рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Экология
- /
- Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах
Реферат Курсовая Конспект
Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах
Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах - раздел Экология, Викладач: Бобко А.о. ...
Викладач: Бобко А.О.
Лекція 3,4,5
Тема: Абіотичні фактори водних екосистем
Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах.
Гідрофізичні фактори водних екосистем.
4.
Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах
Формування водних мас у водоймах різного типу відбувається за рахунок атмосферних опадів, які випадають на водозбірну площу, підземного стоку та… Річкові водні маси, в залежності від сезонних особливостей (весняні води,… Формування такого місцевого стоку може відбуватись за рахунок вод, які стікають з узгір’я, ґрунтових та підземних вод.…Гідрофізичні фактори водних екосистем
До гідрофізичних факторів водних екосистем належить перш за все сама вода, як життєве середовище, її температурний і термічний режим, наявність завислих і розчинених речовин та характер донних грунтів.
Фізико-хімічні властивості води та їх екологічне значення
Молекулярна структура води, здатність до утворення розчинів неорганічних і органічних електролітів, слабка іонізація, питома теплоємність, велика… Вода – рідина без запаху, смаку і кольору, щільністю 1,000 г/см3 при… При взаємодії з іонами вода утворює гідратну оболонку. Під гідратацією розуміють суму енергетичних і структурних змін,…Щільність води
Найбільша щільність хімічно чистої води, яка практично не має розчинних солей, при температурі 3,98 дорівнює 1 г/см3. Із зниженням температури до… На щільність води впливає, крім температури, також кількість розчинених солей.… Подібні явища спостерігаються у Чорному морі біля берегів Криму як наслідок підйому глибинних більш холодних вод на…Кольоровість води
Власний колір води (блакитний) виявляється лише у воді деяких чистих гірських озер. Цей колір залежить від вибіркового поглинання променів сонячного… Природні води можуть мати зелене, жовте, буре і навіть чорне забарвлення, що… Крім того, колір води часто змінюється внаслідок масового розвитку тих чи інших планктонних організмів (“цвітіння”).…Температурний та термічний режим водних об’єктів
Для того, щоб розрахувати теплозапас певного об’єму води у водних екосистемах, користуються формулою: W (q = CP · p ·T ·W), де CP – питома теплоємність води; p – її щільність;Льодовий режим
Існує два типи крижаних покривів: статичний і динамічний. Перший тип характерний для слабопротічних мілководних і невеликих за площею водойм (озера,… При дуже швидкій течії, яка має місце у гірських річках (більше 1,6–1,8 м/с),… На початку зими настає період замерзання водойм. Він характеризується появою різноманітних за формою крижаних утворень…Світло та його роль у функціонуванні водних екосистем
Потік сонячної радіації на одиницю поверхні Землі називається сонячною постійною. Потужність цього потоку становить 340 Вт/м2. З урахуванням потоку сонячної радіації відбитого атмосферою і поверхнею Землі,… 1 Вт/м2 = 10–3 кВт/м2 = 0,00143 кал/см2×с = 698 Дж/м–2×с (секунда).Седиментація, осадоутворення та формування донних грунтів
В залежності від їх фізичних характеристик змінюється швидкість осадження, яка визначається для стоячої води за формулою Стокса: , де V – швидкість фізичної седиментації;Роль гідрофізичних факторів у життєдіяльності гідробіонтів
На формування якості води великий вплив мають бактерії, які відповідно реагують на зміни протічності води, насиченості її киснем та забруднення… Друга екологічна ніша у водоймах знаходиться на глибині 20–50 см. Тут… Третя екологічна ніша співпадає з зоною термоклину, де внаслідок більшої щільності води затримуються частинки детриту…Глава 10. Сольовий склад вод та адаптація до нього гідробіонтів
Під солоністю розуміють сумарну концентрацію усіх розчинених у воді мінеральних речовин.
Вміст солей у прісних водах виражається звичайно в міліграмах на дециметр кубічний (мг/дм3), солонуватих і морських – в промілле (‰). 1‰ відповідає концентрації 1 грам на дециметр кубічний (г/дм3).
Всі природні води (згідно загальноприйнятої Венеціанської системи, адаптованої до умов України) поділяються на прісні (до 1,0 ‰), солонуваті (1,0–30 ‰), солоні, або морські (30–40 ‰) і ультрагалінні, або пересолені, мінералізація яких перевищує 40 ‰. Прісні води, у свою чергу, поділяються на гіпогалінні (менше 0,5 ‰), олігогалінні (0,5–1,0 ‰), а солонуваті – на мезогалінні(1–18 ‰) і полігалінні (18–30 ‰) (табл. 5).
Таблиця 5
Класифікація якості поверхневих вод суші та естуаріїв за критерієм мінералізації
| Показники | Прісні води – І клас | Солонуваті води – ІІ клас | Солоні води – ІІІ клас | ||||
| Категорія якості вод | Гіпогалінні –1 | Олігогалінні –2 | b-мезогалінні –3 | a-мезогалінні –4 | Полігалінні –5 | Еугалінні –6 | Ультрагалінні –7 |
| Величина мінералізації, г/дм3, ‰ | Менше 0,50 | 0,51 – 1,00 | 1,01 – 5,00 | 5,01 – 18,00 | 18,01 – 30,00 | 30,01 – 40,00 | Більше 40,00 |
Основні іони, які переважають у природних водах, це аніони – НСО3–, СО32–, SO42–, Cl– та катіони – Са 2+, Mg2+, Na+ та K+.
В прісних водах карбонатні іони переважають над усіма іншими. Мінералізація морських (океанічних) вод визначається в основному хлоридами натрію і магнію. У прісних водах хлориди становлять не більше 5,2 %, а карбонати – 60,1 %, у воді відкритої частини океану – 88,7 % і 0,3 % відповідно.
