Біогенні речовини

Біоге́нні речови́ни (елеме́нти) або біоге́ни (від грец. bios — життя, genos — народження) — речовини, що найбільш активно беруть участь в життєдіяльності водних організмів. До них належать мінеральні сполуки азоту (NH4+, NO2−, NO3−), фосфору (Н2PO4−, HPO2−4, PO3−4), кремнію (HSiO3−, SiO2−3), заліза (Fe2+, Fe3+) і сполуки деяких мікроелементів.

Біогенна речовина створюється в результаті життєдіяльності організмів (наприклад, річковий рак за 20 років життя скидає 50 панцирів). Вона поділяється на необіогенну речовину, утворену існуючою у даний момент живою речовиною, і палеобіогенну речовину, що збереглася в складі гірських порід («життя, перетворене на камінь»). Крім того, не затихає інтерес до проблеми біогенної речовини позаземного походження.

Оновлення всієї живої речовини біосфери Землі здійснюється в середньому за 8 років. При цьому речовина наземних рослин (фітомаса суші) оновлюється приблизно за 14 років. В океані циркуляція речовини відбувається у багато разів швидше: вся маса живої речовини оновлюється за 33 дні, в той час як фітомаса океану — кожен день. Процес повної зміни вод в гідросфері здійснюється за 2800 років. В атмосфері зміна кисню відбувається за кілька тисяч років, а вуглекислого газу — за 6,3 року. Ці цифри показують, що геохімічний ефект діяльності живої речовини в біосфері проявляється не тільки протягом геологічного часу (мільйони і мільярди років), але ясно виражений навіть в межах часу історичного (тисячі років і менше[1].

В залежності від займаної площі В. І. Вернадський розрізняв плівки життя (простежуються на величезних просторах — планктонні біоценози поверхні океану) і згущення життя (більш локальні скупчення — наприклад, Саргасове море, вперше описане Х. Колумбом 21 жовтня 1492 р.).

Склад
Вміст хім. елементів в організмах, в мг на 100 г сухої речовини (пор. дані; за Bowen, 1966), ВРЕ
Хім. елемент Рослини Тварини Бактерії
морські наземні морські наземні
C 34500 45400 40000 46500 54000
O 47000 41000 40000 18600 23000
N 1500 3000 7500 10000 9600
Н 4100 5500 5200 7000 7400
Са 1000 1800 150-2000 20-8500 510
Mg 520 320 500 100 700
Na 3300 120 400-4800 400 460
К 5200 1400 500-3000 740 11500
Р 350 230 400-1800 1700-4400 3000
S 1200 340 500-1900 500 530
С1 470 200 500-9000 280 230
Si 150-2000 20-500 7-100 12-600 18
Fe 70 14 40 16 25
Си 1 1,4 0,4-5 0,24 4,2
Zn 15 10 0,6-150 16
Cd 0,04 0,06 0,015-0,3 <0,05
Sr 26-140 2,6 2-50 1,4
F 0,45 0,05-4 0,2 15-50
Br 74 1,5 6-100 0,6
I 3-150 0,042 0,1 — 15 0,043
Mn 5,3 63 0,1-6 0,02 3
Co 0,07 0,05 0,05-0,5 0,003
Ni 0,3 0,3 0,04 — 2,5 0,08
Cr 0,1 0,023 0,02-0,1 0,0075
Mo 0,045 0,09 0,06-0,25 <0,02
Se 0,08 0,02 -- 0,17
V 0,2 0,16 0,014-0,2 0,015
В 12 5 2-5 0,05
Al 6 50(0,05-400) 1,5 0,4-10
Be 0,0001 <0,01 0,00003-
Ba 3 1,4 0,02-0,3 -0,0002 0,075
Li 0,5 0,01 0,1 <0,002
Rb 0,74 2 2 1,7
Cs 0,007 0,02 - 0,0064
Ti 1,2-8 0,1 0,02-2 <0,02
Ga 0,05 0,006 0,05 <0,0006
As 3 0,02 0,0005-0,03 <0.02
Ая 0,025 0,006 0,3-1,1 0,0006(?)
Au 0,0012 <0, 00005 — 0,00003- 0,000023(?)
Hg 0,003 -0,0002 0,0015 - 0,0008 0,0046
Zr =<2 0,064 0,01-0,1 <0,03
Sn 0,1 <0,03 0,02-2 <0,015
Sb - 0,006 0,02 0,0006
La 1 0,0085 0,01 0,00001
W 0,0035 0,007 0,00005--0,005 (?)
Pb 0,84 0,27 0,05 0,2
Bi - 0,006 0,004-0,03 0,0004
U - 0,0038 - 0,0013
Hf <0,04 <0,001 - 0,004 0,004
Вміст хім. елементів в організмі ссавців, ВРЕ
Вміст елементів
у % на суху речовину
(порядок величин)		 Групи елементів
I II III
незамінні роль мало вивчена роль невідома
101 — 10° О, С, Н, N, Са
10° — 10−1 Р, К, С1, S, Na
10−1 — 10−2 Mg
10−2 — 10−3 Zn, Fe Sr
10−3 — 10−4 Cu Cd, Br Li, Cs
10−3- 10−5 I F Sn
10−4 — 10−5 Mn, V B, Si Al, Ba, Cr
10−4 — 10−6 Mo Rb
10−4 — 10−6 Be Ag
10−5 — 10−6 Co Ni Ga, Ce, As, Hg, Pb, Bi, Ti
10−5 — 10−7 Se Sb, U
10−6 — 10−7 Th
10−11 — 10−12 Ra

Потрапляння в навколишнє середовище

У природні води біогени потрапляють головним чином в результаті процесів життєдіяльності і посмертного розпаду водних тварин і рослинних організмів (процес регенерації біогенних елементів), з річковим стоком, атмосферними опадами і з різноманітними видами стічних вод. Концентрація біогенних речовин в природних водах зазвичай невелика і змінюється протягом року відповідно інтенсивності харчування ними фотосинтезуючих організмів.

Велика кількість біогенних речовин (особливо сполук N і Р) вносяться з комунально-господарськими, сільськогосподарськими та промисловими стічними водами, внаслідок чого їх концентрація значно збільшується в забруднених річках і водоймах. Підвищені концентрації біогенних речовин у воді сприяє підвищенню біологічної продуктивності водних об'єктів, що є причиною евтрофування.

Біогенні речовиниНезабруднені рікиЗабруднені ріки
нітрати млг/лдо 0,1більше 1,0
нітритидо 0,01більше 0,1
амоній0,01—0,1більше 1,0
слолуки фосфору0,001—0,01 до 0,1—0,5більше 1,0
залізо0,1—10-
кремній1—5-

Див. також

Джерела

Посилання
  • Біогенні елементи // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 17.
  • Евтрофування водойм // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 74.

Примітки
  1. Лапо А. В. Следы былых биосфер, или рассказ о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологического прошлого. 2-е изд. — М.: Знание, 1987. — 208 с.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.