Основные этапы биогеохимического круговорота.

Деятельность живых организмов сопровождается извлечением из окружающей их неживой природы больших количеств минеральных веществ. После смерти организмов, составляющие их химические элементы возвращаются в окружающую среду. Так возникает биогенный круговорот веществ в природе, т.е. циркуляция веществ между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами.

В отличие от энергии, которая однажды использованная организмом, превращается в тепло и теряется для экосистемы, вещества циркулируют в биосфере, что и называется биогеохимическими круговоротами. Из 90 с лишним элементов, встречающихся в природе, около 40 нужны живым организмам. Наиболее важные для них и требующиеся в больших количествах: кислород, водород, углерод, азот. Кислород поступает в атмосферу в результате фотосинтеза и расходуется организмами при дыхании. Азот извлекается из атмосферы благодаря деятельности азотфиксирующих бактерий и возвращается в нее в результате деятельности других бактерий.

Круговороты элементов и веществ осуществляются за счет саморегулирующих процессов, в которых участвуют все части экосистем. Эти процессы являются безотходными. В природе нет ничего бесполезного или вредного, даже от вулканических извержений есть польза, так как с вулканическими газами в воздух поступают элементы, например азот.

Существует закон глобального замыкания биогеохимического круговорота в биосфере, действующий на всех этапах ее развития, как и правило увеличения замкнутости биогеохимического круговорота в ходе сукцессии. В процессе эволюции биосферы увеличивается роль биологического компонента в замыкании биогеохимического круговорота. Еще большую роль на биогеохимический круговорот оказывает человек. Но его роль осуществляется в противоположном направлении. Человек нарушает сложившиеся круговороты веществ, и в этом проявляется его геологическая сила, разрушительная по отношению к биосфере на сегодняшний день.

Человек вносит в биосферу различные вредные вещества, которые получили название экотоксиканты.

Экотоксикология- это наука изучающая действие вредных токсических веществ на живые организмы. Самым распространенным понятием в экотоксикологии является- «вредное вещество» и «токсикант». «Вредное вещество» - это инородный нехарактерный для природных экосистем ингредиент, оказывающий отрицательное влияние на экосистемы и на живые организмы, обитающие в них. Токсиканты – вещества или соединения, способные оказывать ядовитое действие на живые организмы. По химической природе вредные вещества, или токсиканты, бывают неорганического происхождения (кадмий, ртуть, свинец, мышьяк, никель, бор, марганец и д.р.) и органического (нитразольные соединения, фенолы, амины, нефтепродукты, СПАВ, пестициды и д.р.).

Существует классификация опасности различных химических веществ, попадающих в окружающую среду. В зависимости от степени токсикологического воздействия химические вещества подразделяются на три класса – класс опасности: первый, второй, третий.

Наиболее приоритетными для химико-токсикологического анализа являются тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий, медь, никель, кобальт) обладающие высокой токсичностью и миграционной способностью.

Поведение этих токсикантав в различных природных средах обусловлено специфичностью их основных биогеохимических свойств: подвижностью, биохимической активностью, минеральной и органической формами распространения, растворимостью и эффективностью накопления.

Показателями негативного воздействия элементов и соединений на живые организмы является токсичность и канцерогенность.

Токсичность и канцерогенность – это свойства элементов и соединений, отрицательно влияющие на живые организмы и приводящие к уменьшению продолжительности жизни. Канцерогенез – это способность металла проникать в клетку и реагировать с молекулой ДНК, приводя к хромосомным нарушениям клетки.

Проблема улучшения состояния окружающей среды, сохранение природных богатств по своей значимости и актуальности относится к числу самых приоритетных, так как накопившиеся десятилетиями недостатки в природоохранной деятельности министерств и ведомств бывшего СССР и укоренившийся потребительский подход к природным ресурсам, развитие производительных сил без учета экологических последствий привели к созданию опасных регионов страны, отдельных зон, напряженной экологической обстановки, ухудшению здоровья людей, нанесению значительного ущерба природе.

В связи с этим данная проблема входит в список глобальных проблем современности, поскольку она затрагивает все стороны человеческой деятельности. Изучение взаимодействия общества и природы должно быть направлено не на решение частных задач, а всего взаимосвязанного комплекса проблем этой системы. Особое место в ней должен занимать человек.