинтезирующих прокариотов. Морфологически различают типы:

  • палочковидные, сферические, изогнутые;
  • подвижные и неподвижные;
  • одиночные, цепочки, колонии.

Размножаются пурпурные бактерии в основном делением. Но некоторым видам этих фотосинтезирующих микроорганизмов присуще почкование.

Подвижные типы бактерий пурпурных и бактерий зеленых передвигаются с помощью жгутиков. Они могут быть одиночными или составлять целый пучок.

По физиологическим признакам фотосинтезирующие микроорганизмы подразделяются на два семейства:

  1. Пурпурные несерные бактерии используют в качестве сырья для питания аминокислоты и мочевину.
  2. Пурпурные серобактерии способны накапливать в клетках серу. Для фотосинтеза используют сероводород.

Пурпурные бактерии являются как автотрофами, так и хемоорганотрофами. Автотрофный тип питания присущ бактериям пурпурным и зеленым, которые обитают в чистых минеральных средах. Сырьем для питания им служит углекислота.

К хемоорганотрофам относятся несерные пурпурные бактерии, потому что им для полноценного питания необходимы органические ткани. В частности, эти фотосинтезирующие микроорганизмы нуждаются в витаминах. Потребность в них, в зависимости от типа прокариота, не одинакова.

Прототипы растений

В середине прошлого века микробиологи открыли тип микроорганизмов, содержащих в себе пигмент, удивительно похожий на хлорофилл автотрофов, т. е. зеленых растений. Однако процесс фотосинтеза пурпурные бактерии проводят совершенно по-иному. Например, при фотосинтезе пурпурные бактерии не выделяют кислород.

Эти фотосинтезирующие микроорганизмы являются жителями водного мира. Иногда их можно обнаружить и в почве, но при условии, что эта территория была достаточное время затоплена. Какие же типы водоемов предпочитают пурпурные бактерии?

  • Озера.
  • Пруды.
  • Канавы.
  • Серные источники.
  • Лиманы.
  • Морские заливы.

Пурпурные бактерии обычно образуют скопления в местах, насыщенных сероводородом, который используют в процессе питания. Они представляют собой бурые или зеленые пленки, которыми покрыты подводные предметы (палки, обрывки ткани) и дно. Вода может приобретать кровавый оттенок, что являлось в течение многих веков поводом для суеверий.

По соседству с пурпурными бактериями очень часто живут зеленые. Они также относятся к типу фотосинтезирующих микроорганизмов. Пурпурные и зеленые бактерии являются любителями концентрированного сероводорода, который они с удовольствием включают в рацион.

Питание микроорганизмов

1.  Для прокариот переключение с одного способа питания на другой при

изменении условий среды

2. 
Прокариоты в качестве источника питания использовать цианиды
3. 
В качестве источника углерода прокариотами реже используются
4.  Лучшим источником углерода для большинства прокариот является5. 
Чаще в качестве источника углерода микроорганизмы используют спирты
6. 
Гетеротрофные прокариоты могут использовать
7. 
Фотоавтотрофные микроорганизмы используют части спектра
8. 
Донором аминогруппы для синтеза пиримидинов и аргинина является
9. 
Донором аминогруппы для синтеза пуринов является
10.  Автотрофы по азоту при исполовании минерального азота переводят его
в форму
11.  Наиболее близкий к органическим соединениям клетки уровень окисления
азота имеют
12.  У цианобактерий функции фотосинтеза выполняют13.  У зеленых бактерий пигменты сосредоточены в14.  У цианобактерий имеется15.  У зеленых бактерий имеется16.  У цианобактерий в гетероцистах фосфорилирование 17.  Фотосинтезирующие микроорганизмы используют свет с длиной волны18.  Микроорганизмы, осуществляющие процесс фоторедукции, используют свет
с длиной волны
19.  На долю ДНК в клетке
прокариот приходится сухой массы
20.  Вещества, поступающие в клетку бактерий являются 21.  Для характеристики типов питания прокариот используют критерии22.  К основным типам питания прокариот относится23.  Если источник углерода — органическое вещество, донор электронов Н2S,

источник энергии — свет, то тип питания

24.  Метанообразующие бактерии25.  Азот в клетке бактерий
составляет от сухой массы
26.  По источнику углерода прокариоты подразделяются на27.  Если источник углерода — СО2, донор электронов Н2О,

источник энергии — свет, то тип питания

28.  Бескислородный фотосинтез
осуществляют
29.  Количество кислорода в
клетке бактерий составляет от сухой массы
30.  Автотрофы потребляют в качестве источника углерода31.  Избирательное поступление питательных веществ в клетку бактерий
регулируется
32.  По донору электронов бактерии подразделяются на33.  Литотрофы способны
использовать в качестве доноров электронов
1.  