Сольовий склад океанічних (морських) вод
Формування сольового складу океану пройшло в геологічній історії Землі три стадії: ранню – в умовах відсутності біосфери, стадію становлення… Найбільш розчинні солі натрію надходили в океанічний розчин безпосередньо з… Надходження калію в океанічний розчин було значно меншим, оскільки в первинних базальтах, які складали в основному…Сольовий склад континентальних вод
Води типу І утворюються або в процесі хімічного вилужування вивержених пород, або при обмінних процесах Са2+ та Mg2+ на Na+. Ці води найчастіше мало… Води типу ІІ – змішані. Склад їх може може бути пов’язаним генетично як з… Води типу ІІІ – метаморфізіровані. Вони включають деяку частину сильно мінералізованих вод або вод, що зазнали…Евригалінні і стеногалінні гідробіонти
Своєрідним сольовим бар'єром, вище якого мешкають типові морські організми, а нижче – прісноводні, є рівень солоності 5–8 ‰. Солоність води 5–8 ‰ є… Широкий діапазон солоності води гідросфери по-різному витримують гідробіонти,… Евригалінні – це гідробіонти, пристосовані до існування в умовах значних змін солоності води. До них належать багато…Пристосування гідробіонтів до сольових факторів середовища
Концентрація неорганічних іонів у водному середовищі може змінюватися в дуже широкому діапазоні (від нуля до величин, що в сотні разів перевищує їх… Осмотичний градієнт між організмом і середовищем постійно створює загрозу… Підтримання осмотичного тиску цитоплазми в умовах різної солоності водного середовища здійснюється двома механізмами:…Адаптація гідробіонтів до водно-сольових умов середовища
Пойкілоосмотичні гідробіонти
Серед пойкілоосмотичних – гідробіонти, які витримують лише незначні зміни солоності води (головоногі молюски, голкошкірі). Це стеногалінні… Є й такі, які можуть витримувати значні коливання солоності води, відповідно… Механізми підтримання осмотичної концентрації в організмі одноклітинних і багатоклітинних гідробіонтів різні.Гомойоосмотичні гідробіонти
Нагадаємо схематичну будову нирки, загальний принцип функціональної організації якої властивий рибам та іншим водяним тваринам. Основною… Рис. 124. Схема примітивного нефрону первинної нирки: 1 – лійка нефростому; 2 – боуменова капсула; 3 – каналець з віями; 4 – капілярний клубочок; 5 – артеріола; 6 – вена…Глава 11. Іонні компоненти та їх екологічна роль
У водах Світового океану розчинені практично всі відомі хімічні елементи та їхні ізотопи. 99,9 % маси розчинених речовин припадає на 11 основних компонентів: Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Cl–, SO42–, HCO3–, Br–, F–, Н3ВО3. У кожному кубічному кілометрі морської води міститься близько 35 млн. т твердих речовин, в тому числі 19,8 млн. т хлориду натрію, 9,5 млн. т магнію, 6,33 млн. т сірки, 31 тис. т брому, 3,9 тис. т алюмінію, 79,3 т марганцю, 79,3 т міді, 11,1 т урану, 3,8 т молібдену та інших.
На відміну від океанічних і морських вод, прісні води річок, озер, водосховищ та інших водних об'єктів менш насичені розчиненими солями. Їх сольовий склад зовсім інший: в океанічних водах переважають хлориди натрію і магнію, а в прісних – карбонати (табл. 9).
Таблиця 9
Склад розчинених солей в океанічних і річкових водах (в %)
| Речовини | Води океану | Річкові води |
| Хлориди | 88,7 | 5,2 |
| Сульфати | 10,8 | 9,9 |
| Гідрокарбонати і карбонати | 0,3 | 60,1 |
| Інші речовини | 0,2 | 24,8 |
| Всього |
У морських і прісних водах присутні хімічні елементи, які відіграють виключно важливу роль у метаболічних процесах рослин і тварин.
Деякі з них постійно входять до складу біологічних рідин і тканин. Найважливіші з них кисень (70 % маси організмів), вуглець (18 %), водень (10 %), азот, кальцій, калій, фосфор, магній, сірка, хлор, натрій. Такі елементи, як водень, вуглець, азот, кисень, фосфор, сірка, утворюють органічну речовину гідробіонтів. Так, вуглеводи і ліпіди містять у своїй структурі водень, вуглець і кисень, а білки, крім того, ще й азот і сірку. До структури нуклеїнових кислот входять азот і фосфор. Ці елементи часто називають головними елементами органічних молекул (табл. 10).
Таблиця 10
Основні хімічні елементи, що входять до складу організмів гідробіонтів
| Головні елементи органічних молекул | Іони | Мікроелементи | |
| C (вуглець) | Na+ (натрію) | Fe (залізо) | Co (кобальт) |
| O (кисень) | K+ (калію) | Cu (мідь) | B (бор) |
| H (водень) | Ca2+ (кальцію) | Mn (марганець) | Sі (кремній) |
| N (азот) | Mg2+ (магнію) | Zn (цинк) | J (йод) |
| P (фосфор) | Cl–(хлору) | Mo (молібден) | V (ванадій) |
| S (сірка) |
Неорганічні елементи виконують роль каталізаторів у метаболічних реакціях і є складовими частинами буферних систем, важливими компонентами мембранних структур. З киснем і воднем пов'язано протікання окиснювано-відновних реакцій у живих системах.
Натрій, калій і цезій в водних екосистемах
Важливою фізико-хімічною характеристикою натрію і калію, яка визначає їх участь у біологічних процесах, є взаємодія з молекулами води, причому Na+… Калій і натрій постійно присутні в біологічних рідинах та в структурних… Підтримання концентраційних градієнтів між внутрішньо- і зовнішньоклітинним рівнем натрію і калію є важливою умовою…Роль калію в метаболічних реакціях водяних рослин
У мембранах рослинних клітин іони калію сприяють підтриманню тургору. Калій відіграє надзвичайно важливу роль у функціонуванні продихового апарату… На площі листка в 1 см2 може бути від 1000 до 100000 продихів. Довжина… У водоростей калій виступає як активатор багатьох ферментів. Він відіграє важливу роль в осморегуляції і в підтриманні…Особливості обміну натрію і калію в організмі водяних безхребетних
Роль неорганічних іонів у життєдіяльності організмів визначається не поширенням того чи іншого елементу в природі, а його властивостями і здатністю… Внутрішньоклітинний вміст Na+ і K+ регулюється в першу чергу самою клітиною і… У морських організмів осмотична та іонна концентрація внутрішнього середовища наближається до сольового складу…Натрій і калій у морських і прісноводних рибах
У прісноводних риб, навпаки, внаслідок постійного проникнення води через слизові покриви тіла, регуляторні механізми спрямовані на затримання… Основна кількість калію у прісноводних риб надходить в організм з кормом. У… Основою виділення нирками калію із організму костистих, хрящових риб (скат) та хрящових ганоїдів (осетр, севрюга) є…Природний цезій в організмі гідробіонтів
