Лекция 14
Химия биогенных элементов
План
14.1 Основы биогеохимии 14.2 Химия s-Элементов 14.3 Химия d-Элементов 14.4 Химия p-Элементов
14.1 Биогеохимия – это наука, изучающая распределение хими-ческих элементов и их миграцию в биосфере.
Одним из основных вопросы биогеохи-мии является вопрос о взаимосвязи живо-го и неживого ве-щества.
Становление биогеохи-мии как науки про-изошло в 30-е годы 20 века. Ее основополож-ником является акаде-мик В.И. Вернадский.
Академик Вернадский– основоположник современ-ных наук о Земле - геохимии, биогеохимии, радиогеологии и др. Он создал учение о биосфере и ее эволюции в ноосферу, в которой человеческий разум становятся мощной силой, сравнимой по своему воздействию на природу с геологическими процессами.
В.И. ВЕРНАДСКИЙ (1863-1945)
Биосфера – это единст-венная область Земли, занятая жизнью. Она включает в себя лито-сферу, гидросферу и атмосферу, состоящую из тропосферы и стратосфе-ры.
Анализируя содержание элемен-тов в земной коре и в живых организмах, Вернадский пришел к выводу, что качественный состав этих объектов близок. Он предполагал, что в живом организме когда-нибудь будут найдены все элементы периоди-ческой системы, обнаруженные в неживой природе.
Земную кору составляет сравнительно небольшое число элементов: О, Si, Al, Fе, Са, Na, К, Mg составляют 98 % ее массы.
В живом организме преобладают 6 элемен-тов: С, H, О, N, P, S - на которые при-ходится 97,4 % массы организма.
Все живые вещества в биосфере образуют биомассу, причем человечество сос-тавляет лишь небольшую часть ее. В разных геосферах хи-мические элементы распреде-лены неравномерно.
Массовая доля некоторых элементов в геосферах Земли
Из основных эле-ментов биомассы только кислород и кальций широко представлены в зем-ной коре.
Такие элементы как кремний, алюминий и железо, находящиеся в земной коре в наибольших количествах, в биомассе представлены в невы-соких концентрациях.
Простой взаимосвязи между содержанием элементов в живой и неживой природе не существует.
Согласно теории А.П. Ви-ноградова, живые организмы легко накапливают те химические элементы, которые образуют газы и пары атмосферы или водораст-воримые соединения с главными ионами гидросферы: H+, OH‾, HCO3‾, CO32‾, I‾, SO42‾, PO43‾.
Например: С – макро-элемент, т.к. образуемые им оксиды СО и СО2 – газы; Si – микроэлемент, т.к. SiO2 – нерастворимое в воде твердое вещество.
Можно отметить, что в земной коре преобладают метал-лы, тогда как в живых организмах - неметаллы.
Сравнение химического состава живой и неживой природы можно закончить словами философа Дж. Бернала: " Атомы S, Р и Fe, которые претерпевают большие изменения в неорганическом мире, имеют гла-венствующее значение в биохимии; атомы Si, A1, Na, составляющие большую часть земной коры, играют второстепенную роль в живых организмах".
БИОГЕННЫМИ называются химические элементы в той или иной форме входящие в состав биомассы и выполня-ющие в ней определен-ные жизненные функции.
Интересен тот факт, что в подгруппах химических элементов сверху вниз происходит увеличение их токсичности и, как следствие, уменьшение содержания в биомассе.
На степень токсичности химического элемента влияет степень его окисления в соединении. Чем выше степень окисления элемента, тем выше его токсичность.
Так, ионы хрома Сr3+ являются малотоксич-ными, а анионы СrO42- и Cr2O72-, содержащие Cr6+, характеризуются высокой токсичностью.
А.П. Виноградов сформулировал понятие БИОГЕОХИМИЧЕСКОЙ ПРОВИНЦИИ
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
