Alkalmazott hidrobiológia (MAVÍZ, Budapest, 2007)

4. Anyagforgalom, biogeokémiai elemciklusok

98

Alkalmazott hidrobiológia

hogy melyik folyamat megy végbe, a redox potenciáltól függ. Addig, amíg a nitrát jelen van a vízben, az élőlények ezt az oxigénforrást hasznosítják (redox = -50 mV). A szulfát redukciójához -200 mV, a foszfátéhoz -700 mV szükséges. Ezeket a redukciós folyamatokat más és más mikroorganizmusok végzik. A részfolyamatokat illetően utalunk az egyes elemek anyagforgalmával foglalkozó alfejezetekre.

Anaerob körülmények között a szén egy része metánná redukálódhat (metánfermentáció). A folyamat két úton mehet végbe:

CO, + 8 H = CH4 + 2 H20

ch3cooh = ch4 + co2

A keletkező metán kilevegőzhet a vízből, vagy mikroorganizmusok oxidálhatják: 5 CH4 + 8 02 = 2 CH:0 + 3 C02 + 8 H20 Ilyen úton részben sejtanyag, részben COz keletkezik.

4.3 Oxigénforgalom

4.3.1 Globális oxigénforgalom

Az oxigén döntő szerepet játszik minden anyagkörforgalom oxidativ és reduktív folyamataiban. Mozgása szorosan kapcsolódik a szén és a víz körforgalmához. A molekuláris O, elsősorban a fotoszintézis által kerül a hidro- illetve atmoszférába, de keletkezhet vízmolekulák fotokémiai disszociációjával is. Utóbbi volt a föld- történet során a molekuláris oxigén első forrása. Az oxigén globális körforgalmát a 4.3. ábra mutatja be.

Az oxigén, mint erős oxidálószer, az élőlények számára sejtméreg, ezért ellene védőberendezések fejlődtek ki (bőr, akceptor molekulákhoz, pl. hemoglobinhoz kötés). A fotokémiai úton keletkezett oxigént az oxidativ mállás közömbösítette, így az élet anaerob körülmények között alakulhatott ki.

Az ökoszisztémák oxigénforgalma túlnyomórészt vegyületekben, elsősorban C02, H20 és szénhidrátok formájában történik. A molekuláris oxigén oxidativ folyamatokban használódik el; ezeknek ma kisebb része esik a szervetlen anyagok oxidációjára, még sokkal nagyobb hányada a mitokondriumokban energianyerés (ATP) céljából végbemenő légzés során használódik fel. Jelenleg a légkör oxigéntartalma 21 tf%, melynek stabilizálásában fontos szerepe van a tengeri ökoszisztémák gázcserefolyamatainak. Az egyensúlyt veszélyeztetheti a vízi ökoszisztémáknak a szerves szennyvizek miatt megnőtt oxigénfogyasztása, valamint az égetés, mely 1910 és 1970 között 0,005 tf% veszteséget eredményezett.