В океанічних водах середня концентрація цезію становить 4·10–4 мг/дм3, а в прісних водах річок Європейського континенту вона коливається від 0,003… Схожістю деяких фізико-хімічних властивостей цезію і калію пояснюється зв’язок… Високим вмістом цезію характеризуються вищі водяні і прибережні рослини (0,11–0,37 мг/кг сухої маси). У прісноводних…Кальцій у водних екосистемах
Основним джерелом надходження кальцію в поверхневі води є вимивання з вапняків, доломітів, вапнякового цементу, гіпсу. Певна частина його надходить…Вміст кальцію в морських і океанічних водах
Істотну роль відіграє фактор розбавлення морської води атмосферними опадами. На відміну від океанічних вод, іонний склад яких схожий повсюдно, в… Висока мінералізація океанічних і морських вод супроводжується осадженням…Кальцій континентальних вод
За вмістом Са2+ у воді малі річки поділяють на п’ять зон. До першої належать річки з вмістом Са2+ у воді від 17 до 25 мг/дм3, це, зокрема, річки… У порівнянні з малими річками, води середніх і великих річок відповідних… Для порівняння відзначимо, що вміст кальцію у воді річок, які впадають у Балтійське, Біле і Баренцове моря , менший,…Метаболічна роль кальцію та шляхи його надходження в організми гідробіонтів
Близько 1,5 млрд. т його солей, що надходять в моря і океани з річковим стоком, засвоюються у процесі життєдіяльності гідробіонтами. При цьому… Основним джерелом кальцію для безхребетних є кальцій води, оскільки ці… Карбонати кальцію практично не засвоюються водяними рослинами і тваринами. Деякі водяні рослини в процесі фотосинтезу…Магній морських і континентальних вод
Вміст магнію у поверхневих водах суші залежить від характеру грунтів водозбірної площі. Нижче (табл. 11) наведено дані про особливості розподілу… Таблиця 11 Середній багаторічний вміст магнію у річкових водах України, мг/дм3 Фізико-географічні зони Mg2+ …Форми міграції магнію у природних водах
MgCO3 + H2O + CO2 Mg(HCO3)2 Mg2+ + 2HCO3–2H+ + 2CO32–. Магній, як і кальцій, взаємодіє не тільки з карбонатом. Він може утворювати… У природних водах магній утворює комплексні сполуки з органічними речовинами. У деяких озерах Німеччини комплексні…Магній в організмі гідробіонтів
Співставлення концентрацій магнію у гемолімфі морських і прісноводних молюсків і ракоподібних свідчить, що у морських організмів вона не тільки… У морських костистих риб концентрація магнію в плазмі крові значно менша, ніж… Обмін магнію у морських риб має багато спільних рис з обміном кальцію. Заковтуючи солону морську воду, риби повинні…Метаболічна роль магнію у гідробіонтів
COOCH3 Mg N4 OH30 C32 COOC20H32 .Сірка природних вод та процеси сульфатредукції
Сірка – один з незамінних компонентів при синтезі білків в організмі тварин та утворенні сірковмістних органічних речовин у рослин. Сіркобактерії… Поверхневі води, у складі яких сульфатні іони становлять більше 25 %, належать… Причиною зростання вмісту сірки у воді може бути окиснення сульфідів, які надходять з стічними водами промислових,…Глава 12. Мікроелементи водних екосистем та їх біологічна роль
Хімічні елементи, вміст яких в організмі рослин і тварин знаходиться у дуже низьких концентраціях (тисячні долі відсотка), належать до мікроелементів. Незважаючи на мікрокількості їх в організмі гідробіонтів, вони відіграють дуже важливу метаболічну роль. До мікроелементів зараховують більше 30 найважливіших елементів, серед них метали алюміній, залізо, мідь, марганець, цинк, молібден, кобальт, нікель, стронцій та інші, і неметали – йод, селен, бром, фтор, миш’як, бор. В організм бактерій, водяних рослин і тварин вони надходять безпосередньо з води і донних відкладів. Переважно це водорозчинні форми, які легко засвоюються. Мікроелементи входять до складу ферментів, зокрема, Mn – аргінази, Zn – карбоангідрази, Cu – поліфенолоксидази, Со – вітаміну В12, J – тироксину. Всі вони істотно впливають на метаболічні процеси в організмі рослин і тварин. У водних екосистемах такі елементи, як мідь, цинк, марганець, залізо, нікель, свинець при концентраціях, що перевищують гранично допустимі, стають біологічно небезпечними компонентами і їх розглядають як токсиканти. Гідробіонти різних трофічних рівнів можуть акумулювати в своєму організмі деякі мікроелементи, особливо метали.
В залежності від здатності гідробіонтів накопичувати хімічні елементи в організмі, вони поділяються на макро- і мікроконцентраторів і деконцентраторів. Критерієм для такого поділу може бути коефіцієнт біологічного накопичення (Ка), під яким розуміють відношення концентрації металу в тілі гідробіонтів до їх вмісту у мулі (на масу сухої речовини). Умовно до макроконцентраторів відносять гідробіонтів з Ка > 2, до мікроконцентраторів – з Ка = 1–2 і до деконцентраторів – з Ка < 1. Такий поділ умовний, але він може дати уявлення про ставлення того чи іншого гідробіонта до окремих хімічних елементів водного середовища. Принаймні такі дані можуть свідчити про метаболічні взаємини між організмом гідробіонтів і окремими хімічними елементами, розчиненими у воді.
Залізо
Залізо – один з найактивніших металів, які в природі майже не зустрічаються у вільному стані. Серед мінералів, до складу яких входить залізо, найголовніші пірит (FeS2), магнітний залізняк (FeO, Fe2O3), бурий залізняк (2Fe2O3 × 3H2O), шпатовий залізняк (FeCO3). Залізо утворює комплексні сполуки з органічними кислотами, азотмісткими речовинами, білками тощо. Важливу роль у біосфері відіграють полімеризовані сполуки заліза з ланцюговою структурою та комплексні сполуки фосфатів заліза.
У Світовому океані залізо утворює неорганічні і органічні сполуки, а його вміст у евфотичному шарі води (0–25 м) залежить від біоседиментації та депонування його сполук у донних відкладах. У поверхневих водах суші залізо може утворювати комплексні сполуки з розчиненими органічними речовинами, взаємодіяти з завислими та диспергованими частинками в донних відкладах, а з легкорозчинними сполуками порових вод, переважно органічного характеру, залізо може утворювати кінетично стійкі сполуки, які погано дисоціюють.
У клітинах і тканинах гідробіонтів залізо входить до складу органічних речовин, багатьох ферментів. Незважаючи на відносно незначний вміст заліза в тканинах і біологічних рідинах живих організмів, його біологічна роль надзвичайно велика.
Форми розчиненого заліза у водних екосистемах
Загальна концентрація та форми сполук заліза у водних екосистемах залежать від геологічних особливостей водозбірної площі, характеру водообміну,… Характерною особливістю кругообігу заліза є його надходження з водозбірної… Таблиця 12Роль заліза у ферментативних реакціях та процесах дихання гідробіонтів
Деякі мікроорганізми можуть окиснювати солі двовалентного (закисного) заліза з утворенням гідрату окису заліза та вивільненням енергії, яка… Діатомові водорості мають властивість інтенсивно засвоювати колоїдні форми… Вищі рослини для утворення залізомістких білків протоплазми використовують набагато менше заліза, ніж тваринні…Мідь
У природі мідь зустрічається у вільному стані у вигляді самородків та в складі мінералів халькопіриту (CuFeS2), халькозину (Cu2S), малахіту (CuCO3 × Cu(OH)2, азуриту (CuCO3 × 2Cu(OH)2 та інших. У сполуках мідь проявляє ступінь окиснення +1 і +2. Вона легко взаємодіє з галогенами, сіркою, селеном. Різна валентність іонів міді (Cu+ і Cu2+) зумовлює наявність у природних водах її важко- і легкорозчинних сполук. Солі міді утворюють як легкорозчинні (CuSO4), так і важкорозчинні (Cu2O, Cu2S, CuCl2) форми. Форми міді в поверхневих водах залежать від рН води, наявності в ній розчинених органічних речовин (гумінових і фульвокислот) та завислих частинок органічної і мінеральної природи. Розчинена мідь представлена переважно у закомплексованому стані, що обумовлено, в основному, хімічними властивостями самого елементу, як сильного комплексоутворювача. Поряд з утворенням комплексів з органічними речовинами, мідь може сорбуватись завислими частинками, серед яких є гідроксиди металів (Fe, Al, Mn), та взаємодіяти з гумусовими та іншими органічними речовинами. Певна її частина у водоймах адсорбується на завислих глинистих мінеральних частинках, разом з якими осідає на дно. Значна частина міді асимілюється планктонними організмами, в складі яких вона приймає участь у кругообігу речовин у водних екосистемах. Близько 30–50 % загальної кількості міді, що надходить з річковим стоком у дніпровські водосховища, взаємодіє із завислими частинками, які поступово осідають на дно. Тому в донних відкладах водосховищ зосереджено значно більше міді, ніж у товщі води.
В перші роки після утворення Київського водосховища концентрація розчинених форм міді, що виносилася з нього, була вищою ніж та, що надходила з водою притоків. Такий позитивний баланс був наслідком її десорбції із залитих грунтів. З часом в донних відкладах накопичувались значні запаси міді, що в свою чергу, призводило до зростання її концентрації у воді.
Існують певні особливості формування балансу міді у верхній, середній та нижній течії зарегульованого Дніпра. Вони пов’язані із впливом вищерозташованих у каскаді водосховищ на нижчерозташовані. Так, з Канівського водосховища до Кременчуцького надходить, крім розчинених, значна кількість завислих форм міді, більшість яких поступово осідає на дно. Загальний баланс міді у цьому водосховищі головним чином визначається їх акумуляцією в донних відкладах.
Вміст міді у воді річок залежить від особливостей формування їх водного режиму. Так, у верхньому Дністрі, водність якого формується за рахунок атмосферних опадів у гірських Карпатах, концентрація міді в різні сезони року змінюється від аналітичного нуля до 3,4 мкг/дм3, на середній ділянці вона становить 2,0–2,3, а на нижньому Дністрі – 1,8–6,3 мкг/дм3. У воді Дністровського і Дубосарського водосховищ ці показники становлять відповідно 1,3–2,2 і 1,5–3,0 мкг/дм3. У зв’язку із зменшенням швидкості течії у водосховищах, значна кількість завислих частинок разом із адсорбованою на них міддю осідає на дно, де її концентрація відповідно підвищується. Так, у донних відкладах Дністровського водосховища вміст міді досягає 17,3—22,3, а в Дубосарському – 8,3–13,3 мг/кг (табл. 13).
Таблиця 13
Вміст міді у воді і донних відкладах деяких водних об’єктів України
| Водні об’єкти | Вода (мкг/дм3) | Донні відклади на глибині 0–5 см (мг/кг сухої маси) |
| Дністер | ||
| Верхній Дністер | 0,0–3,4 | |
| Дністровське водосховище | 1,3–2,2 | 17,3–22,3 |
| Середній Дністер | 2,0–2,3 | 12,2 |
| Дубосарське водосховище | 1,5–3,0 | 8,3–13,3 |
| Нижній Дністер | 1,8–6,3 | 3,8–25,8 |
| Гирло Дністра | 6,7–115,0 | |
| Водосховища Дніпра | ||
| Київське | 6,4–51,4 | 22,3–38,9 (28,5) |
| Канівське | 6,0–78,4 | |
| Кременчуцьке | 5,8–88,6 | 27,0–56,8 (36,8) |
| Запорізьке | 8,0–85,8 | 31,6–86,5 (57,8) |
| Лимани | ||
| Дніпровсько-Бузький | 7,5–126,8 | 24,8–69,4 (47,5) |
| Дністровський | 4,8–135,6 | |
| Річки | ||
| Дунай (Кілійська дельта) | 5,6–143,7 |
Примітка. Вказані граничні величини; в дужках – середні концентрації.
Таблиця складена за даними П.М. Линника (1999), С.Й. Кошелевої, К.М. Цапліної (1998).
У воді озер і ставків на вміст міді впливає характер донних грунтів і сезон року. Значна сезонна різниця у концентрації міді пояснюється тим, що при весняному таненні снігів вона вимивається, а восени, навпаки, накопичується в грунтах за рахунок відмирання рослинної біомаси. В літні місяці вміст міді може бути нижчим навіть в порівнянні з весняним періодом. Це пов'язано з утилізацією міді гідробіонтами протягом вегетаційного періоду.
Серед вищих водяних рослин найбільшу здатність до акумуляції міді мають сальвінія, рдесник пронизанолистий, а найменшу – очерет звичайний. Особливо інтенсивно накопичують мідь макрофіти з добре розвинутою кореневою системою.
В організмі риб максимальна кількість міді зосереджена в печінці – органі, у якому найбільш інтенсивно відбуваються біоенергетичні і біосинтетичні процеси. Так, тканинний вміст міді в печінці ляща досягає в середньому 26–27, а у м’язах – близько 1,0, а у жереха відповідно – 50–53 і 0,3–0,6 мг на 1 кг сухої маси.
У осетрових риб вміст міді в печінці найвищий у порівнянні з іншими внутрішніми органами. Так, у осетра вміст міді в печінці становить 114, а в крові – 41,1, а у севрюги – відповідно 191 і 9,73 мг на 1 кг сухої маси. Отже, вміст міді у хрящових (осетрових) риб значно вищий, ніж у костистих (лящ, жерех).
В організмі гідробіонтів мідь відіграє важливу роль у метаболічних реакціях. Вона входить до структури багатьох ферментів і виступає як каталізатор окиснювано-відновних реакцій. Деякі її сполуки з білками використовують молекулярний кисень як акцептор електронів. Зокрема, церулоплазмін приймає участь у переносі кисню в плазмі крові, а цереброкупреїн – у запасанні кисню в мозкових тканинах хребетних тварин. Відома роль міді у процесах кровотворення і використанні заліза в синтезі пігментних білків та в процесах, пов’язаних з транспортом кисню. Серед мідьмістких ферментів, які приймають участь в окиснювано-відновних процесах, ключову роль відіграє цитохромоксидаза, яка каталізує завершальний етап тканинного дихання. Функція міді в каталітичних реакціях тісно пов’язана з функцією таких біологічно активних речовин, як гем, піридоксин та аскорбінова кислота. Мідь може виступати у метаболічних реакціях як переносник електролітів та компонент фермент-субстратних комплексів.
До вмісту міді у воді виявляють високу чутливість водорості багатьох таксономічних груп. Зелені водорості витримують досить високі концентрації цього металу у воді, а синьозелені і діатомові менш стійкі до альгіцидної дії міді. Співставлення окремих груп водоростей за їх чутливістю до міді не дає однозначної відповіді на питання, що лежить в основі різної чутливості окремих видів водоростей до дії цього мікроелементу. Так, при схожих концентраціях міді у воді більш толерантні клітини Chlorella мали у своєму складі таку ж кількість міді, як і нетолерантні.
Враховуючи чутливість синьозелених водоростей до дії міді, неодноразово проводилися дослідження з метою застосування її сполук (переважно CuSO4) для боротьби з “цвітінням” води. Мідь у концентраціях 50 мкг/дм3 і вище пригнічує фотосинтез або й призводить до загибелі (лізису) водоростевих клітин, але поступово фотосинтез відновлюється до вихідного рівня, а водорості знову набувають масового розвитку. У природних водоймах мідь вступає у комплексні сполуки з органічними речовинами, що знижує її активність щодо водоростей. До того ж, мідь отруйна і для безхребетних та риб, тому її широкомасштабне використання екологічно небезпечне. Застосування сполук міді для боротьби з “цвітінням” води (головним чином синьозеленими водоростями) обмежується технічними та декоративними водоймами.
Марганець
Формування вмісту марганцю у поверхневих водах пов’язано з його привнесенням з підземним стоком та змивом з водозбірної площі. У його кругообігу у… У континентальних і морських водах марганець зустрічається у розчиненій,… У поверхневих водах марганець в ступені окиснення +2 термодинамічно нестабільний і легко окиснюється, перетворюючись в…Цинк
В природі існує п’ять стабільних ізотопів цинку, серед них найбільше припадає на 64Zn (8,89 %) і 66Zn (27,81 %). Серед дев'яти радіоактивних ізотопів найбільше біологічне значення має 65Zn з періодом напіврозпаду 245 діб. У сполуках цинк проявляє ступінь окиснення +2, а як відновник легко заміщує у розчинах Fe, Cu, Nі, Co та інші елементи. За розчинністю у воді Zn наближається до заліза та міді, але він більш рухливий у зв’язку із більшою розчинністю його оксидів і гідроксидів. Сполуки цинку за розчинністю розташовуються у такій послідовності: найлегше розчинні ZnSO4 і ZnCl2, значно менш розчинним є його карбонат (ZnCO3), а до слаборозчинних належать фосфат (Zn3(PO4)2 та сульфід цинку (ZnS). Для природних вод найбільш характерними є його гідроксокомплекси [ZnOH]+ та в меншій мірі – [Zn(OH)2]o.
Серед мінералів, до складу яких входить цинк, найбільш поширені в природі сульфід цинку (сфалерит) та смітсоніт, що містить до 65 % цинку. Джерелами надходження цинку в гідросферу є океанічні залізо-магнієві конкреції та донні осади вулканічного походження. Тільки за рахунок гідротермічних процесів, пов’язаних з океанічною вулканічною діяльністю, в гідросферу надходить в середньому 4×1017 г/рік цинку, або приблизно 
його щорічного надходження з річковим стоком.
У грунтах цинк легкорухливий, але при міграції він досить швидко сорбується органічними та мінеральними речовинами, до складу яких входить алюміній, залізо, кремній, марганець та інші елементи. Саме висока сорбційна здатність деяких речовин грунту стосовно цинку визначає його найбільший вміст у верхньому (приповерхневому) шарі грунту. У грунтах цинк знаходиться у різних формах: він може входити до складу слаборозчинних оксосульфатів, карбонатів, фосфатів, силікатів та інших сполук, утворює комплекси з гуміновими та фульвокислотами. У кислих грунтах розчинність Zn вища, ніж у нейтральних і лужних. При високому вмісті в грунті фульвокислот та гліцину його розчинність падає. Ці чинники впливають на надходження Zn з водозбірної площі у водні об'єкти.
Значна кількість цинку надходить у водні об'єкти з техногенними забрудненнями. Так, у залізорудних магнетитових родовищах його вміст у хвостосховищах протягом року досягає 4 тис. т за рік. У грунтах навколо фабрик по збагаченню поліметалевих руд його вміст досягає 0,3 %. Істотні джерела надходження цинку у водні об'єкти – рудникові змивні води та стічні води гальванічних цехів, виробництв паперу, лаків і фарб, хімічних засобів захисту рослин, комбінатів кольорової металургії та теплових електростанцій, які працюють на кам’яному вугіллі.
У поверхневих водах суші вміст цинку оцінюється в мікрограмах на 1 л води (мкг/дм3). Його вміст у воді і грубодетритному мулі має тенденцію до збільшення від гумідних до аридних ландшафтних зон. Дані щодо вмісту цинку у воді і донних відкладах деяких водойм України наведені у табл. 15.
Таблиця 15
Вміст цинку у воді і донних відкладах деяких водних об'єктів України
| Водні об'єкти | Вода (мкг/дм3) | Донні відклади на глибині 0–5 см (мг/кг сухої маси) |
| Дністер | ||
| Дністровське водосховище | 102,7–228,8 | 72,5–75,0 |
| Середній Дністер | 78,4–94,9 | 47,5 |
| Дубосарське водосховище | 17,5–78,9 | 47,5–62,5 |
| Нижній Дністер | 23,0–162,0 | 37,5–102,5 |
| Гирло Дністра | 9,4–158,5 | – |
| Водосховища Дніпра | ||
| Київське | 7,5–72,8 | 43,6–105,8 (54,9) |
| Канівське | 9,6–94,4 | |
| Кременчуцьке | 14,9–128,6 | 48,2–91,6 (67,5) |
| Запорізьке | 6,4–176,8 | 90,6–186,5 (104,8) |
| Лимани | ||
| Дніпровсько-Бузький | 16,5–175,0 | 64,5–155,0 (81,3) |
| Дністровський | 10,3–145,0 | – |
| Річки | ||
| Дунай (Кілійська дельта) | 10,2–173,0 | – |
Примітка. Вказані граничні величини; в дужках – середні концентрації.
Таблиця складена за даними П.М. Линника (1999), С.Й. Кошелевої, К.М. Цапліної (1998).
У воді цинк знаходиться у розчинній формі та у складі завислих частинок органічного і мінерального походження. У річок, які формують водність Київського водосховища, завислі форми Zn становлять 50–90 % його загального вмісту, з них до 30–40 % поступово осідає на дно і накопичується в донних відкладах. На співвідношення окремих форм цинку у воді впливає вміст та комплексоутворююча здатність органічних та мінеральних сполук, що надходять у водойми з водозбірної площі. Так, у річковому стоку р. Прип’ять на розчинені форми припадає 77,5 %, у верхньому Дніпрі – 40, в р. Тетерів – 54 %. У Десні, навпаки, до 70 % цинку припадає на його завислі форми, тобто на комплекси з органічними і мінеральними речовинами.
Каскадне розташування дніпровських водосховищ зумовлює поступове випадіння (седиментацію) завислих форм цинку, що і визначає зростання його концентрації у донних відкладах від верхнього Київського до нижче розташованого Канівського водосховища. У процесах сорбції цинку важливу роль відіграють гідробіонти. Планктонні організми можуть абсорбувати до 40–48 % розчиненого у воді цинку. Для порівняння відзначимо, що гідратовані частинки оксиду заліза адсорбують на собі до 95 %, апатиту – 86, глини і торфу до 99 % цинку.
Вміст цинку у океанічних і морських водах значно менший, ніж у річкових. Для океанічних вод середній вміст цинку оцінюється в 7,6 мкг/дм3, в тому числі 7,0 мкг/дм3 розчинених і 0,6 мкг/дм3 завислих форм. Для морських вод ці показники дещо вищі. При загальній концентрації 11,0 мкг/дм3 на розчинені форми припадає 10, а на завислі – 1,0 мкг/дм3. У формуванні мікроелементного складу морських вод виняткова роль належить річковому стоку. Це чітко виявляється при співставленні вмісту цинку у річковій і морській водах, а також у воді естуаріїв, до яких надходить річковий стік. Так, вміст цинку у воді гирлових ділянок річок становить у середньому 90 мкг/дм3. При переході в естуарії або затоки внаслідок зменшення швидкості течії і різкого прискорення седиментації загальна концентрація цинку у воді знижується до 14,3 мкг/дм3, а у прилеглій акваторії моря вона зменшується ще в 2—3 рази. Це один із суттєвих чинників, який обумовлює значно меншу концентрацію не тільки цинку, а й інших мікроелементів (мідь, марганець) у морських (океанічних) водах у порівнянні з річковими.
У процесах, пов’язаних з кругообігом цинку у водних екосистемах, важлива роль належить гідробіонтам. Їх здатність до акумуляції цього металу давно цікавить вчених з точки зору можливості їх використання як показників (моніторів) забруднення водойм і водотоків. Встановлено, що водяні рослини і безхребетні накопичують у своєму тілі значну кількість мікроелементів в умовах, коли їх вміст у воді має лише слабко виявлену тенденцію до зростання.
Так, наприклад, на р. Усмань (Воронізький біосферний заповідник), при досить незначних (12,3 %) змінах концентрації цинку у воді між найбільш чистою південною і більш забрудненою північною частинами річки, накопичення металу в рослинах виявлялося набагато більшим. Різниця вмісту цинку в сестоні на цих ділянках становила 41,7 %, а у вищих водяних рослин вміст цинку з чистої і забрудненої ділянок відрізнявся на 110 %. У двостулкового молюска кульки рогової (Sphaerіum corneum), відібраних із цих ділянок ріки, різниця вмісту цинку у м’яких тканинах становила 85 %. Ще у більшій мірі виявлялась різниця у накопиченні цього елементу у черевоногих молюсків – звичайного ставковика (Lіmnaea stagnalіs) – 100 % і котушки роговидної (Planorbarius corneus) – 160 %.
Накопичення цинку притаманне не тільки прісноводним, а й морським (океанічним) гідробіонтам. Вміст його в океанічних організмах дещо менший в порівнянні з морськими. Так, середня концентрація цинку в морському фітопланктоні оцінюється в 90–93 мг/кг сухої маси, а в океанічному – 61 мг/кг. Така ж тенденція виявляється і у зоопланктону: в морському вміст цинку становить в середньому 41 мг/кг, а в океанічному – 36 мг/кг сухої маси.
Здатність водяних рослин до накопичення цинку пов’язана з особливостями його біологічної дії. Він впливає на ключові реакції фотосинтезу. Відома його роль у перетворенні сполук, які містять сульфгідрильні групи, в забезпеченні синтезу нуклеїнових кислот і білків. Поряд з іншими елементами цинк приймає участь у регуляції синтезу крохмалю та в інших реакціях, пов’язаних з вуглеводним та фосфорним обміном у рослин. У водяних тварин цинк входить до складу карбоангідрази, яка каталізує реакцію дегідратації вугільної кислоти. Він активує ферментативну активність кишкової інвертази, амілази і пептидази у риб. При збільшенні концентрації цинку у воді до 0,1 мг/дм3 активується синтез РНК і ДНК в печінці, кишечнику і м’язах риб. Більш високі концентрації пригнічують синтез нуклеїнових кислот. Відомий вплив цинку на окиснювано-відновні процеси, на зв’язування кисню тканинами.
Як і інші мікроелементи, цинк у великих концентраціях може ставати токсичним, що виявляється в порушенні передачі нервових імпульсів, гальмуванні рухливості риб та інших функціональних порушеннях соматичних органів. Токсична дія розчиненого у воді цинку залежить як від його концентрації, так і від наявності інших хімічних елементів у воді. Так, в присутності кадмію і міді у воді токсичність цинку для риб зростає, і, навпаки, у воді, насиченій кальцієм і магнієм, для прояву токсичної дії необхідні значно більш високі його концентрації.
На відміну від водяних рослин і безхребетних, у риб висока акумулятивна здатність до накопичення цинку в організмі не виявлена. Відмічається лише різниця у вмісті цинку між окремими органами і тканинами. Найбільше його виявляється, крім кісткової тканини, у лусці (118–10 мг/кг). При цьому характер живлення риб не впливає на тканинний розподіл цинку. Так, у чехоні, яка є планктофагом і в меншій мірі хижаком, його середній вміст у м’язах становить 63 мг/кг сухої маси. У бентофагів плітки і ляща ці показники були відповідно 134 і 73,3 мг/кг; у окуня (мішаний тип живлення) вміст цинку в м’язах 102 мг/кг сухої маси. У типових хижаків – судака (84 мг/кг) і щуки (125 мг/кг сухої маси) рівень цинку у м’язах схожий з такими ж величинами у бентофагів.
Серед залозистих органів риб найбільш високим вмістом цинку виділяється печінка. У печінці осетра його вміст становить 157, білуги – 203 і севрюги – 246 мг/кг сухої маси. Вміст цинку у ляща дещо менший – 139–158 мг/кг сухої маси. Значно більш високий вміст цинку характерний для сазана. У нього в усіх органах і тканинах виявлено в 5–8 разів більше цинку, ніж у інших костистих риб.
На різних стадіях розвитку риб вміст цинку в їх організмі може істотно змінюватися. Наприкінці кожного з періодів розвитку (ембріонального, личинкового, малькового) зростає його вміст як в окремих органах, так і в організмі в цілому. У личинок його більше, ніж в ікрі, що розвивається. Це ще раз підтверджує важливу метаболічну роль цинку в життєдіяльності риб. Відомо, що в личинковий період розвитку у риб різко зростає потреба не тільки у макроелементах, а й в мікроелементах, зокрема в цинку. Він в більшій кількості потрібен для формування кісткового скелету, плавців, луски; як активатор лужної фосфатази, цинк необхідний для синтезу і активації цинкмістких ферментів, що забезпечують процеси тканинного дихання, які у період раннього онтогенезу риб відбуваються досить інтенсивно. Саме це і визначає більш високу акумулюючу здатність організму риб на ранніх стадіях розвитку (личинки, мальки), для яких характерний і більш чітко виявлений вплив характеру живлення на акумуляцію цинку в організмі, ніж у дорослих риб. З віком подовжуються трофічні ланцюги і змінюється сам характер живлення молоді. Наприклад, сазан і лящ поступово переходять до придонного способу життя і починають живитися бентосними організмами, які містять менше цинку та інших мікроелементів (залізо, марганець), ніж планктонні. Все це і визначає вікову динаміку змін вмісту цинку в організмі риб на різних стадіях онтогенезу.
Кобальт
У розчинах для кобальту характерні два стани окиснення, при яких він виступає як двовалентний (Со2+) і тривалентний (Со3+) елемент. Двовалентний… Метаболічна роль кобальту пов’язана з його участю в процесах кровотворення і… В організмі тварин кобальт активує іонізацію і резорбцію заліза, сприяючи тим самим включенню атомів заліза в молекулу…Кадмій, хром, алюміній
Кадмій займає 67-ме місце за поширенням на земній поверхні. Цим пояснюється, що тривалий час на нього мало звертали увагу як на можливий екологічний… У водне середовище він переходить з такими мінеральними сполуками, як CdO,… Середня концентрація кадмію у морській воді становить 0,11 мкг/дм3. В прісних водоймах України його вміст коливається…Глава 13. Кисень гідросфери та його роль у водних екосистемах
Кругообіг кисню в водних екосистемах. Формування кисневого режиму водних екосистем
Розчинність атмосферного кисню у воді залежить від температури, солоності і атмосферного тиску. Обмін з атмосферою має динамічний характер і включає… За рахунок інвазії кисень надходить у водні екосистеми разом з іншими газами… Таблиця 17Роль кисню в розкладі органічних речовин та формуванні якості води
У формуванні якості води найбільшу роль відіграють процеси, пов’язані з розпадом органічних речовин. Як в океанічних (морських), так і в… У континентальних водоймах вміст розчиненої органічної речовини також… У водоймах постійно протікають процеси біохімічного (біологічного) розпаду розчинених у воді органічних речовин, в…Роль кисню у життєдіяльності гідробіонтів
При гліколізі (анаеробний процес) чистий вихід АТФ (аденозинтрифосфорної кислоти) становить 2 молекули на 1 моль глюкози, тоді як повне згорання… На відміну від повітря, у водному середовищі концентрація розчиненого кисню… Пригнічення дихання при зниженні концентрації розчиненого кисню у воді до 6 мг О2/дм3 відзначено у гамарид вже через 9…Особливості використання гідробіонтами кисню з води
У вищих водяних рослин газообмін здійснюється через численні дихальця, які пронизують всю структуру їх тіла. В залежності від умов існування, різні… Для більшості вищих водяних рослин мінімальна концентрація кисню в грунтовій… Дихання у водяних тварин може здійснюватись через поверхню тіла без участі транспортної системи переносу кисню кров’ю,…Глава 14. Діоксид вуглецю в водних екосистемах
Діоксид вуглецю (СО2) входить до складу атмосферного повітря, де він складає 0,03 об'ємних %, або 0,047 вагових %. Основним джерелом зростання концентрації СО2 в атмосфері є гниття рослин, дихання тварин та продукти повного окиснення вуглецю, що надходять у повітря при спалюванні кам'яного вугілля, нафти, газу та інших енергоносіїв (рис. 129).
Рис. 129. Схема кругообігу СО2 у водоймах (за Буланов і Колешко)
Діоксид вуглецю є кінцевим продуктом дихального обміну і одночасно вихідним метаболітом гетеротрофних організмів, який використовується автотрофами в процесі фотосинтезу. На відміну від рослин, у яких метаболічні механізми спрямовані на перенесення і тканинну утилізацію найбільшої кількості СО2 з навколишнього середовища, у тварин, навпаки, сформувались ефективні фізіологічні механізми його видалення з дихаючих тканин та виведення з організму.
Хімічні та біологічні перетворення діоксиду вуглецю у водних екосистемах
Між атмосферою і водним середовищем відбувається постійний обмін діоксидом вуглецю, який пов’язаний з урівноваженням його парціального тиску… Таблиця 18 Відносна об’ємна розчинність повітря та газів у воді (долі одиниць) при парційному тиску 1 атм Газ …Фотосинтез. Фіксація вуглекислоти автотрофними і гетеротрофними організмами
Процес фотосинтезу в гідросфері пов’язаний з діяльністю різних фотосинтезуючих організмів. До них належать зелені і пурпурні бактерії, прохлорофіти,… У водоростей і вищих водяних рослин фотосинтез відбувається з виділенням… Для водоростей, вищих водяних рослин, в яких вода служить донором електронів, підсумкове рівняння фотосинтезу має…Адаптація риб до змін вмісту СО2 у воді
Діоксид вуглецю є важливим елементом у механізмі регуляції дихання у риб, зокрема, при збудженні дихального центру. Наприклад, у пічкурів при… Різні види риб виявляють неоднакову чутливість до впливів вуглекислоти. З… Щоб забезпечити організм необхідною кількістю кисню в умовах гіперкапнії (підвищена напруга вуглекислоти в крові) у…Глава 15. Кругообіг та роль азоту у водних екосистемах
Кругообіг азоту у біосфері, в тому числі і гідросфері, включає чотири основні процеси: азотфіксацію, або біологічне засвоєння молекулярного азоту повітря, амоніфікацію, або розклад (за участю мікроорганізмів) азотмістких органічних сполук (білків, нуклеїнових кислот, сечовини тощо) до утворення вільного аміаку (NH3); нітрифікацію, або окиснення аміаку і утворення нітритів (NO2–), нітратів (NO3–) та азотної кислоти (НNO3). Завершується цикл азоту процесом денітрифікації, що включає мікробіологічне відновлення окиснених сполук азоту (NO2–, NO3–) до газоподібного азоту (N2). На цій стадії частина азоту у вільному стані переходить в атмосферу. Денітрифікація запобігає надмірному накопиченню оксидів азоту, які можуть бути токсичними для гідробіонтів, в донному грунті і воді (рис. 131).
Рис. 131. Кругообіг азоту у водоймах (за Хендерсон-Селлерс, Маркленд, 1990)
Кругообіг азоту в водних екосистемах пов’язаний з утилізацією атмосферного N2 та надходженням з водозбірної площі легкорозчинних у воді мінеральних форм азоту – нітратних (NO3–), нітритних (NO2–) та амонійних (NH4+) іонів. Крім того, у водойми можуть надходити органічні сполуки алохтонного (іззовні) і автохтонного (внутрішньоводоймного) походження, які містять у своєму складі азот. При деструкції органічних речовин відбувається гідроліз білків до більш дрібних молекул, які можуть дифундувати через оболонку клітин, де вони розпадаються з виділенням аміаку.
Більшість організмів гідросфери засвоюють азот тільки у формі амонійних солей, нітратів або деяких низькомолекулярних органічних сполук (наприклад, амінокислот). У зв'язку з цим, фіксацію азоту, тобто перетворення газоподібного азоту у нітрати, які засвоюються водяними організмами, за важливістю можна порівняти з фотосинтезом. Саме ці два процеси визначають існування різних форм життя на Землі.
У метаболічні реакції азот включається у молекулярній або нітратній формі. Як у процесах азотфіксації, так і асиміляції азоту з нітратів, кінцевим продуктом реакції є утворення амінокислот та приєднання їх до різних молекул-акцепторів. На цьому завершується цикл утворення білків та їх похідних.
Азотфіксація у водних екосистемах
Молекулярний азот повітря в водних екосистемах можуть засвоювати лише діазотрофи, тобто мікроорганізми, до яких належать два роди архебактерій, 38… Засвоєння атмосферного N2 мікроорганізмами базується на ферментативних… Основним джерелом азоту, що надходить до живих організмів, є атмосферний азот, біологічно фіксований грунтовими,…Використання азоту в біосинтетичних процесах водоростей
Включення іону амонію в процес біосинтезу органічних сполук відбувається за участю глутамінсинтетазної реакції, внаслідок якої NH4+ взаємодіє з… В умовах, коли у водному середовищі різко знижений вміст азоту і клітини… Характерною особливістю фізіології водоростей є можливість накопичувати асимільований азот у вигляді іонів нітрату,…Алохтонний і автохтонний азот водних екосистем
Що ж стосується гідробіонтів як джерела автохтонного азоту, то після їх відмирання та швидкої мінералізації органічних сполук з їх тіла… Автохтонним, або внутрішньоводоймним, джерелом азоту можуть бути бактерії,… В залежності від типу водних об'єктів рослинна біомаса (фітопланктон, макрофіти) може включати до 90 % загального…Амоніфікація, нітрифікація і денітрифікація та їх роль в кругообігу азота в водних екосистемах
Важливою ланкою процесу амоніфікації є ферментативний гідроліз органічних речовин до більш простих сполук, які можуть засвоюватись гідробіонтами в… За допомогою протеолітичних ферментів мікроорганізми розщеплюють білки до… Утворений внаслідок біохімічних процесів аміак окиснюється під дією нітритних бактерій родів Nitrosomonas,…Глава 16. Фосфор у водних екосистемах
Фосфор – один із найважливіших біогенних елементів, які істотно впливають на життєдіяльність водяних організмів. Фосфор має один стабільний ізотоп і шість радіоактивних, з яких найбільше значення мають 32Р і 33Р. При взаємодії з киснем, галогенами, сіркою, металами фосфор має ступені окиснення +3, +5 та –3 (фосфорний ангідрид Р2О5, фосфороводень РН3).
Основними природними джерелами неорганічного фосфору є апатити та фосфорити. В морських і континентальних водоймах розчинений фосфор знаходиться у складі неорганічних і органічних сполук. Органічний фосфор може бути як у розчиненому, так і в колоїдному стані. Як компонент практично всіх біологічних рідин і тканин він активно поглинається з води водоростями та вищими водяними рослинами. Більша частина фосфатів, які засвоюються рослинами і тваринами, знову повертаються у воду в складі продуктів обміну речовин та при розкладі органічних речовин.
Вміст фосфору в природних водах в значній мірі залежить від його надходження іззовні та використання гідробіонтами. З водного середовища гідробіонти засвоюють фосфор у формі ортофосфату, поліфосфатів, фосфорних ефірів. Низькомолекулярні фосфорорганічні речовини можуть утилізуватися автотрофними організмами тільки після їх гідролізу на поверхні клітини за участю ферментів фосфатаз.
Неорганічний та органічний фосфор водних екосистем
У континентальних водоймах найбільш рухливою і легко засвоюваною гідробіонтами формою неорганічного фосфору є ортофосфат-іон (PO43–). Саме він… Найбільша кількість фосфору знаходиться в гідросфері у вигляді органічних… Між неорганічними і органічними сполуками фосфору постійно здійснюється кругообіг. Загалом фосфор водних екосистем…Вміст фосфору в організмі гідробіонтів і його метаболічна роль
Між гідробіонтами і фосфором водного середовища відбувається постійний обмін. Так, водорості можуть накопичувати у клітинах таку кількість фосфору,… Про метаболічну роль фосфору свідчить той факт, що при низьких його… Вміст фосфору в цитоплазмі в розрахунку на одну клітину зеленої водорості Chlorella становить від 1×10–7 до…– Конец работы –
Используемые теги: Динаміка, водних, мас, Роль, водних, екосистемах0.084
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.158 сек.
Новости и инфо для студентов