H2, H2S

2.  

C3H6O3 3.  

C2H5OН 4.  

СH4 5.  

C6H12O6 
34.  К основным типам питания прокариот относится 1.   фотоорганогетеротрофный 2.   фотолитоавтотрофный 3.   хемолитогетеротрофный 4.   хемоорганоавтотрофный 5.   фотолитогетеротрофный

35.  Кислородный фотосинтез осуществляют

1.   пурпурные бактерии 2.   цианобактерии 3.   зеленые бактерии 4.   цианобактерии и зеленые бактерии 5.   цианобактерии, зеленые и пурпурные бактерии

36.  Количество углерода в
клетке бактерий составляет от сухой массы

1.   1% 2.   2-6% 3.   10% 4.   20% 5.   50%

37.  Бактерии, не способные
синтезировать фактор роста по отношению к нему являются

1.   ауксотрофными 2.   миксотрофными 3.   прототрофными

38.  Хемоорганогетеротрофы
могут использовать в качестве донора электронов

1.  

H2О,  H2S

2.  

O2, NO3- 3.  

C2H6O,
C2H5OН 4.  

H2CO3,

СO2
5.  
S2O32-
39.  Хемолитоавтотрофами являются 1.   цианобактерии 2.   пурпурные бактерии 3.   нитрифицирующие бактерии 4.   аммонифицирующие бактерии 5.   целлюлозные бактерии

40.  Гетеротрофы потребляют в качестве источника углерода:

1.   диоксид углерода 2.   органическое вещество 3.   углекислый кальций 4.   оксид углерода 5.   бикарбонат натрия

41.  Факторами роста для бактерий могут быть:

1.    липиды, углеводы 2.   углеводы, белки 3.   нуклеиновые кислоты 4.   аминокислоты, витамины 5.   глицерин, сероводород

42.  Органотрофы способны использовать в качестве доноров электронов

1.  

H2, NH3,

H2S, Fe+ 2.  
O2, NO3— 3.  

C2H6O

4.  

H2CO3 5.  

SO42-43.  Подавляющее большинство бактерий существует на основе: 1.   хемоорганоавтотрофии 2.   хемоорганогетеротрофии 3.   хемолитоавтотрофии 4.   хемолитогетеротрофии 5.   фотолитогетеротрофии

44.  Фотоорганоавтотрофами являются:

1.   Цианобактерии 2.   пурпурные бактерии 3.   тионовые бактерии 4.   аммонифицирующие бактерии 5.   азотфиксирующие бактерии

45.  Бактерии, восстанавливающие молекулярный азот до аммиака с последующим включением его в состав органических веществ называются

____________.

46.  Микроорганизмы, использующие мертвую органику называются
____________.

47.  Микроорганизмы, живущие при низком содержании углерода в среде,
называются ___­­­­­________.

48.  Микроорганизмы, использующие органические вещества живого тела или
клетки, называются ____­­­­_________.

49.  Микроорганизмы, требующие для развития высоких концентраций  углерода
в среде, называются ___­­­­­________.

50.  Процесс распада белков, сопровождаемый образованием NH4+,
называется ___________.

51.  Распад мочевины до СО2 и NH3
катализирует фермент _____________.

Источник: https://blotos.ru/purpurnye-bakterii-otnosatsa-k-fotosinteziruusim-mikroorganizmam-po-tipu-pitania-avlautsa-avtotrofami-i-hemoorganotrofami

Цикл углерода

Источник углерода органические вещества
статьи

  • Источники и резервы углерода.
  • Фотосинтез.
  • Другие реакции.

Цикл углерода, круговорот углерода, – циклическое перемещение углерода между миром живых существ и неорганическим миром атмосферы, морей, пресных вод, почвы и скал.

