Круговорот второстепенных элементов

Определения

Второстепенные элементы, подобно жизненно важным, нередко мигрируют между организмами и средой, хотя и не представляют какой-либо известной ценности для организмов.

Объяснения

Большинство второстепенных элементов в концентрациях, обычных для многих природных экосистем, почти не оказывают влияния на организмы, возможно, потому, что организмы к ним адаптировались. Таким образом, миграции этих элементов мало интересовали нас, если бы в окружающую среду не слишком часто попадали побочные продукты горнодобывающей промышленности, различных производств, химической промышленности и современного сельского хозяйства, продукты, содержащие высокие концентрации тяжелых металлов, ядовитые органические соединения и другие потенциально опасные вещества. Поэтому для нас важны круговороты почти всех элементов! Даже очень редкий элемент, если он вносится в среду в форме высокотоксичного соединения металла или радиоактивного изотопа, может приобрести важное биологическое значение, так как даже небольшое (с геохимической точки зрения) количество такого вещества способно оказывать выраженный биологический эффект.

Примеры

Стронций — хороший пример ранее почти не изученного элемента, который сейчас служит объектом особого внимания, в связи с тем что радиоактивный стронций крайне опасен для человека и других позвоночных.

Стронций-90, поступающий в биосферу, — новое вещество; он не существовал в природе до того, как человек расщепил атом. Ничтожные количества радиоактивного стронция, содержащиеся в осадках, выпадающих после испытаний атомного оружия, и утекающие из ядерных реакторов, мигрируют вместе с кальцием из почвы и воды в растения, животных и пищу человека, накапливаясь в его костях. По мнению некоторых медиков, в 1970 г. в костях людей содержалось уже достаточное количество стронция, чтобы он оказывал канцерогенное воздействие. Когда был объявлен международный запрет на испытание ядерного оружия в атмосфере, опасность на время уменьшилась. Радиоактивный цезий-137 — другой опасный продукт деления ядра по свойствам схож с калием и потому быстро циркулирует по пищевым цепям. Сейчас в резервуарах на атомных электростанциях хранятся большие количества радиоактивных продуктов расщепления. Как уже отмечалось, неумение избавляться от этих отходов мешает более широкому мирному использованию атомной энергии. Проблемы, связанные с опасными отходами, будут подробнее рассмотрены в гл. 5.

Ртуть — другой пример природного элемента, который мало влиял на организмы до наступления индустриальной эры, так как его концентрации и подвижность в природе малы. Разработка ме-

Рис.

сторождений и промышленное использование ртути изменили положение, и сейчас наличие ртути и других тяжелых металлов (например, кадмия, меди, цинка) стали серьезной проблемой. На рис. 4.13 современный круговорот ртути сравнивается с тем, который, по-видимому, существовал в природе до появления человека. Промышленная деятельность внесла два новых потока ртути — ее добычу и выбросы в атмосферу (пунктирные линии на рис. 4.13), в результате чего увеличились количества ртути, мигрирующие в почву и в реки, а это увеличило вероятность контакта ее с живыми организмами. Как и в случае многих других элементов, в круговороте ртути важную роль играют микроорганизмы. Они превращают нерастворимые ее формы в растворимую, очень подвижную и очень ядовитую метилртуть.