CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ

Chia sẻ: Lê Viết Ngọc | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

238
lượt xem 39
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

I.Giới thiệu khái quát: -Như đã biết, dòng năng lượng đi qua hệ sinh thái chỉ đi theo một chiều, không hoàn nguyên. Ngược lại, vật chất tham gia tạo thành các cơ thể sống luôn vận động, biến đổi trong nhiều các chu trình từ các cơ thể sống của môi trường vật lý không sống và ngược lại. chu trình này được gọi là chu trình sinh địa hoá

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG  BÀI BÁO CÁO HOÁ HỌC MÔI TRƯỜNG TOPIC:BIOCHEMICAL CYCLES (Chu trình sinh địa hoá) GVHD:TS.Tô Thị Hiền Nhóm thực hiện:Nhóm 8 1.Hồ Quốc Việt .........................................0917404 2.Trần Nhựt Thanh.................................... 0917297 3.Phan Thị Trâm Anh..................................0917007 4.Nguyễn Thị Thu Trang............................0917350 5.Lê Hoàng Giang.......................................0917062 6.Nguyễn Đình Phương............................0917254 7.Nguyễn Thị Tuyết Mai...........................0917191 8.Đỗ Thị Lệ Thu........................................0917327 9.Bùi Ngọc Thịnh.......................................0917320 10.Lê Thị Thu Thủy...................................0917329 Topic:BIOCHEMCAL CYCLES (CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ) I.Giới thiệu khái quát: -Như đã biết, dòng năng lượng đi qua hệ sinh thái chỉ đi theo một chiều, không hoàn nguyên. Ngược lại, vật chất tham gia tạo thành các c ơ thể sống luôn v ận đ ộng, bi ến đ ổi trong nhiều các chu trình từ các cơ thể sống của môi trường vật lý không sống và ngược l ại. chu trình này được gọi là chu trình sinh địa hoá
HOÁ HỌC MÔI TRƯỜNG CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ NHÓM 8 Như vậy, chu trình sinh địa hoá là chu trình v ận đ ộng có tính ch ất tu ần hoàn c ủa v ật ch ất trong sinh quyển từ môi trường bên ngoài chuyển vào trong c ơ th ể sinh vật, r ồi t ừ c ơ th ể sinh vật chuyển trở lại môi trường. vật chất đều được bảo toàn. Trong số 109 nguyên tố của bảng tuần hoàn mendeleep, người ta đã phát hi ện thấy h ơn 70 nguyên tố hoá học có trong thực vật. tuy nhiên, bằng những ph ương pháp th ực nghi ệm cho thấy, có khoảng 20 nguyên tố được xếp vào loại rất cần và 12 nguyên tố c ần thi ết nh ưng có điều kiện cho cơ thể sống. một số nguyên tố tồn tại ở một dạng lớn trong môi trường và cơ thể sinh vật cũng đòi hỏi một lượng lớn được gọi là các nguyên t ố đa l ượng (C,H,O,N,P,K…) ở lượng vừa phải gọi là trung lượng (Ca,Mg,S,…) ở lượng nhỏ đến rất nh ỏ gọi là vi l ượng (Cu,Zn,Mn,Co,Mo,…) có thể phân biệt 2 chu trình sinh địa hoá: Chu trình biến nhanh: chu trình của các nguyên tố như cacbon, nitơ… có giai đo ạn ở dạng khí chiếm ưu thê trong chu trình; khí quyển là nơi tồn trữ chính của nguyên tố, từ cơ thể sinh vật chúng trở lại môi trường tương đối nhanh Chu trình diễn biến qua lắng đọng: chu trình của những chất có lắng đọng lại ở m ột khâu nào đó trong quá trình vận chuyển. chúng lắng đ ọng trong các h ệ sinh thái khác nhau trong sinh quyển. chúng chỉ có thể vận chuyển lại dưới tác động cya3 nh ững hiện tượng xảy ra trong tự nhiên (như xói mòn) hoặc dưới tác động của con người. dưới đây là một ví dụ về chu trình sinh địa hoá *) Chu trình sinh địa hóa của các yếu tố hóa học trong tự nhiên: - Khái niệm: Trong tự nhiên tất cả các yếu tố