Это один из важнейших биогеохимических циклов, включающий множество сложных реакций, в ходе которых углерод переходит из воздуха и водной среды в ткани растений и животных, а затем возвращается в атмосферу, воду и почву, становясь снова доступным для использования организмами.

Поскольку углерод необходим для поддержания любой формы жизни, всякое вмешательство в круговорот этого элемента влияет на количество и разнообразие живых организмов, способных существовать на Земле.

Источники и резервы углерода

Основной источник углерода для живых организмов – это атмосфера Земли, где данный элемент присутствует в виде диоксида углерода (углекислого газа, СО2).

В течение многих миллионов лет концентрация СО2 в атмосфере, по-видимому, существенно не менялась, составляя ок. 0,03% веса сухого воздуха на уровне моря. Хотя доля СО2 невелика, его абсолютное количество поистине огромно – ок. 750 млрд. т.

В атмосфере СО2 переносится ветрами как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях.

Диоксид углерода присутствует в воде, где он легко растворяется, образуя слабую угольную кислоту Н2СО3. Эта кислота вступает в реакции с кальцием и другими элементами, образуя минералы, называемые карбонатами.

Карбонатные породы, например известняк, находятся в равновесии с диоксидом углерода, который содержится в контактирующей с ними воде. Аналогичным образом количество СО2, растворенного в океанах и пресных водах, определяется его концентрацией в атмосфере.

Общее количество растворенных и осадочных углеродсодержащих веществ оценивается примерно в 1,8 трлн. т.

Углерод в соединении с водородом и другими элементами является одним из основных компонентов клеток растений и животных. Например, в организме человека он составляет ок. 18% массы тела. Многочисленность и очень широкое распространение живых организмов не позволяют удовлетворительно оценить общее содержание в них углерода.

Можно, однако, приблизительно оценить суммарное количество углерода, связываемого растениями, а также выделяемого в процессе дыхания растений, животных и микроорганизмов. Установлено, что зеленые растения поглощают в год ок. 220 млрд. т CO2.

Почти такое же количество этого вещества выделяется в неорганическую среду в процессе дыхания всех живых организмов, а также в результате разложения и сгорания органических веществ.

При определенных условиях разложения и сгорания созданных живыми организмами веществ не происходит, что ведет к накоплению углеродсодержащих соединений. Так, например, древесина живых деревьев может быть на 3–4 тысячелетия надежно защищена от микробного разложения и от пожара корой, способной противостоять действию микробов и огня.

Древесина же, попавшая в торфяное болото, сохраняется еще дольше. В обоих случаях связанный в ней углерод оказывается как бы в ловушке и надолго выводится из круговорота. В условиях, когда органическое вещество оказывается захороненным и изолированным от воздействия воздуха, оно разлагается только частично и содержащийся в нем углерод сохраняется.

Если впоследствии в течение миллионов лет эти органические остатки подвергаются давлению вышележащих отложений и нагреванию за счет земного тепла, значительная часть его превращается в ископаемое топливо, например в каменный уголь или нефть. Ископаемое топливо образует природный резерв углерода.

Несмотря на интенсивное его сжигание, начавшееся с 1700-х годов, неизрасходованными еще остаются примерно 4,5 трлн. т.

Фотосинтез

Основной путь, посредством которого углерод из мира неорганического перемещается в мир живого, – это осуществляемый зелеными растениями фотосинтез.

Данный процесс представляет собой цепь реакций, в ходе которых растения поглощают из атмосферы или воды диоксид углерода, связывая его молекулы с молекулами специального вещества – акцептора СО2.

В ходе других реакций, идущих с потреблением солнечной (световой) энергии, происходит расщепление молекул воды и использование высвобождающихся ионов водорода и связанного СО2 в синтезе богатых углеродом органических веществ, в том числе акцептора СО2.

На каждую молекулу СО2, которую поглощает растение, чтобы синтезировать органические вещества, выделяется молекула кислорода, образованная при расщеплении воды.

Предполагается, что именно таким путем образовался весь свободный кислород атмосферы.

Если бы процесс фотосинтеза на Земле внезапно прекратился и нарушился углеродный цикл, то, согласно имеющимся расчетам, весь свободный кислород исчез бы из атмосферы примерно за 2000 лет. См. также ФОТОСИНТЕЗ.

