مشكلة الهدر أمر مخيف للناس في مختلف أنحاء العالم. ليس من غير المألوف أن تبتلع البلدان الفقيرة الحبة المرّة لتصبح وجهة لتصدير النفايات من الدول الصناعية. ليس فقط النفايات البلاستيكية التي يصعب تحللها بشكل طبيعي ، فإن النفايات الكيميائية والسامة تطارد أيضًا العديد من البلدان.
ومع ذلك ، هناك أيضًا العديد من البلدان في العالم القادرة على إعادة تدوير هذه النفايات ولها فوائد اقتصادية. حسنًا ، هل تعلم أن الطبيعة توفر أيضًا كائنات حية قادرة على إعادة تدوير المواد الكيميائية والمواد الكيميائية الأخرى التي تسمى الدورة البيوجيوكيميائية. ما هي الدورة البيوجيوكيميائية وما هي أنواعها؟
الدورة البيوجيوكيميائية هي إعادة تدوير المواد الكيميائية والمواد الكيميائية الأخرى التي تشمل الكائنات الحية. تعني كلمة Bio الكائنات الحية أو الكائنات الحية والجغرافيا هي الصخور أو الهواء أو الماء. لذلك بشكل عام ، يمكن تعريف الكيمياء الجيولوجية على أنها تداول العناصر الكيميائية من بيئة المكونات الحيوية والعودة إلى البيئة وتحدث العملية بشكل متكرر وغير محدود.
إذا مات كائن حي ، فإن المادة العضوية الموجودة في جسم الكائن الحي سوف تتحلل إلى مواد غير عضوية وإعادتها إلى البيئة. تُعرف هذه الدورة البيوجيوكيميائية أيضًا باسم دورة المغذيات أو دورة المغذيات.
تعمل الدورة البيوجيوكيميائية كدورة مادية تقوم بإرجاع جميع العناصر الكيميائية التي يستخدمها كل شيء على الأرض ، سواء كانت مكونات حيوية أو غير حيوية ، بحيث يمكن الحفاظ على الحياة على الأرض.
هناك 5 أنواع من دورات الدورة الكيميائية الجيولوجية الحيوية ، بما في ذلك دورة المياه ودورة الفوسفور ودورة الكبريت ودورة النيتروجين ودورة الكربون.
دورة المياه أو دورة الهيدرولوجيا
دورة الماء أو الدورة الهيدرولوجية هي حركة الماء من الأرض إلى الغلاف الجوي والعودة إلى الأرض والتي تحدث باستمرار لتشكيل الدورة الدموية. تحدث دورة المياه هذه مع ضوء الشمس الذي يبخر الماء في المحيطات والأنهار والبحيرات وهو ما يسمى بالتبخر.
سيتحول الماء إلى بخار ماء ويرتفع إلى الغلاف الجوي ليصبح جزيئات جليدية أو قطرات ماء ، وذلك لأن درجة الحرارة في الغلاف الجوي منخفضة جدًا. ستشكل جزيئات الماء هذه سحابة تُعرف باسم التكثيف. عندما يكون الهواء غير قادر على تحمل قطرات الماء هذه ، فإنه يسقط كمطر أو ثلج وهو ما يسمى هطول الأمطار.
(اقرأ أيضًا: قانون المقارنة الثابتة في الكيمياء)
ستمتص النباتات والتربة جزءًا من هذا الماء المتساقط ، وسيتراكم البعض على سطح الأرض على شكل بحيرات أو برك ، إلى جانب أن البعض سيتدفق في الأنهار والمحيطات.
دورة الفوسفور
دورة الفسفور هي حركة الفوسفور من الغلاف الجوي إلى الأرض والعودة إلى الغلاف الجوي والتي تحدث بشكل مستمر لتكوين دوران. يمتلك الفوسفور القدرة على تكوين روابط كيميائية عالية الطاقة ، وهذا الفسفور مهم جدًا في تحويل الطاقة لجميع الكائنات الحية.
تبدأ دورة الفسفور من وجود الفوسفات غير العضوي في التربة التي تمتصها النباتات. الحيوانات التي تأكل النباتات تحصل على الفوسفور من النباتات التي تأكلها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن النباتات أو الحيوانات الميتة أو بقية إفرازات الحيوانات ، سواء من البول أو البراز في التربة عن طريق تحلل البكتيريا ، ستحلل الفوسفات العضوي إلى فوسفات غير عضوي والذي سيتم إطلاقه في النظام البيئي.
دورة الكبريت
الدورة الكيميائية الحيوية التالية هي دورة الكبريت. هذه هي حركة الكبريت من الغلاف الجوي إلى الأرض والعودة إلى الغلاف الجوي والتي تحدث باستمرار لتشكيل الدورة الدموية. في جسم الكائنات الحية ، يعتبر الكبريت عنصرًا مكونًا للبروتين ، بينما يوجد في الطبيعة إما الكبريت أو الكبريت في التربة على شكل معادن التربة وفي الغلاف الجوي على شكل غاز ثاني أكسيد الكبريت.
يتفاعل غاز ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي مع الأكسجين والماء لتكوين حامض الكبريتيك الذي عندما يسقط على الأرض سيشكل أيونات الكبريتات وسوف تمتصه النباتات لتكوين البروتينات في أجسامها. لذلك عندما يأكل البشر والحيوانات النباتات ، سيكون هناك انتقال لعناصر الكبريت من النبات إلى الحيوان أو جسم الإنسان.
دورة النيتروجين
دورة النيتروجين هي حركة النيتروجين من الغلاف الجوي إلى الأرض والعودة إلى الغلاف الجوي والتي تحدث باستمرار لتشكيل الدورة الدموية. يوجد النيتروجين في الطبيعة في صورة مركبات عضوية مثل اليوريا والبروتين والأحماض النووية أو كمركبات غير عضوية مثل الأمونيا والنتريت والنترات.
النيتروجين ضروري ليس في شكل عناصر ولكن في مركبات ، أحدها هو الغلاف الجوي للأرض الذي يحتوي على 78 في المائة من النيتروجين. تنقسم دورة النيتروجين هذه إلى عدة عمليات ، منها:
- التثبيت ، عملية تثبيت أو أخذ النيتروجين الحر من الهواء إلى مركبات نيتروجينية يمكن أن تستخدمها النباتات.
- Ammonification ، عملية تكوين المونيوم من النيتروجين الذي تم إصلاحه
- النترجة ، عملية تحويل الأمونيوم إلى نترات عن طريق نشاط إنزيم النيتروجينز المملوك للبكتيريا الآزوتية.
- الاستيعاب ، عملية استخدام النترات في عملية التمثيل الضوئي في النباتات
- نزع النتروجين ، عملية إطلاق النيتروجين مرة أخرى في الهواء
دورة الكربون
تبدأ دورة الكربون هذه باستخدام النباتات لثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى مركبات عضوية ، أي الجلوكوز ، من خلال عملية التمثيل الضوئي. علاوة على ذلك ، يتم ترتيب الجلوكوز في النشا وتحويله إلى مركبات السكر الأخرى والدهون والبروتينات والفيتامينات. في عملية تنفس النباتات والحيوانات ، يتم تجديد ثاني أكسيد الكربون.
تحصل الحيوانات على الكربون بعد أكل النباتات ، وتتحلل أجسام الحيوانات والنباتات الميتة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والمعادن بواسطة المُحلِّلات. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون المتكون في الغلاف الجوي ، في النظام البيئي العادي يوجد توازن بين دورة الكربون والأكسجين.