hóa h ọc đ ều chuyển đ ộng trong vòng tròn t ừ môi trường bên ngoài vào cơ thê sinh vật, từ SV ra môi trường bên ngoài và t ạo nên các vòng tuần hoàn của các nguyên tố hóa học, người ta gọi đó là chu trình sinh đ ịa hóa c ủa các nguyên tố hóa học Đất là kho dự trữ vật chất để thực hiện chu trình này Trong những nguyên t ố đã bi ết, m ột s ố có vai trò rất quan trọng như O, H, N,C, P, S... tham gia c ấu t ạo nên các h ợp ch ất c ủa s ự s ống như protein, lipit, gluxit, các enzym, hoocmon.... Phụ thuộc vào nguồn dự trữ, trong thiên nhiên có 2 dạng chu trình cơ bản: Chu trình các ch ất khí và chu trình các chất lắng đọng. Dạng chu trình thứ 1, nguồn dự tr ữ t ồn tại trong khí quyển và trong nước, còn dạng chu trình 2, nguồn dự trữ nằm trong võ Trái Đ ất ho ặc trong các trầm tích đáy. Chu trình các chất khí được đặc trưng bởi nguồn dự trữ lớn trong khí quyển (cacbon diôxit, oxy, nitơ, ôxit lưu huỳnh, hơi nước...) dễ dàng bổ sung cho phần trao đ ổi v ới các qu ần xã; phần vật chất bị thất thoát khỏi chu trình do lắng đọng ho ặc tạm th ời tách kh ỏi chu trình ít hơn nên phần quay trở lại chu trình để tái sử dụng nhiều hơn so với các chu trình lắng đọng. Các chất lắng đọng có nguồn dự trữ từ trong vỏ Trái Đất, còn phần l ưu đ ộng c ủa chúng tham gia vào chu trình được tách ra từ nguồn dự trữ thông qua quá trình phong hoá v ật chất ho ặc do hoạt động của nền công nghiệp. Đó là chu trình các chất nh ư phôtpho, l ưu huỳnh, silic, s ắt, mangan... Trong khi vận động và trao đổi, vật chất th ường b ị th ất thoát kh ỏi chu trình nhi ều hơn so với chu trình các chất khí, chủ yếu do lắng đọng xuống vùng biển sâu. Trong một chu trình chia vật chất thành 2 phần: phần trao đổi đóng vai trò quan trọng nhất đối với sự sống, tham gia trực tiếp vào quá trình trao đổi vật chất. Phần gi ự tr ữ chi ếm l ượng l ớn thủy quyển, thổ nhưỡng quyển, thạch quyển và khí quyển; nó không tham gia tr ực ti ếp vào quá trình trao đổi vật chất, nó được coi là kho dự trữ vật chất giúp chu trình đ ược ti ến hành. Tuy nhiên trong thực tế, việc phân chia chỉ mang tính t ương đ ối vì ngoài t ự nhiên luôn có s ự chuyển hóa giữa 2 phần trong những điều kiện nhất định.
 Tóm lại, quá trình trao đổi cật chất trong HST t ự nhiên: TV thu CO2 t ừ khí quy ển, nước và các chất khoáng từ đất. Sauk hi TV và ĐV chết đi thì các xác h ữu c ơ đ ược VSV phân giải, CO2 sẽ được trả lại cho khí quyển, n ước và chất khoáng tr ả l ại cho đất và vòng quay vật chất được khép kín. Tuy nhiên quá trình trao đ ổi v ật ch ất như trên có nhiều nét khác nhau giữa các vùng sinh thái.  VD: 1) : Động thực vật khi chết đi (chủ yếu là thực vât) trong điều kiện yếm khí, độ ẩm môi trường đất cao (hoặc ngập nước)...có thể không bị phân gi ải hoàn toàn thành CO2 và H2O, mà trở thành hữu cơ bán phân giải dạng mùn thô hoặc than bùn tạo nên đầm lầy than bùn. Than đá được hình thành do quá trình vùi l ấp c ủa th ảm th ực v ật rừng, do vậy mà chu trình C bị ngưng lại một thời gian, cho đ ến khi nào than đá, than bùn này bị đốt cháy hoàn toàn (do nhiều tác nhân khác nhau) C mới trở lại chu trình.  2) Xương, răng động vật chìm xuống đáy sâu đại dương cũng mang đi m ột l ượng ph ốt pho đáng kể. Song sự tạo thành guano (chất thải c ủa chim bi ển) hàng nghìn năm d ọc b ờ tây c ủa Nam Mỹ (Chi lê, Peru) lại là mỏ phân photphat cực lớn. Trên đảo Hoàng Sa, Tr ường Sa, phân chim trộn với đá vôi san hô trong điều ki ện "dầm" m ưa nhiệt đ ới cũng đã hình thành m ỏ phân lânquan trọng như thế. Chúng ta sống tại đáy của một biển không khí gọi là bầu khí quyển .b ầu khí quyển bao quanh những phần rắn và lỏng của trái đất-đất và nước –nhưng thực sự chỉ là một phần thôi Nhưng bầu khí quyển không luôn luôn ở đó .cách dây khoảng 4t ỉ năm Trái Đất ch ưa phát triển.Lớp vỏ khí quyển mà tất cả sự sống phụ thuộc vào như ngày nay.không có bầu trời xanh biểu thị cho ngày và những vì sao biểu th ị cho đêm,do đó có r ất ít không khí để có thể bắt được và tỏa sáng của chúng.Khi trái đất xoay, m ặt bên khu ất v ới mặt trời bị đóng bang trong khi mặt kia laih bị nung nóng lên ,do ở đó có ít không khí để giữ lại nhiệt hay phản nhiệt. Khi trái đất đứng lại khối lượng của nó tạo ra đủ trọng lượng lực đ ể gi ữ các lo ại khí từ không gian-nhưng chỉ những loại khí khá nặng như methane,ammoniac,h ơi n ước và những loại khí hiếm như neon,argon và krypton.các nhà khoa h ọc tin r ằng đó là nh ững nguyên tố trong khí bầu khí quyển đầu tiên của hành tinh . Khi trát đất nguyên sơ ổn định lại ở thể rắn,những ngọn núi lửa lớn hình thành trên bề mặt của nó .những ngọn núi này phun ra lượng l ớn carbon monoxide và carbon dioxide.lượng khí này dần dần kết hợp laị với nhau thành bầu khí quyển đầu tiên. Bầu khí quyển đầu tiên của trái đất quá mỏng và yếu đến nổi không th ể làm ch ệch hướng của các thiên thạch đang lao xuống.Mỗi ngày có hàng ngàn thiên th ạch va vào bề mặt.Khi va chạm các thiên thạch bốc hơi làm tăng nhi ều h ơn l ượng h ơi n ước ,amoniac và những loại khí khác vào bầu không khí xung quanh. Vào thời điểm nào đó qua một tỉ năm sau,sự sống xuất hiện trên trái đ ất.Nh ững sinh vật đầu tiên này sinh sống trên”quá nhiều” hơi nước,carbon dioxide và amoniac.T ại thời điểm nào đó sự sống phát triển khả năng quang hợp:đó là nó có thể khai thác nguồn năng lượng của mặt trời để làm chậm đi một phản ứng mà trong đó carbon dioxide và nước được sử dụng để tạo ra các phân tử hữu cơ và oxy. Qua hàng trăm triệu năm lượng oxy do các sinh vật quang hợp tạo ra tích t ụ l ại trong bầu khí quyển .Sự phát triển này qua mấy trăm triệu năm có kh ả năng nâng m ức oxy lên đến mức oxy như ngày nay.gần như liên tục lượng carbon dioxide trong không khí tụt xuống phần lớn được thực vật giữ lại . II.Bầu khí quyển thời kỳ sơ khai:
HOÁ HỌC MÔI TRƯỜNG CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ NHÓM 8 Chúng ta sống tại đáy của một biển không khí gọi là bầu khí quyển .bầu khí quyển bao quanh những phần rắn và lỏng của trái đất-đất và nước –nhưng thực sự chỉ là một phần thôi Nhưng bầu khí quyển không luôn luôn ở đó .cách dây khoảng 4tỉ năm Trái Đất chưa phát triển.Lớp vỏ khí quyển mà tất cả sự sống phụ thuộc vào như ngày nay.không có bầu trời xanh biểu thị cho ngày và những vì sao biểu thị cho đêm,do đó có rất ít không khí để có thể bắt được và tỏa sáng của chúng.Khi trái đất xoay, mặt bên khuất với mặt trời bị đóng bang trong khi mặt kia laih bị nung nóng lên ,do ở đó có ít không khí để giữ lại nhiệt hay phản nhiệt. Khi trái đất đứng lại khối lượng của nó tạo ra đủ trọng lượng lực để giữ các loại khí từ không gian-nhưng chỉ những loại khí khá nặng như methane,ammoniac,hơi nước và những loại khí hiếm như neon,argon và krypton.các nhà khoa học tin rằng đó là những nguyên tố trong khí bầu khí quyển đầu tiên của hành tinh . Khi trát đất nguyên sơ ổn định lại ở thể rắn,những ngọn núi lửa lớn hình thành trên bề mặt của nó .những ngọn núi này phun ra lượng lớn