Другие реакции

Зеленое растение использует углерод образуемых им органических веществ разными способами. Например, он может накапливаться в составе крахмала, запасаемого в клетках, или целлюлозы – основного структурного материала растений и питательного вещества для многих других организмов.

И крахмал и целлюлоза усваиваются в качестве пищи только после расщепления на составляющие их 6-углеродные сахара (т.е. сахара, содержащие по шесть атомов углерода в молекуле).

В отличие от крахмала – нерастворимого высокомолекулярного соединения – 6-углеродные сахара легко растворимы и, перемещаясь по растению, служат источником энергии и материалом для роста и обновления клеток, а также для их восстановления в случае повреждений.

Проростки, например, расщепляют запасенные в семени крахмал и жиры, получая из них более простые органические вещества, используемые в процессе клеточного дыхания (для высвобождения их энергии) и для роста.

У животных поглощенная пища подвергается аналогичному процессу переваривания. Прежде чем ее основные компоненты могут быть усвоены, они должны быть преобразованы: углеводы – в 6-углеродные сахара, жиры – в глицерин и жирные кислоты, белки – в аминокислоты.

Эти продукты переваривания служат животному источниками энергии, высвобождаемой при дыхании, а также строительными блоками, необходимыми для роста организма и обновления его компонентов. Подобно растениям, животные способны переводить питательные вещества в форму, удобную для запасания.

Аналог крахмала у животных – это гликоген, образуемый из излишков 6-углеродных сахаров и накапливаемый в качестве энергетического резерва в печени и мышечных клетках. Избыток сахара может превращаться также в жирные кислоты и глицерин, которые вместе с такими же веществами, поступающими с пищей, используются для синтеза жиров, накапливаемых в ткани.

Таким образом, процессы синтеза обеспечивают запасание богатых углеродом и связанной энергией веществ, что позволяет организму выживать в периоды нехватки пищи.

Одна из характерных особенностей всего живого – постоянная потребность в энергии. Организм получает энергию посредством дыхания – целой серии процессов, в ходе которых сложные углеродсодержащие молекулы превращаются в простые. Большинство растений и животных способно только к аэробному дыханию, т.е.

они поглощают кислород из воздуха, образуя диоксид углерода и воду в качестве конечных продуктов.

Однако существуют некоторые бактерии, простейшие и даже многоклеточные животные (кишечные паразиты), являющиеся анаэробами: они способны жить в отсутствие кислорода в среде; при этом конечными продуктами их анаэробного дыхания (брожения разных типов) тоже служит диоксид углерода и вода.

Очень немногие организмы (например, дрожжи) могут быть как аэробами, так и анаэробами. В аэробных условиях дрожжи образуют в качестве конечных продуктов диоксид углерода и воду, а в анаэробных – диоксид углерода и этиловый спирт. Таким образом, независимо от типа дыхания оно всегда ведет к высвобождению углерода в форме диоксида, который затем снова вовлекается в глобальный цикл.

После своей смерти растения и животные становятся пищей для т.н. редуцентов – организмов, осуществляющих разложение органического вещества.

Большая часть редуцентов представлена бактериями и грибами, клетки которых выделяют наружу, в свое непосредственное окружение, небольшие количества пищеварительной жидкости, расщепляющей субстрат, а затем потребляют продукты такого «переваривания».

Как правило, редуценты имеют ограниченный набор ферментов и соответственно используют в качестве пищи и источника энергии только немногие типы органических веществ.

Обычные дрожжи, например, перерабатывают только 6- и 12-углеродные сахара, содержащиеся в разрушенных клетках перезрелых фруктов или в густом (с мякотью) соке, полученном при их раздавливании.

Однако при достаточной длительности воздействия разнообразных редуцентов все углеродсодержащие вещества растений или животных в конце концов разрушаются до диоксида углерода и воды, а высвобожденная энергия используется организмами, осуществляющими разложение. Многие искусственно синтезированные органические соединения тоже подвержены биологическому разрушению (биодеградации) – процессу, в ходе которого редуценты получают энергию и необходимый строительный материал, а в атмосферу выделяется углерод в форме диоксида углерода.

Источник: https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/TSIKL_UGLERODA.html

Углекислый газ в атмосфере, его основные источники и поглотители

Источник углерода органические вещества

› Диоксид углерода ›

Углекислый газ выполняет важную функцию в атмосфере Земли. Он вовлечен в процессы появления и разложения всех живых организмов и образования органических соединений из неорганических.
В биосфере СО2 поддерживает процесс фотосинтеза, который образовывает растительный мир суши и поверхности океана.
Совместно с молекулами воды, метана и озона он формирует «парниковый эффект».

Диоксид углерода — это парниковый газ, который в воздухе воздействует на теплообмен земли и является ключевым элементом в формировании земного климата.

На сегодняшний день прослеживается повышение концентрации двуокиси углерода в атмосфере из-за появления новых искусственных и естественных его источников. Это значит, что климат планеты будет меняться.

Источники углекислоты

Большая часть диоксида углерода планеты естественного происхождения. Но также источниками СО2 являются промышленные предприятия и транспорт, которые обеспечивают выброс в атмосферу углекислого газа искусственного происхождения.

Природные источники

При перегнивании деревьев и травы каждый год выделяется 220 миллиардов тонн углекислого газа. Океанами выделяется 330 миллиардов тонн. Пожары, которые образовались в связи с природными факторами приводят к выбросу СО2, равному по количеству антропогенной эмиссии.

Естественными источниками углекислоты являются:

  • Дыхание флоры и фауны. Растения и животные поглощают и вырабатывают СО2, так устроено их дыхание.
  • Извержение вулканов. Вулканические газы содержат двуокись углерода. В тех регионах, где есть активные вулканы, углекислый газ способен выходить из земных трещин и разломов.
  • Разложение органических элементов. Когда органические элементы горят и перегнивают появляется СО2.

Диоксид углерода хранится в углеродных комбинациях: угле, торфе, нефти, известняке. В качестве резервных хранилищ можно назвать океаны, в которых содержатся большие резервы углекислоты и вечную мерзлоту.

Однако, вечная мерзлота начинает таять, это можно заметить по уменьшению снежных шапок самых высоких гор мира. При разложении органики наблюдается рост выделения в атмосферу углекислого газа.

В результате чего хранилище преобразуется в источник.

Северные районы Аляски, Сибири и Канады — это в основном вечная мерзлота. В ней содержится много органического вещества. Из-за нагрева арктических регионов вечная мерзлота тает и происходит гниение ее содержимого.

Антропогенные источники

Главными искусственными источниками CO2 считаются:

В мире растет количество экологических машин, но их процент по отношению к машинам внутреннего сгорания очень мал. Стоимость электрокаров выше обычных машин, поэтому многие не имеют финансовой возможности приобрести такой вид транспорта.

Интенсивное сокращение лесов для промышленности и сельского хозяйства относится к антропогенным источникам CO2 не в прямом смысле. Деятельность по уменьшению лесных массивов является причиной неучастия диоксида углерода в процессе фотосинтеза. Что приводит к его накоплению в атмосфере.

Поглотители двуокиси углерода

Поглотителями называют любые искусственные или природные системы, которые впитывают из воздуха углекислый газ. Поглотитель — это структура, которая вбирает из воздуха больше CO2 чем выбрасывает в него.

Природные поглотители

Леса способны воздействовать на количество двуокиси углерода в воздухе. Они могут быть и поглотителями, и источниками выбросов параллельно (при вырубке). Когда деревья увеличиваются, а лес растет, то углекислый газ поглощается. Данный процесс считается основой развития биомассы. Выходит, что прогрессирующий лес выступает поглотителем.

При сжигании и уничтожении леса основная доля накопленного углерода опять преобразуется в углекислый газ. В итоге лес снова является источником СО2.
Фитопланктон также является поглотителем углекислого газа на земле. При этом большая часть поглощенного углерода, передаваясь по пищевой цепочке, остается в океане.

Искусственные поглотители

Самыми известными поглотителями СО2 считаются: раствор едкого калия, натронная известь и асбест, едкий натр.
Эти соединения при протекании химических реакций связывают углекислоту, преобразовывая ее в другие соединения.

Существуют установки, которые улавливают углекислый газ из выбросов электростанций и преобразуют его в жидкое или твердое состояние с последующим применением в промышленности. Производятся испытания закачки углекислого газа, растворенного в воде, в базальтовые породы под землей.

В процессе реакции образуется твердый минерал.

Станция закачки углекислого газа под землю

Взаимодействие с океаном

В океанах углекислота по наличию превышает атмосферное содержание, если пересчитать на углерод, то выйдет примерно 36 триллионов тонн. Растворенный в океане CO2 находится в виде гидрокарбонатов и карбонатов.

Эти соединения образуются в процессе химических реакций между подводными скальными породами, водой и двуокисью углерода.

Реакции эти обратимы, они вызывают образование известняковых и других карбонатных пород с высвобождением половины гидрокарбонатов в виде диоксида углерода.

Круговорот углекислого газа в океане

Протекая сотни миллионов лет, этот круговорот реакций привёл к связыванию в карбонатных породах большей части диоксида углерода из атмосферы Земли. По итогу большинство двуокиси углерода, полученной в результате интенсивных выбросов углекислого газа в атмосферу человеком, будет растворено в океанах.

Но скорость, с которой будет протекать этот процесс в дальнейшем, остается неизвестной.
Наличие фитопланктона на поверхности океанов помогает поглощать СО2 из воздуха в океан. Некоторое количество углекислого газа фитопланктон поглощает при фотосинтезе, приобретая энергию и источник для развития клеток.

Когда он погибает и спускается на дно, углерод остается с ним.

Взаимодействие с землей

Углекислый газ воздуха на генетическом уровне взаимосвязан с землей.

Постоянно протекающие почвенные движения увеличивают резервы СО2 в воздухе, где он используется растениями на образование органических элементов.

Углекислота выполняет важную функцию в формировании и проветривании почвы. Он принимает участие в разрушении основных минералов, увеличении растворяемости, перемещении карбонатов и фосфатов.

Значительная доля диоксида углерода грунтового воздуха появляется в результате деятельности почвенных организмов, во время распада и окисления органического элемента. До 1/3 части СО2 вырабатывается корнями высоких растений.

Также происходит поступление углекислого газа с газами ювенильного и вадозного происхождения из глубочайших шаров земли.

В почвах, сформированных на известковых породах, СО2 способен выступать продуктом разрушения углекислого кальция почвенными кислотами.

СО2 грунтового воздуха имеет огромную биологическую значимость. Ее излишек (больше 1%) подавляет проращивание семян и рост корневой системы. Если убрать углекислоту все равно ее кратковременный излишек приведет к медленному росту семян.

В почвах с большим содержанием органического вещества концентрация СО2 летом и весной увеличивается до 3-9 %. Черноземные грунты вырабатывают от 2 до 6 кг углекислого газа на протяжении 24 часов. В почвенном воздухе на глубине 75-150 см в два раза больше содержание СО2 нежели в верхних слоях.

В теплые времена содержание СО2 в почвенном воздухе в два раз больше чем в зимний период. Объяснить это можно увеличением активности организмов в грунте.
Необходимо понимать, что многочисленные способы земледелия приводят к повышению концентрации углекислоты в грунте.

Среди них можно выделить:

  1. органические удобрения;
  2. травосеяние;
  3. сжатие катками.

Безусловно, не стоит говорить, что плодородность и качество земли зависит исключительно от углекислоты, есть и другие факторы, влияющие на это.
Чтобы регулировать динамику СО2 в почве и увеличивать его содержание до требуемого количества для извлечения хорошего урожая необходимо:

  • активировать жизненные процессы в грунте при помощи аэрации;
  • осуществлять правильное травосеяние для того чтобы поддерживался и обновлялся резерв органического вещества;
  • делать сидерацию и вносить органические удобрения.

Заключение

Несомненно, что без углекислого газа существование на нашей Земле кардинально отличалось бы. Он вовлечен в важнейшие биологические, химические, геологические и климатические процессы. О них важно знать для объяснения многих явлений, происходящих вокруг нас.

Основные поглотители и источники углекислого газа в атмосфере нашей планеты Ссылка на основную публикацию

Источник: https://UglekislyGaz.ru/dioksid-ugleroda/co2-v-atmosfere/

Ваш лекарь
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: