Водород в круговороте веществ

Автотрофные микроорганизмы не вызывают порчи пищевых продуктов, они играют большую роль в круговороте веществ в природе. К ним относятся нитрифицирующие бактерии (окисляющие аммиак в азотную кислоту), водородные бактерии (окисляющие водород с образованием воды) и др. [c.24]

Следует отметить важную роль, которую играют метанообразующие бактерии в круговороте веществ и энергии в природе. Они ассимилируют двуокись углерода, окись углерода и водород, образуя из них углеводород, метан и свое клеточное вещество. [c.317]

Все химические элементы участвуют и в большом, и в малом круговороте веществ. Часть из них являются биогенными. Такие элементы как углерод, водород, кислород, азот, фосфор нужны организмам в больших количествах - макроэлементы, а другие - в малых или даже в ничтожных количествах - микроэлементы. [c.13]

Среди микроорганизмов, играющих важную роль в круговороте веществ в природе, за последние годы исключительный интерес привлекли бактерии, окисляющие водород. Интерес этот возник, когда оказалось, что автотрофные организмы, окисляющие водород за счет полученной энергии ассимилирующие углекислоту, могут быть применены для регенерации воздуха в кабинах космических кораблей, и что они имеют ряд преимуществ по сравнению с водорослями. Кроме того, было установлено, что водородные бактерии, размножаясь в среде, где имеется кислород, водород, углекислота и источник минерального азота, способны в заметных количествах синтезировать белок и липиды. Представляет общебиологический интерес роль этих организмов в обмене молекулярного водорода в природе. Ежегодно в почве и водоемах разлагаются миллиарды тонн растительных остатков и анаэробное разложение дает огромное количество его. При разнообразных видах брожений, вызываемых бактериями (сбраживания белков, углеводов, органических кислот, спиртов) выделяется газ, содержащий водород. Молекулярный водород образуют только бактерии. [c.124]

Выведение водорода из круговорота при его связывании в отличные от воды химические соединения (рассеянное органическое вещество горных пород, гипергенные силикаты), а также при рассеянии в космическом пространстве - весьма важный фактор с точки зрения эволюции условий на нашей планете. Без удаления водорода, а только при его перераспределении между резервуарами не могли бы произойти изменения окислительновосстановительного баланса в сторону формирования окислительной обстановки на Земле. [c.59]

Микроорганизмы разрушают крахмал и даже такое стабильное вещество, как целлюлоза растений, до сахаров, спиртов, кислот, метана, диоксида углерода и водорода. Таким образом, микроорганизмы участвуют в общем круговороте углерода (см. приложение 1 цветное). [c.9]

В земной коре без доступа воздуха углеводороды и уголь относительно стабильны, и часть химической энергии в них еще сохранилась в неизменном виде они как бы законсервировали солнечную энергию. Здесь очевидна аналогия с рассмотренным выше примером с шаром, который упал с четвертого этажа на третий или второй. При изменении условий (при извлечении нефти, угля или газа на поверхность земли и их использовании) стабильность состояния этих веществ нарушается при сгорании они соединяются с кислородом, образуя углекислый газ и воду. На этом круговорот углерода и водорода, нормальный ход которого по геологическим причинам задержался на миллионы лет, быстро заканчивается. При сжигании освобождается энергия солнечного излучения, которую растения хранили в себе миллионы лет. Таким образом, нефть, природный гаЗ и каменный уголь — это законсервированная энергия, являющаяся частью когда-то поглощенной солнечной энергии. [c.41]

Превращение пировиноградной кислоты в те кислоты, которые доставляют водород, происходит в замечательном химическом механизме клетки в цикле Кребса. Этот цикл — пример распространенных в природе круговоротов с участием веществ, которые [c.115]

В процессе бесконечного круговорота атомы углерода, кислорода и водорода переходят из атмосферы и гидросферы (мировой океан) в биосферу (живые существа, обитающие на суше и в море). Закончив очередной цикл, который может продолжаться либо секунды, либо миллионы лет, нестойкие органические вещества возвращаются в устойчивое равновесие неорганической природы. [c.35]