carbon monoxide và carbon dioxide.lượng khí này dần dần kết hợp laị với nhau thành bầu khí quyển đầu tiên. Bầu khí quyển đầu tiên của trái đất quá mỏng và yếu đến nổi không thể làm chệch hướng của các thiên thạch đang lao xuống.Mỗi ngày có hàng ngàn thiên thạch va vào bề mặt.Khi va chạm các thiên thạch bốc hơi làm tăng nhiều hơn lượng hơi nước ,amoniac và những loại khí khác vào bầu không khí xung quanh. Vào thời điểm nào đó qua một tỉ năm sau,sự sống xuất hiện trên trái đất.Những sinh vật đầu tiên này sinh sống trên”quá nhiều” hơi nước,carbon dioxide và amoniac.Tại thời điểm nào đó sự sống phát triển khả năng quang hợp:đó là nó có thể khai thác nguồn năng lượng của mặt trời để làm chậm đi một phản ứng mà trong đó carbon dioxide và nước được sử dụng để tạo ra các phân tử hữu cơ và oxy. Qua hàng trăm triệu năm lượng oxy do các sinh vật quang hợp tạo ra tích tụ lại trong bầu khí quyển .Sự phát triển này qua mấy trăm triệu năm có khả năng nâng mức oxy lên đến mức oxy như ngày nay.gần như liên tục lượng carbon dioxide trong không khí tụt xuống phần lớn được thực vật giữ lại . III.Các chu trình chính diễn ra trong khí quyển: III.1.Chu trình Cacbon 1.Khái niệm  Cacbon là nguyên tố cần thiết cho mọi sinh vật sống.Cacbon phân bố nhiều nhất ở địa quyển (chiếm 72.109 ),thủy quyển (chiếm 38.106 ), khí quyển (chiếm 0,7.106 ), sinh quyển (3.106).  Cacbon tạo ra 18% vật chất sống nhưng chúng có ít hơn trong môi trường vô sinh.Nguồn chính cacbon cung cấp cho sinh vật ở dạng CO2 thu được từ không khí hay hoà tan trong nước. 2.Khái quát tình hình hiện nay  Nồng độ CO2 khí quyển tăng từ 280 ppmv ở giai đoạn tiền công nghiệp đến 365 ppmv hiện nay.Số liệu được ghi nhận từ năm 1958 tại đài quan sát Mauna Loa ở Hawaii đã chứng minh sự tăng liên tục của CO2,sự tăng này dao động theo mùa ( cao nhất vào mùa đông, thấp nhất vào mùa hè ở mỗi năm).
Hình 1 : nồng độ của CO2 khí quyển qua các năm  Hiện nay tỉ lệ gia tăng của CO2 khí quyển toàn cầu là 1.8 ppmv /năm.Sự gia tăng này chủ yếu là do quá trình đốt cháy nguyên liệu hóa thạch tạo ra CO2 thải vào khí quyền.Căn cứ vào lượng nhiên liệu đốt cháy, ta xác định được lượng CO2 phát thải tương ứng vào khí quyển.Ngoài ra,nguồn quan trọng khác là sự phá rừng ở vùng nhiệt đới.  Biến thiên của khối lượng CO2 theo thời gian được thể hiện qua công thức: 3.Các quá trình hóa học của Cacbonat trong đại dương  CO2 hòa tan trong đại dương hình thành thành CO2.H2O,một acid yếu mà phân ly ra HCO3- và CO3- theo phương trình: H2O KH=[CO2.H2O]/PCO2=3.10-2M CO2(g) CO2.H2O CO2.H2O  HCO3- + H+ K1=[H+].[HCO3-]/[CO2.H2O]=9.10-7M HCO3- CO3- + H+ K2=[CO3-].[H+]/[HCO3-]=7.10-10M Với KH là hằng số cân bằng  Độ PH trung bình của đại dương là 8.2, độ kiềm của đại dương được đặc trưng bởi quá trình bào mòn của những lớp đá cơ bản (Al2O3, SiO2, CaCO3) tại bề mặt của lục địa, theo dòng chảy của các con sông ra biển phân ly ra ion.Khi pK1
HOÁ HỌC MÔI TRƯỜNG CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ NHÓM 8 Hình 2: số mol của HCO3- trong biển theo pH Với :F là phần trăm CO2 trong khí quyển. Voc =1,4.1018 (m3 )là tổng thể tích của đại dương Na =1,8.1020 (mol )là tổng số mol của không khí  Thế vào công thức ta tính ra được F=0,03.Ở trạng thái cân bằng, gần như tất cả các CO2 được hòa tan trong đại dương,chỉ có 3% là trong khí quyển.Giá trị của F rất nhảy cảm với độ pH, khi nồng độ kiềm ở đại dương giảm dần thì khí CO2 sẻ phân vùng di chuyển ra bầu khí quyển.
Hình 3 : sự phụ thuộc của F vào pH ở trạng thái cân bằng trong hệ thống khí quyển-đại dương. 4.khả năng hấp thụ CO2 của đại dương  Trong quá trình axit hóa củađại dương thu được từ thêm CO2,thì lượng CO2 không được hấp thụ toàn bộ mà một phần phản hồi lại khí quyển làm tăng lượng CO2 trong khí quyển. Gọi f là phần trăm CO2 vẫn còn thêm vào khí quyển. Với β=1.4 ta tính được f = 0,28. ở trạng thái cân bằng, vẫn còn 28% lượng CO2 trong khí quyển, phần còn lại mới được đại dương hấp thụ. 5.chu trình hoạt động của Cacbon  Thực vật hấp thụ CO2 trong quá trình quang hợp và chuyển hoá thành những chất hữu cơ (đường, lipit, protein...) trong sinh vật sản xuất (thực vật), cu ối cùng xác bả thực vât, sản phẩm bài tiết của sinh vật tiêu thụ và xác của chúng được sinh vật phân huỷ (nấm, vi khuẩn) qua quá trình phân huỷ và khoáng hoá, tạo thành các dạng C bán phân giải, các hợp chất trung gian và C trong chất hữu c ơ không đ ạm và cu ối cùng thành CO2 (và H2O), CO2 lại đi vào khí quyển rồi lại được thực vật sử dụng. Qua đây, chúng ta nhận thấy rằng ở trong môi trường, C là chất vô c ơ nhưng khi được quần xã sinh vật sử dụng thì đã được biến đổi thành C h ữu c ơ. Trong quá trình v ận đ ộng, cacbon ở nhóm sinh vật sản xuất, các chất hữu cơ tổng h ợp đ ược, ch ỉ m ột ph ần đ ược sử dụng làm thức ăn cho sinh vật tiêu thụ còn phần lớn tích tụ ở dạng sinh khối thực vật (như rừng, thảm mục rừng...).
HOÁ HỌC MÔI TRƯỜNG CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ NHÓM 8 Hình 4: chu trình Cacbon  Trong quá trình hoạt động sống, các thành phần của quần xã sinh vật sẽ trã lại cacbon dưới dạng CO2 cho khí quyển thông qua quá trình hô hấp, sự cháy rừng và thảm mục rừng cũng trả lại cacbon cho khí quyển.  Ở môi trường nước, C ở dạng hoà tan như cacbonat (CO32-) và bicacbonat (HCO3-) là nguồn dinh dưỡng C cho các sinh vật thuỷ sinh. C ở môi trường nước sẽ chu chuyển qua chuổi thức ăn trong thuỷ vực, bắt đầu từ thực vật thuỷ sinh đến động vật thuỷ sinh cở nhỏ (giáp xác) rồi đến động vật thuỷ sinh cở lớn (cá, tôm, cua...). Nhờ hoạt động nghề cá, 1 lượng lớn C sẽ được trã lại cho khí quyễn, bên cạnh đó trong chuỗi thức ăn tự nhiên, các loài chim (ăn cá, tôm...) cũng phần nào đóng góp vào việc giải phóng C vào khí quyển. Trong chu trình C ở môi trường nước, C bị lắng đọng do xác động vật thuỷ sinh có Ca chết tạo nên CaCO3 (đá vôi) làm chu trình bị gián đoạn. Các trầm tích này khi được con người khai thác thì C trở về chu trình. III.2.Chu trình nước: Nước luôn luôn di chuyển. Mưa rơi xuống nơi bạn sống có thể có được trong nước biển chỉ vài ngày trước. Và các nước bạn nhìn thấy trong một con sông hay suối có thể đã bị tuyết trên đỉnh núi cao. Nước có thể được trong khí quyển, trên đất liền, trong đại dương, và thậm chí dưới lòng đất. Nó được tái chế hơn và hơn thông qua các chu kỳ nước. Trong chu kỳ, nước thay đổi trạng thái giữa các chất lỏng, rắn (nước đá), và khí (hơi nước). Hầu hết hơi nước được vào bầu khí quyển của một quá trình gọi là sự bay hơi . quá trình này sẽ biến các nước đó là ở trên cùng của đại dương , sông, hồ thành hơi nước trong không khí bằng cách sử dụng năng lượng từ Mặt Trời.Hơi nước cũng có thể hình thành từ tuyết và băng qua quá trình thăng hoa và có thể bốc hơi từ các nhà máy của một quá trình được gọi là thoát hơi .
Các hơi nước tăng lên trong bầu không khí và làm mát, tạo thành các giọt nước nhỏ xíu của một quá trình được gọi làngưng tụ . Những giọt nước tạo thànhnhững đám mây . Nếu những giọt nước nhỏ kết hợp với nhau chúng phát triển lớn hơn và cuối cùng trở nên quá nặng để ở lại trong không khí. Sau đó, họ rơi xuống đất như mưa , tuyết , và các loạikết tủa . Các chu kỳ nước , còn được gọi là vòng tuần hoàn nước hoặc H2O chu kỳ , mô tả sự chuyển động liên tục của các nước trên, trên và dưới bề mặt của Trái đất . Nước có thể thay đổi trạng thái giữa các chất lỏng , hơi , và nước đá tại các địa điểm khác nhau trong chu trình nước. Mặc dù sự cân bằng của nước trên trái đất vẫn còn tương đối ổn định qua thời gian, các phân tử nước, cá nhân có thể đến và đi, vào và ra khỏi bầu khí quyển . Các nước di chuyển từ một hồ chứa khác, chẳng hạn như từ sông ra biển, hoặc từ các đại dương đến bầu khí quyển, do các quá trình vật lý của sự bay hơi, ngưng tụ hơi nước, lượng mưa, thấm, dòng chảy, và dòng chảy ngầm. Làm như thế, nước đi qua các giai đoạn khác nhau: lỏng, rắn, khí. Các vòng tuần hoàn nước cũng liên quan đến việc trao đổi năng lượng nhiệt, dẫn đến thay đổi nhiệt độ. Ví dụ, trong quá trình bốc hơi, nước chiếm năng lượng từ môi trường xung quanh và làm mát môi trường. Ngược lại, trong quá trình ngưng tụ, nước giải phóng năng lượng đến môi trường xung quanh của nó, sự nóng lên môi trường.
HOÁ HỌC MÔI TRƯỜNG CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ NHÓM 8 Các số liệu chu kỳ nước đáng kể trong việc duy trì cuộc sống và hệ sinh thái trên trái đất. Ngay cả khi nước trong hồ chứa từng đóng một vai trò quan trọng, chu kỳ nước mang thêm ý nghĩa đối với sự hiện diện của nước trên hành tinh của chúng ta. Bằng cách chuyển nước từ một hồ chứa khác, chu kỳ nước thanh lọc nước, bổ sung dưỡng chất trong đất có nước ngọt, và vận chuyển khoáng sản đến các bộ phận khác nhau của thế giới. Nó cũng liên quan đến việc định hình lại các tính năng địa chất của Trái Đất, thông qua quá trình như xói mòn và bồi lắng. Ngoài ra, là chu kỳ nước liên quan đến việc trao đổi nhiệt, mà nó tác động ảnh hưởng đến khí hậu là tốt. Mặt trời, mà ổ chu kỳ nước, đun nóng nước trong các đại dương và biển. Nước bốc hơi như hơi nước vào trong không khí . Băng và tuyết có thể thăng hoa trực tiếp vào hơi nước. sự bốc thoát hơinước là transpired từ thực vật và bốc hơi từ đất. dòng không khí tăng lên lấy hơi vào khí quyển nơi nhiệt độ mát gây ra nó để ngưng tụ thành mây. Dòng không khí di chuyển hơi nước trên khắp thế giới, đám mây va chạm hạt, phát triển, và rơi khỏi bầu trời như mưa . Một số lượng mưa rơi xuống như tuyết hoặc mưa đá, và có thể tích lũy như là băng và sông băng, trong đó có thể lưu trữ nước đóng băng hàng nghìn năm. Snowpacks có thể tan băng và tan chảy, nước chảy tan chảy các giao đất như tuyết tan . Hầu hết các nước rơi trở lại vào các đại dương hoặc trên đất như mưa, nơi nước chảy trên mặt đất như dòng chảy mặt . Một phần của dòng chảy vào trong các thung lũng sông cảnh quan, bằng cách di chuyển dòng chảy nước đối với các đại dương. Dòng chảy và nước ngầm được lưu trữ như nước ngọt trong các hồ. Không phải tất cả các dòng chảy đổ vào sông, nhiều của nó giáng một đòn vào mặt đất như thấm . Một số nước xâm nhập sâu vào đất và bổ sung dưỡng chất tầng chứa nước , trong đó lưu trữ nước ngọt trong thời gian dài của thời gian. Một số xâm nhập vẫn gần với bề mặt đất và có thể thấm trở lại vào nước mặt các cơ quan (và các đại dương) là xả nước ngầm. Một số nước ngầm tìm thấy khe hở ở bề mặt đất và đi ra như suối nước ngọt. Theo thời gian, trở về nước để các đại dương, nơi mà chu kỳ nước của chúng tôi bắt đầu. Chu trình nước Nước trên trái đất luôn luôn thay đổi. thay đổi lặp đi lặp lại của nó làm cho một chu kỳ. Khi nước đi qua chu kỳ của nó, nó có thể là một chất rắn (nước đá), một chất lỏng (nước), hoặc khí (hơi nước). Ice có thể thay đổi để trở thành nước hoặc hơi nước. Nước có thể thay đổi để trở thành nước đá hoặc hơi nước. Hơi nước có thể thay đổi để trở thành nước đá hoặc nước. III.3.Chu trình Oxy: Ôxy là nguyên tố phổ biến của vỏ trái đất( 47%), hàm lượng trong khí quyển tương đối lớn(21%). Ôxy tham gia các phản ứng hình thành và phát triển tế bào động thực vật cùng các phản ứng với H2O,CO2, đặc biệt là phản ứng hiếu khí. 1.Nguồn Ôxy trong môi trường Trữ lượng oxy
Nguồn Trữ lượng O2, Mt Vỏ trái đất 15 1,7.10 Thủy quyển 1,2.1012 Khí quyển 1,2.109 Sinh quyển 14,1.106 Sinh vật sống trong đất 1,38.106 Sinh vật sống ở đại dương 0,03.106 Sinh vật chết trong đất 2,14.106 Sinh vật chết ở đại dương 10,56.106 Trong quá trình khử tổng hợp quang học 1mol CO2 ->1mol O2, tổng lượng chất lắng đọng sinh học trên TD là 8.109Mt C tương ứng 21.109 Mt oxy. Oxy bị tiêu thụ để oxy hóa các thành phần vỏ TĐ. 2.Vòng tuần hoàn của oxy Chu trình oxy Quang hợp Hô hấp Làm thế nào để những thay đổi này xảy ra? Thêm hoặc trừ đi nhiệt làm cho chu trình làm việc. Nếu nhiệt được thêm vào nước đá, nó tan chảy. Nếu
HOÁ HỌC MÔI TRƯỜNG CHU TRÌNH SINH ĐỊA HOÁ NHÓM 8 nhiệt được cho vào nước, nó bốc hơi. Bốc hơi nước biến thành một loại khí lỏng được gọi là hơi nước. Nếu nhiệt được lấy đi từ hơi nước, nó ngưng tụ. Sự ngưng tụ hơi nước biến thành chất lỏng. Nếu nhiệt được lấy đi từ nước lỏng, nó đóng băng trở thành nước đá. Chu trình nước được gọi là vòng tuần hoàn nước. Trong vòng tuần hoàn nước, nước từ đại dương, hồ, đầm lầy, sông, nhà máy, và thậm chí cả bạn, có thể biến thành hơi nước. Hơi nước ngưng tụ thành các giọt nhỏ hàng triệu đám mây hình thức đó. Mây mất nước của họ như là mưa hay tuyết, được gọi là mưa. Lượng mưa hoặc là hấp thu vào mặt đất hoặc chạy ra vào sông. Nước đã được hấp thu vào mặt đất được đưa lên bởi các nhà máy. Cây bị mất nước từ bề mặt của họ như là hơi trở lại bầu khí quyển. Nước chảy vào con sông chảy vào các ao, hồ, hoặc các đại dương, nơi nó bốc hơi trở lại bầu khí quyển. III.4.Chu trình Phốt pho: Như một thành phần cấu trúc của axit nucleic, lipitphotpho và nhiều hợp chất có liên quan với phốt pho, phốt pho là một trong những chất dinh dưỡng quan trọng bậc nhất trong hệ thống sinh học. Tỷ lệ phốt pho so với các chất khác trong cơ thể thường lớn hơn tỷ lệ như thế bên ngoài mà cơ thể có thể kiếm được và ở nguồn của chúng. Do vậy, photpho trở thành yếu tố sinh thái vừa mang tính giới hạn, vừa mang tính điều chỉnh - Photpho là thành phần quan trọng của chất nguyên sinh . Hàm lượng photpho trong cơ thể thường lớn hơn so với môi trường .Trong tự nhiên photpho chứa nhiều trong các loại đá, đặc biệt là apatit. Qua quá trình phong hóa đá và khoáng hóa các hợp chất hữu cơ, phopho được giải phóng ra và tạo thành các muối của axit photphoric được các rễ cây hấp thụ. Một số lớn photpho đi theo chu trình nước vào đại dương và làm giàu cho nước mặn, làm thức ăn cho sinh vật phù du và phân tán vào các chuỗi thức ăn. Cùng với các xác chết photpho chìm lắng xuống đáy biển. Một lượng nhỏ photpho được chim, nghề đánh cá đem trả lại cho đất, nhưng rất nhỏ so với lượng đã mất. Xương, răng động vật chìm xuống sâu đại dương cũng mang đi một lượng photpho đáng kể 1)Chu trình P trong MTST đất: Khi động vật ăn thực vật, P lại biến thành chất liệu của xương . Khi chết đi động vật, thực vật, con người biến P trong cơ thể thành P của môi trường sinh thái đất Một phần P đi vào chu trình nước vào đại dương. Ở đây chúng làm thức ăn cho phù du. Cá tôm ăn phù du thì P lại trả lại chu trình. Sau đó người ăn cá tôm thì P lại đi vào cơ thể người và cuối cùng người chết đi thì P sẽ trả lại cho MTST đất Một phần nhỏ khác P trầm tích nằm lại dưới đáy biển. Một phần nhỏ nhờ thực vật rừng tiêu thụ rồi trả lại cho đất Người ta tính rằng hằng năm P trả lại cho chu trình đại sinh thái là 60.000 tấn. Trong lúc đó đầu vào của chu trình là 2 triệu tấn( bón phân). Do đó lượng hao hụt của chu trình là khá lớn. Vì vậy chu trình P là chu trình không hoàn chỉnh . 2)Chu trình P trong nước: Ở trong nước, chu trình phospho sinh học cũng diễn ra tương tự như ở trên cạn, nhưng do quá trình suy giảm ánh sáng và phân tầng nước mà quá trình sinh học hấp thụ dinh dưỡng và tái tạo dinh dưỡng diễn ra khác nhau theo độ sâu Nguyên nhân làm cho chu trình P là chu trình không hoàn chỉnh là do: -Xác bả và chất thải của sinh vật có thể bị rửa trôi theo chiều sâu xuống nước ngầm hoặc trôi trên mặt sông biển
-Người dân sử dụng cả phần cây xanh thân lá, rễ cả hoa và không trả lại cho đất một phần nào cả. Song sự tạo thành guano (chất thải của chim biển) hàng nghìn năm dọc bờ tây của Nam Mỹ (Chi lê, Peru) lại là mỏ phân photphat cực lớn. Trên đảo Hoàng Sa, Trường Sa, phân chim trộn với đá vôi san hô trong điều kiện “dầm” mưa nhiệt đới cũng đã hình thành mỏ phân lân quan trọng như thế. IV.Tác động: