Circuitele biogeochimice ale microelementelo

În biosferă organismele vii preiau din sol, din atmosferă și din apă o serie de elemente pe care le folosesc pentru biosinteze proprii și pentru opținerea energiei necesare proceselor biologice.

În circuitul biogeochimic al materiei un rol esențial revine energiei solare și sistemelor biologice fotosintetizante, (plante verzi, alge, bacterii fotosintetizante) care din CO2, apă și substanțe minerale, sintetizează substanțe organice. Unele elemente componente ale substanțelor au rol biologic global și primordial (C,N,O,H,S,P,Na, K, Fe ), iar alte substanțe sunt necesare în cantități mici (Mn, Mg, Zn, Cu, Co, Mo, B, V).

De la producătorii primari (plante, alge) substanțele organice sunt preluate sub formă de hrană de către sistemele biologice heterotrofe sau saprotrofe (bacterii, fungi, protozoare, animale sau om). Și după moartea acestora substanța oragnică suferă mineralizări.

Ciclurile (circuitele) biogeochimice cumulează rutele de transfer ale elementelor biogene în biosferă, de la formele anorganice la cele organice și invers. Acestea au loc în atmosferă, hidrosferă și litosferă, prin reacții fizice (solubilizări, precipitări, volatilizări), chimice (oxidări, reduceri, hidrolize), biologice (degradări, mineralizări, biosinteze) și prin permutări spațiale repetate.

Aceste tranformări ciclice pot fi o simplă alternanță anorganic ⇄ organic (ciclul fosforului) sau cu modificări și în starea lor de valență (ciclurile C, N, O,S). În unele cicluri pot interveni stocări de substanțe pe termen mediu (humus) sau lung (combustibili fosili)(ciclul carbonuli).

Între aceste rezerve aflate în atmosferă, litosferă sau hidrosferă există un flux continuu. Aceste rezerve pot conține compuși ușor accesibili (care se pierd repede) sau compuși greu accesibili (care se acumulează și se pierd greu și lent).

Intervenția omului in ciclurile biogeochimice poate determina perturbări cu consecințe nedorite. Astfel prin arderea excesivă a combustibililor fosili și o industrializare excesivă, crește concentrația CO2 în atmosferă cu producerea efectului de ’’seră’’.

Utilizarea excesivă a fertilizatorilor cu azot poate determina reducerea concentrației în ozon din stratopauză cu efecte ecologice nedorite.

Folosirea pesticidelor și a substanțelor xenobiotice în mod nerațional poate detremina acumulare de rezerve din aceste substanțe cu manifestearea fenomenului de poluare, cu efecte negative asupra reacțiilor biochimice din habitate și asupra sistemelor biologice care le poluează.

Rolul microoragnismelor este esențial și indispensabil în circuitul global al materiei în ecosferă. Fară microorganisme nu pot exista plante verzi. În lipsa plantelor nu pot exista animale.