Введение в химическую экологию. Часть I. Химия окружающей среды. Хохлова О.Н. - 25 стр.

     Биологический круговорот углерода осуществляется благодаря четко
отлаженному в ходе эволюции механизму функционирования двух фунда-
ментальных процессов – фотосинтеза и клеточного дыхания.
     В процессе фотосинтеза (1) из углекислого газа и воды образуются
органические вещества (прежде всего углеводы), а электромагнитная энер-
гия Солнца переходит в энергию химических связей этих соединений.
Ежегодный прирост биомассы в результате фотосинтеза составляет около
200 млрд т.
     Клеточное дыхание – противоположный фотосинтезу процесс (2),
в котором расщепляются углеводы, и извлекается из них энергия, которая
переводится в форму АТФ и далее используется на различные энергетиче-
ские нужды клетки.
     В противоположность веществу, энергия не подчиняется закону цик-
личности. Для нормальной жизни и клетки, и отдельного организма, и эко-
системы Солнце должно непрерывно поставлять на землю новые и новые
порции энергии. Итак, солнечная энергия превращается в химическую
энергию органических веществ растений, а от растений передается к жи-
вотным.
     Глобальный круговорот углерода
     В глобальном круговороте углерода происходит:
     – растворение углекислого газа в Мировом океане и атмосферных
осадках (над океаном (0,33 мг/л HCO3– ) и над сушей (10 мг/л HCO3– ));
     – водный сток углеродсодержащих веществ с суши в Мировой океан
в виде HCO3– и органического вещества;
     – связывание углерода в виде карбонатов кальция (и магния) биохи-
мически в живых организмах и химически с кальцием речных стоков.
     Особый интерес представляет движение масс углекислого газа в пре-
делах биосферы. Содержание СО2 в различных резервуарах земного шара
наглядно показывает роль каждого из них в глобальном цикле углерода:
атмосфера / суша / океан / геосфера=1 / 3 / 50 / 10. Поскольку роль Миро-
вого океана в круговороте углерода наибольшая (см. табл. 2), то ее следует
рассмотреть особо. При этом необходимо учитывать:
     – что в пресной воде СО2 растворяется лучше, но на поверхности Зем-
ли пресных вод неизмеримо меньше, чем соленых;
     – растворимость СО2 уменьшается с возрастанием температуры;
     – при растворении углекислого газа в воде образуется слабая угольная
кислота, которая диссоциирует ступенчато и образуется карбонат-
гидрокарбонатная система
                          Н2О + СО2 ↔ Н2СО3,                           (6)
                          Н2СО3 ↔ Н+ + HCO3– ,                         (7)

                          HCO3– ↔ Н+ + CO32 – .                        (8)
                                    25