Таким образом, почвенная биота представляет собой сложное сообщество видов, объединенных тесными трофическими связями. Это сообщество реализует сложный круговорот элементов и веществ, протекающий в почвенной среде растения поставляют в почву органическое вещество, гетеротрофы его минерализуют анаэробные микроорганизмы продуцируют газы из разлагаемых растительных остатков, специфические аэробные бактерии окисляют водород, метан, различные соединения серы железомарганцевые бактерии окисляют восстановленные формы железа и марганца, которые, в свою очередь, восстанавливаются при окислении органического вещества почвы бактерии-азотфиксаторы поставляют азот в почву, а бактерии-денитрификаторы его возвращают в атмосферу и т.д. Деятельность почвенных организмов обеспечивает длительное поддержание свойств почвенной среды, нарушение которого в результате деятельности человека приводит к необратимым изменениям и утрате функций почв. В последующем для их восстановления требуются огромные усилия. [c.159]

На земле кислород входит в состав горных пород (47,2% по весу) и воды он также играет важную роль в круговороте живого вещества. Атмосфера нашей планеты содержит около 21% (по объему) свободного кислорода, накопляющегося в ней в виде молекул Ог в результате деятельности растений, а также вследствие расщепления молекул водяного пара в верхних слоях атмосферы под действием ультрафиолетовых лучей солнца образующийся при этом одновременно с кислородом свободный водород в силу подвижности и легкости своих атомов уходит в мировое пространство. Общее количество атмосферного кислорода принимают равным 1,5 10 т. [c.22]

В круговороте веществ в биосфере постоянно участвуют в основном одни и те же элементы водород, углерод, азот, кислород, сера. Из неживой природы они переходят в состав растений, из растений — в животных и человека. Атомы этих элементов переходят из организма в организм и удерживаются в круге жизни сотни миллионов лет, что подтверждается данными изотопного анализа. Указанные пять элементов называют биофильными элементами (жизнелюбивыми), при этом не все их изотопы, а только легкие. Так, из трех изотопов водорода Н, Н, биофильным является только Н. Из трех природных изотопов кислорода 0, О, 0 биофилен только 0, а из изотопов углерода — только 12С. [c.600]

Роль процессов брожения в балансе природы. Виды, осуществляющие брожение, играют важную роль в природном круговороте веществ. Большая часть целлюлозы, поедаемой растительноядными животными, выводится в непереваренном виде с калом. Когда этот содержащий целлюлозу детрит попадает в анаэробные слои почвы или донных осадков водоемов, целлюлозу сбраживают разлагающие ее клостридии и некоторые другие строго анаэробные бактерии. При этом образуются названные выше продукты брожения, в том числе почти всегда молекулярный водород. Водород находится в начале анаэробной пищевой цепи, главные продукты которой метан и (или) сероводород [c.266]

Животных организмов на Земле насчитывается 11 типов, подразделяемых на 65 классов, большинство из которых обитают в море, и лишь 8 классов живут на суше. Кроме того, насчитывают 17 типов и 33 класса растений, из которых 5 классов обитает в Мировом океане и 10 классов — в пресных и морских водах. К типам растений, распространенным в морях и океанах, относятся водоросли зеленые, бурые, красные, сине-зеленые, разножгутиковые, диатомовые. Характерная особенность растительных организмов— это способность преобразовывать неорганическое вещество в органическое в процессе фотосинтеза, т. е. при поглощении углекислого газа из воды, освещенной солнечными лучами, растения создают углеводы (органические вещества), необходимые для их жизнедеятельности. При проникновении солнечного света в воде происходит преобразование солнечной энергии в химическую, т. е. углекислый газ и вода как продукты полного окисления углерода и водорода входят в состав органического вещества, а освободившийся при разложении воды кислород выделяется в морскую воду. Животные не способны к синтезу органических веществ, но основным источником их питания служат органические вещества, синтезируемые растениями. В процессе фотосинтеза начинается преобразование неорганических веществ в органические отмирание и разложение морских растений и остатков поглотивших их животных определяют вновь переход органических веществ в неорганические. Так осуществляется круговорот веществ в морской воде. [c.172]

Стационарное содержание пероксида водорода в природных водах определяется многими факторами и обычно колеблется в пределах 10 б—10" моль/л. В круговороте кислорода Н2О2 занимает промежуточное положение между молекулярным кислородом и водой. К образованию Н2О2 приводят каталитические процессы окисления с участием О2 и фотохимические процессы, протекающие в гомогенной среде с участием растворенных органических и неорганических веществ, тогда как распад пероксида водорода осуществляется под влиянием солнечных лучей, а также под ка- [c.617]

Рассматривая круговорот углерода, мы уже противопоставляли друг другу два процесса фотосинтез, при котором фиксируется СОз и выделяется О2, и минерализацию органических веществ, связанную с потреблением О2 и освобождением СО2. Процессы эти противоположны. С точки зрения массообмена важнее всего переход углерода из газообразного неорганического вещества в полутвердые и твердые органические соединения и обращение ртого процесса. Если же рассматривать оба этих процесса с позиций энергообмена, т. е. преобразования энергии, то углерод имеет меньшее значение, чем водород. Еще Ю. Р. Майер (1848) сформулировал положение Растения поглощают одну силу-свет-и создают другую-химическое различие ( сила здесь в смысле энергия ). В процессе фотосинтеза лучистая энергия Солнца преобразуется в химическую энергию вода при этом разлагается на кислород и водород, а последний в результате связывания с углеродом (из СО2) переводится в метастабильное состояние (см. схему). Большая часть та- [c.213]

Громадное значение в жизни природы имеют медленно протекающие процессы окисления. Один из важнейших жизненных процессов — д ы X а н и е— доставляет живым организмам необходимую им для жизни энергию. Этот процесс совершается при участии кислорода. Кислород окисляет углеродистые вещества живых организмов, при этом образуется углекислый газ СО2, удаляемый при выдыхании, и выделяется необходимая организмам энергия. Ржавление металлов есть в основном также окислительный процесс. Ржавление имеет отрицательное значение в технике и быту, поэтому принимаются различные меры к устранению или уменьшению этого процесса. Гниение и тление остатков животных и растений также происходит при участии кислорода. При этом сложные органические вещества животных и растений превращаются в конечном счете в углекислый газ, воду и азот, которые вновь вступают в общий круговорот материи. В уничтожении органических отбросов заключается громадная санитарная роль кислорода. Без такого уничтожения вся земля была бы завалена остатками организмов, и жизнь стала бы невозможна. Количество свободного кислорода в природе остается болбе или менее постоянным. Убыль кислорода, вследствие различных окислительных процессов, компенсируется благодаря жизнедеятельности растений, которые в процессе своего питания разлагают углекислый газ воздуха и выделяют свободный кислород. Практическое применение кислорода весьма разнообразно. Кислородом пользуются для получения высоких температур, необходимых для плавления различных металлов и минералов. Температуры эти достигаются сжиганием различных газов (например, водорода, ацетилена) в токе чистого кислорода в специальных горелках. Кислородом пользуются летчики, водолазы, работники пожарных и других спасательных команд — для искусственного дыхания через специальные приборы. Кислород применяется и в медицине при различного рода отравлениях, нри больших крово-потерях, при некоторых легочных заболеваниях. [c.77]

Характер радикалов, связанных с группой —О—О—в перекисях, зависит, конечно, от состава легкоокисляемых веществ, из которых они образуются. Но так как в конце концов и сами органические перекиси должны обратиться в угольный ангидрид и воду, то очень возможно, что легкоокисляемые вещества, назначение которых — активировать кислород посредством образования перекисей, сами обладают очень несложным характером и вполне распадаются под влиянием избытка кислорода. В этом случае образующиеся перекиси будут те же, что и при окислении окиси углерода и водорода углерод органического вещества даст перекись карбонила, а водород—перекись или перекиси водорода. Эти перекиси отдадут затем свой активный кислород трудноокисллемым веществам и превратятся в угольный ангидрид и воду, которые являются конечным и вместе с тем исходным пунктом биохимического круговорота углерода конечным — в животном организме, который разрушает окислением органические вещества, чтобы утилизировать для своих отправлени выделяемую ими энергию исходным — в растительном организме, который приготовляет, пользуясь солнечной энергией, сложные и окисляемые вещества из ыеокисляемой углекислоты. [c.257]

Питаясь детритом, редуценты, в основном бактерии, потребляют в процессе дыхания кислород. По исчерпании его в гиполимнионе начинают протекать анаэробные процессы. В нижних слоях и на дне водоема происходит восстановление сульфатов, нитратов, углекислоты с образованием низкомолекулярных жирных кислот, метана, водорода, сероводорода, аммония, которые легко мигрируют из донных отложений в толщу воды. У верхней границы анаэробной зоны водоема в хемоклине они окисляются хемосинтезирующими бактериями. Метан окисляется аэробными метано-кисляющими бактериями. Водоросли потребляют биогенные элементы, замыкая круговорот элементов в экосистеме водоема. Поток органического вещества в эвтрофных пресных озерах составляет около 5 мг/л в день, а в олиготрофных - не более 0,1 мг/л. [c.98]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология