7.2.7. Круговорот второстепенных элементов
Второстепенные элементы, подобно жизненно важным, нередко мигрируют между организмами и средой, хотя и не представляют какой-либо ценности для организмов. Большинство из этих элементов участвуют в общем осадочном цикле. Обычно они оказывают малое воздействие на живые существа. Однако могут быть и неожиданные последствия, связанные в основном с деятельностью человека. Например, радиоактивный стронций-90, ранее в природе не существовавший, по химическим свойствам похож на кальций, поэтому, попав в организмы, он накапливается в костях и оказывается в тесном контакте с кроветворными тканями. Радиоактивный цезий-137 по свойствам схож с калием и поэтому быстро циркулирует по пищевым цепям.
Современная промышленность обогатила биосферу ртутью, соединениями кадмия, меди, цинка, свинца. Для жизни эти вещества токсичны.
7.2.8. Круговорот элементов в тропиках
В холодных районах большая часть органических веществ находится в почве или отложениях, в тропиках - в основном в биомассе, чему способствуют различные биологические адаптации, мутуалистические отношения (симбиоз) между микроорганизмами и растениями, удерживающие элементы питания. Здесь обеспечивается прямой круговорот от растения к растению. Если нарушить эту формировавшуюся тысячелетиями структуру, то восстановить ее уже невозможно.
Попытки использовать освобождающиеся после вырубок земли для выращивания сельскохозяйственных культур также безуспешны. Так, например, в северных лесах в почве и подстилке содержится более половины всего органического углерода, в тропическом лесу - менее одной четверти, основная масса углерода содержится в растительных тканях. Питательные вещества быстро утрачиваются из почвы. Поэтому стратегия земледелия умеренной зоны, основанная на монокультурах однолетних растений, совершенно непригодна для тропиков. Исключение составляют только некоторые древние технологии, такие как технология выращивания риса или сахарного тростника. Но таких примеров - единицы.
7.2.9. Загрязнение воздуха
Оксиды азота (
и
)
и серы (
)
в отличие от нитратов и сульфатов
токсичны. Сжигание топлива увеличило
содержание этих соединений сверх
предельно допустимых концентраций
(ПДК).
Особенно вредна двуокись серы. Она вредна для фотосинтеза. Она также реагирует с водяным паром и образует капли слабой серной кислоты, которая выпадает на землю кислотными дождями. Высокие трубы ТЭЦ уменьшили местное загрязнение воздуха, но ухудшилось общее положение, так как окислы дольше остаются в слое облаков и образуется больше кислоты.
Окислы азота
раздражают дыхательные органы высших
животных. Химические реакции с другими
загрязнителями обусловливают
синергетический эффект (общее воздействие
продуктов реакции больше суммарного
воздействия каждого из реагирующих
веществ). Так под действием ультрафиолетового
излучения Солнца
вступает
в реакцию с продуктами неполного сгорания
углеводородов, в результате возникает
фотохимический смог.
7.2.10. Пути возврата элементов в круговорот
Можно выделить несколько путей возврата элементов в круговорот:
через микробное разложение;
через экскременты животных;
прямой передачей от растения к растению в симбиозе;
физическими процессами (молния, ионизация и т.п.);
за счет энергии топлива (например, при промышленной фиксации азота);
автолиз (саморастворение) - высвобождение питательных веществ из остатков растений и экскрементов без участия микроорганизмов.
Если не разрушать природные механизмы рециркуляции и не отравлять их, то они в основном самопроизвольно реализуют возврат в круговорот воды и элементов питания. К сожалению, человек так ускоряет движение многих веществ, что круговороты становятся несовершенными или процесс теряет цикличность: в одних местах возникает недостаток, а в других - избыток каких-то веществ. Кроме того, человек изымает из круговорота многие элементы, связывая их в таких веществах, для которых в природе отсутствуют деструкторы, поэтому он вынужден сам быть деструктором этих веществ. Поэтому одной из основных целей общества должно стать возвращение вещества в круговорот.