Органические вещества и их круговорот в водных экосистемах

Одним из важнейших компонентов водной среды, который определяет его экологическое качество, есть наличие в воде органических загрязнений.

В процессе жизнедеятельности гидробионты выделяют в воду белки, аминокислоты, углеводы, мочевину, фосфаты и т.д.Фактически в водной среде находятся все органические вещества, из которых построено тело растений и животных. Кроме того органические вещества поступают в водные объекты с атмосферными осадками, с поверхностным стоком, который формируется па больших площадях сухих долин, из болот, торфянтков, орошаемых земель, промышленных и коммунальных предприятий. Все эти стоки приносят большое количество разнообразных по своей структуре и химическим составом органических веществ. По происхождению органические вещества разделяются на аллохтонные, которые приходят с площади водосбора, и автохтонные, которые образуются в самой водной экосистеме. Наибольшую массу органического вещества создают фитопланктон и макрофиты в процессе фотосинтеза.

Значительную часть автохтонного органического вещества представляет собой детрит, или мертвое органическое вещество, которое образуется в следствии разложения остатков организмов растительного и животного происхождения и содержит 4-5% бактерий. К растворенному автохтонному органическому веществу принадлежат также продукты жизнедеятельности водных оргаеизмов, в частности, аминокислоты, органические кислоты и т.п.С водозборной площади могут приходить вещества, которые вымываются из лесного перегноя, торфяников, заболоченных мест черноземных почв и т.п. Органические вещества природных вод - это сложные высокомолекулярные соединения типа белков, полисахаридов, аминов, и др., которые находятся в растворенном состоянии. Большинство с них являются субстратом для массового развития бактериального населения водных экосистем.

Гуминовые и фульвокислоты придают воде специфическую окраску. Фульвокислоты являются высокомолекулярными соединениями ароматического ряда, они растворимы в воде и легко вымываются грунтовыми водами. Гуминовые кислоты труднорастворимы в воде, характеризуются более высоким,по сравнению с фульвокислотами,содержанием углерода и азота.Воды с большим содержанием таких кислот имеют бурый или черный цвет.Большое распостранение в природных водах имеют углеродные соединения,которые входят в состав всех живых организмов.В водах морей и океанов основную массу органических веществ составляют растворенные и каллоидные формы,которые могут проникать через фильтры с диаметром пор 0,45-1 мкм.Органические вещества континентальных вод,которые находятся в растворенном состоянии,имеют размер частиц до 0,001 мкм,в каллоидном-0,001-0,1 мкм,а частицы величиной до 150-200 мкм принадлежат зависшим веществам.

Для мирового океана количество всего органического вещества(живых и мертвых составляющих)оценивается в 2-4·1012 т С;75% приходится на легкоусваемые формы и 25%-на труднорастворяемые соединения(в основном водный гумус).В морских экосистемах наибольшое количество органического вещества(30-40%)синтезируется фитопланктоном.Вместе с речным стоком выносится в мировой океан приблизительно 6·108 растворенного органического вещества.Оседая на дно морей и океанов,отмершие организмы и другие органические вещества создают огромные отложения органической массы,которая оценивается в 3·109 т углерода.Самым важным внутриводоемным процессом образования органического вещества,с которым связано и самозагрязнение водоемов,есть фотосинтез фитопланктона,фитобентоса и высшей водной растительности.Считается,что в пределах всего Мирового Океана вклад водорослей в образование органического вещества в 10 раз больше,чем всех остальных групп организмов,не считая бактерий.Последним принадлежит исключительно важная роль не только в разложении,а и в образовании органического вещества.В процессе функционированияводных экосистем значительная часть растворенного и зависшего органического вещества аллохтонного и автохтонного происхождения выносится с стоком воды и разлагается в процессе деструкции(минирализации).Продукция и деструкция органического вещества характеризуют состояние водных экосистем.Уровень и направленность продукционно-деструкционных процессов зависят прежде всего от степени развития фитопланктона и условий его вегетации.В морских и континентальных водоемах образование первичного органического вещества связано с жизнедеятельностью планктонных и донных водорослей,макрофитов и эпифитов,которые формируют автотрофную ступеньку водных экосистем.Синтезированное органическое вещество является основой трофической пирамиды,согласно которой разделяются потоки энергии в водных экосистемах.Именно органическое вещество автотрофных организмов обеспечивает функционирование высших трофических уровней,биотический круговорот веществ и поток энергии в экосистемах.В конечном счете формируется биологическая продуктивность водных экосистем.В зависимости от уровня образования первичной продукции их разделяют на олиготрофные(малопродуктивные),мезотрофные(среднепродуктивные),эвтрофные(высокопродуктивные)и гиперэвтрофные(слишком продуктивные).

Другие статьи по экологии

Термическая утилизация полимерных отходов, содержащих поливинилхлорид
На основе поливинилхлорида (ПВХ) получают более 3000 видов композиционных материалов и изделий, используемых в электротехнической, лёгкой, пищевой, автомобильной промышленности, машинострое ...

Государственные природные заповедники
Все земли, недра, воды, леса в нашей стране законом объявлены общенародной собственностью и находятся под охраной государства. В связи с развитием технического прогресса, усилением воздейс ...

Ослабление условий Хотеллинга в теории невозобновляемых природных ресурсов
Как известно, по запасам основных видов сырья Россия занимает первое или одно из первых мест в мире. Но возможности природной среды не безграничны. Добывая полезные ископаемые сегодня, челов ...