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

Природные катастрофы в литосфере
Актуальность проблемы. Актуальность экологического изучения литосферы обусловленная тем, что литосфера есть средой всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов антропогенной деятел ...

Скруббер Дойля
Длительное время локальные загрязнения атмосферы сравнительно быстро разбавлялись массами чистого воздуха. Пыль, дым, газы рассеивались воздушными потоками и выпадали на землю с дождем и сне ...

Стоки ЭЛОУ (II система канализации)
Включает в себя эмульсионные и химические загрязненные сточные воды (загрязненные нефтью и нефтепродуктами, реагентами, солями и другими органическими и неорганическими веществами). Стоки ЭЛОУ ...