Skriptář - Knihy, Skriptá a více pro vás

30

CHEMIE PŘÍRODNÍCH A PITNÝCH VOD

Koloběh látek v přírodě V k ombinaci těchto možnosti se rozlišují: z droj energie: z droj uhlíku pro syntézu b iomasy: o r g a n i c k á látka o xid uhličitý o xid uhličitý n ázev organizmu:

31

k oncentrace výrazně nižší. Přehnojováním půdy dusíkatými hnojivy j s o u dusíkaté l átky, které nebyly přijaty rostlinami, p ř e m ě ň o v á n y na dusičnany za s polupůsobení nitrifikačních bakterií a tyto j s o u vyplavovány v o d o u do spodních h orizontů, kde nejsou podmínky pro jejich další p ř e m ě n u . Dalším příkladem vlivu z e m ě d ě l s k é činnosti je používání pesticidů (látek hubicích rostlinné i živočišné š kůdce), z nichž některé, z e j m é n a na bázi c h l o r o v a n ý c h uhlovodíků (DDT. H C H v s o u č a s n é d o b ě již nevyráběné) j s o u velice resistentni a v životním prostředí p řetrvávají d l o u h o u d o b u a představují tak v z h l e d e m k t o x i c k é m u působení na o rganizmy nebezpečí pro celou hydrosféru v č e t n ě v o d p o d z e m n í c h . T a k é p říklady k o n t a m i n a c e podzemní v o d y ropnými látkami nejsou neobvyklé a jejich s anace si zpravidla vyžaduje velké náklady. Jiným příkladem je znečištěni p o d z e m n í v o d y silnými kyselinami, např. při těžbě u r a n o v é rudy přiváděním k yseliny sírové do podzemí. V š e o b e c n ě platí zásada, že s a n a c e kontaminované p odzemní vody je technicky velice náročná a nákladná. Podzemní vody jsou z á s o b á r n o u vod pitných a především z tohoto d ů v o d u je potřebné zachovat jejich k valitu nenarušenou lidskou činností. V ody povrchové j s o u vystaveny více vlivům lidské činnosti než vody p odzemní. Siouži jako recipient vod o d p a d n í c h , které ne vždy maji požadovanou k valitu. Povrchové vody j s o u také ovlivňovány splachy půdy s výrazným podílem s uspendovaných látek. O odpadních v o d á c h bude p o j e d n á n o níže. 2.13. K o l o b ě h látek v přírodě

chemická reakce c hemická reakce z áření (sluneční)

chemoorganotrofni c hemolithotrofní f otolithotrofní

R eakce, které j s o u z á k l a d e m m e t a b o l i z m u o r g a n i z m ů pro získání energie j s o u uvedeny v t a b u l c e „přehled nejdůležitějších b i o c h e m i c k ý c h procesů" na str. 3 4. Pro jejich průběh je důležité prostředí, ve kterém tyto organizmy žiji. Jedním z h lavních kriterií, charakterizujících prostředí, je k o n c e n t r a c e rozpuštěného m olekulárního kyslíku. Prostředí, ve kterém je molekulární kyslík obsažen, se n azývá aerobní (oxické). Naproti t o m u prostředí bez přítomnosti kyslíku se n azývá anaerobní. K r o m ě toho se rozlišuje tzv. anoxické prostředí, v němž není p řítomen 0 2 , resp. j e h o koncentrace je menší než 0,5 mg.l" , ale je přítomen k yslík vázaný do d u s i č n a n ů , příp. dusitanů Kvantitativné lze tyto poměry hodnotit p odle redox potenciálu:
1

r edox potenciál: > + 50 mV V p řírodě probíhají procesy p o d m í n ě n é činnosti o r g a n i z m ů , projevující se p ř e m ě n o u látek, která však n e m á j e d n o s m ě r n ý p r ů b ě h , ale je vracena k p ůvodnímu stavu a proto se nazývá k o l o b ě h e m látek. Rozkladné produkty j e d n ě c h o r g a n i z m ů j s o u využívány j a k o substrát jinými organizmy. V souhrnu p robíhají procesy rozkladné (disimilační), jimiž získávají organizmy energii a p rocesy asimilační, kterými je syntetizována organická hmota jejich buněčných t ě l . Koloběh látek je důležitý pro z a c h o v á n í života na Z e m i a z a s a h u j e v přírodě i d o vodního prostředí, v němž vedle p r o c e s ů g e o c h e m i c k ý c h výrazně ovlivňuje k valitu přírodních v o d . Pro svoje v ý z n a m n é postavení ve struktuře organických l átek má m i m o ř á d n ý v ý z n a m koloběh uhlíku a d u s í k u . O rganizmy potřebují pro syntézu biomasy, to je pro svůj růst; a ) stavební jednotky (prvky), z nichž j s o u v y b u d o v á n a jejich těla a které n a z ý v á m e prvky biogenní, b ) energii k této syntéze nezbytnou. E nergii potřebují i ke s v é m u p o h y b u . Primárním zdrojem energie jsou buď c h e m i c k é reakce nebo sluneční z á ř e n i . Podle toho. kterou energii organizmy v yužívají, se rozlišují organizmy chemotrofní a fototrofní. Jiným rozlišujícím k riteriem je zdroj uhlíku pro syntézu jejich biomasy. Uhlík získávají buď z o rganických sloučenin, a pak se nazývají organotrofni (dříve heterotrofní) nebo j ej získávají z oxidu uhličitého, resp. uhličitanů a nazývají se lithotrofní (dříve a utotrofní). -50 mVaž+50 mV < - 5 0 mV

p rostředí: a erobní a noxické a naerobní

p řevažujíci reakce: o xidační o xidační r edukční

P ozn. Redox potenciál je potenciálem platinové elektrody ponořené do m ě ř e n é h o roztoku. J e h o hodnoty se vztahují ke standardnímu potenciálu r eferentni v o d í k o v é elektrody (viz k a p . 2.6.). V edle energie potřebují organizmy ke s v é m u růstu biogenní prvky, z nichž s taví svoje buněčná těla. J s o u to především C, H, O, N a P, které nechybí v ž á d n é b u ň c e a které svým množstvím zpravidla převažují. Vedle nich potřebují o rganizmy další prvky v m e n š í m množství a také diferencovaně podle druhu o rganizmu. Patří mezi ně S, Na, K, N a , Ca, Mg, Fe, Zn a m n o h o dalších. O rganizmy rozdělujeme podle základního m e t a b o l i z m u , což je proces j ímž získávají p ř e m ě n o u látek energii, na aerobní a anaerobní. Aerobní o rganizmy získávají energii oxidačními procesy, při č e m ž k oxidaci využívají m olekulární kyslik, který je příjemcem elektronů, uvolněných oxidací organických l átek. K těmto o r g a n i z m ů m patří všichni vyšši živočichové a z nižších aerobní m ikroorganizmy (aerobní bakterie). Některé bakterie žijící v a e r o b n í m prostředí j s o u schopny při vyčerpání kyslíku z prostředí změnit metabolizmus na a naerobní - nazývají se bakterie fakultativně anaerobní. K těmto patří bakterie s chopné využívat místo kyslíku k oxidaci organické hmoty dusičnany a dusitany a t aké bakterie, rozkládající složité organické sloučeniny na jednodušší v a naerobním prostředí, to je v nepřítomnosti 0 i N 0 , Jiné bakterie, nazývané s triktně anaerobní, j s o u schopny žít pouze v anaerobním prostředí a kyslik na ně p ůsobí zpravidla toxicky. Určitá skupina striktně a n a e r o b n í c h desulfurikačních b akterií má schopnost oxidovat organické látky p ů s o b e n í m síranů, které se pň
2 3