انت هنا الان : شبكة جامعة بابل > موقع الكلية > نظام التعليم الالكتروني > مشاهدة المحاضرة

العوامل الكيميائية

Share |
الكلية كلية العلوم     القسم قسم علوم الحياة     المرحلة 3
أستاذ المادة اثير سايب ناجي العزاوي       24/10/2012 15:39:51
العوامل الكيميائية:
الماء يحتوي على أملاح ذائبة ومواد مغذية بتراكيز معينة اعتمادا على الظروف المحلية. توزيع وتراكيز هذه المواد الكيميائية يعتمد على عوامل كثيرة، بما في ذلك التمثيل الضوئي والتنفس، والخلط ،عملية انتشار الغازات من الغلاف الجوي إلى داخل المياه هي عملية بطيئة نسبيا وعادة ما يتم التوصل إلى التوازن (فيما يخص الغاز) بين المياه والغلاف الجوي من خلال عملية الخلط المضطربة من الماء. قد تظهر نوعية المياه اختلافات هامة بين، على سبيل المثال، القراءات التي تؤخذ في الصباح وتلك التي تأخذ في الليل أن هذه النتيجة من العمليات الكيميائية البيوكيميائية في المياه وعلى هذا النحو فإن وقت أخذ العينات يجب تكون موحدة إذا إذا أريد للتفسير أن يكون ذات مغزى.

التركيب الضوئي:
التركيب الضوئي هو العملية التي من خلالها النباتات الخضراء بتحويل ثاني أكسيد الكربون و الماء إلى الأوكسجين والسكر باستخدام ضوء الشمس كمصدر من مصادر الطاقة. الكائنات ذات التركيب الضوئي تقوم بالتقاط الطاقة الضوئية باستخدام أصباغ مثل الكلوروفيل لتثبيت ثاني أوكسيد الكربون في المركبات العضوية. إن هذه العملية هي سلسلة معقدة التي يمكن أن تلخص على النحو التالي:
CO2 +2H2A CH2O +2A

حيث A = المركب المانح للأكترون. المركب المانح للألكترون هو الماء (في حالة التركيب الضوئي المعتمد على الأوكسجين كالنبات والطحالب) أو عنصر آخر مثل H2S (في حالة التركيب الضوئي غير المعتمد على الأوكسجين كالبكتيريا).
التركيب الضوئي، وبالتالي توزيع الضوء، سوف يكون له تأثير عميق على توزيع المواد المغذية الأخرى في عمود الماء.

الأوكسجين الذائب:
الأوكسجين هو المحدد الأكثر أهمية في مياه البحيرات والأنهار كما انه ضروري لعملية التمثيل الغذائي لجميع الكائنات المائية الهوائية. توزيع الأوكسجين الذائب في المياه الداخلية هو أساسي لفهم توزيع، وسلوك، ونمو الكائنات الحية المائية، ويؤثر بقوة على ذوبان المواد الغذائية غير العضوية،يتم التحكم في توزيع الأوكسجين في عمود الماء من البحيرات المطبقة حراريا عن طريق مزيج من العوامل. وهذه هي:
? ظروف الذوبان
? حركة الماء
? التركيب الضوئي
? فقدان الأوكسجين من خلال العمليات الايضية والكيميائية.
في بعض البحيرات ليس هناك ما يكفي من الأوكسجين في العمق لتتحلل بشكل كامل جميع المواد العضوية المتواجدة هناك، ويتم تحلل المواد العضوية في الاعماق لا هوائيا بسبب غياب الأوكسجين، عن طريق البكتيريا اللاهوائية. وعادة ما يكون للبحيرات تغييرات يومية في تركيز الأوكسجين المتصلة بأنماط عملية التركيب الضوئي.تقوم عملية التركيب الضوئي بزيادة الأوكسجين الذائب في المياه السطحية في منتصف النهار. نقص الأكسجين الذائب في البحيرات له عواقب كبيرة على الحياة المائية اذ ان نضوب الأوكسجين يؤدي إلى نفوق الأسماك هذه الحالة يمكن ان تلاحظ في العديد من البحيرات الافريقية على سبيل المثال، بحيرة جورج في أوغندا، حيث يتم في الصباح تحولات تجلب المياه ذات الأوكسجين القليل من الأعماق إلى السطح. وقد تم توثيق حالات من نفسه في جنوب بحيرة تنجانيكا، وفي أوائل 1980، كان هناك ظاهرة تعرف باسم "Ekifelezi" في بحيرة فيكتوريا وأشارت إلى نفوق الأسماك من على وجه الخصوص، جثم النيل Lates niloticus Nile perch)) والذي يعود لتركيز منخفضة الأوكسجين في البحيرة.

الكاربون:
معظم الكاربون من المياه العذبة يحدث كناتج توازن حامض الكاربونيك (H2CO3)، كمية صغيرة من الكاربون يوجد في المركبات العضوية كالكاربون عضوي مذاب (DOC) والجسيمات الكاربون العضوي الدقائقي(POC) فقط جزء صغير من الكاربون يوجد في النباتات والحيوانات الحية. الكاربون غير العضوي موجود في المياه بعدة أشكال مختلفة، تبعا للظروف الكيميائية الأخرى للمياه، كدرجة الحموضة والتي تعتبر في المقام الأول. يذوب ثاني أوكسيد الكربون في الماء إما كـ CO2 أو H2CO3 (حمض الكاربونيك). يتحلل حامض الكاربونيك إلى أيون الهيدروجين) وأيونات بيكربونات (-HCO3). ويتاين أيون البيكربونات الى أيونات الكربونات (=CO3) وأيونات الهيدروجين (+ H) هذه التفاعلات هي تفاعلات عكسية أومتوازنة مما يعني أنها تتحرك إلى الأمام أو يتم عكسها وفقا للظروف السائدة. هذه التفاعلات تشكل نظام التخزين المؤقت للبيكربونات الذي يمثله في المعادلة الكيميائية التالية:

CO2+H2O H2CO3 H+ +HCO3- 2H+ + CO3=





دالة الاس (الرقم) الهيدروجيني:
الرقم الهيدروجيني للسائل هو اللوغاريتم السلبي لتركيز أيون الهيدروجين في المحلول. وهو:
pH = - log[H+]
قيم درجة الحموضة الطبيعية في المياه السطحية عادة ما تتراوح 5.5 حتي 8.5، القيم العالية للغاية (> 10) والقيم المنخفضة (<4) غير مناسبة بالنسبة لأكثر الكائنات المائية. الأسماك الصغيرة والمراحل غير الناضجة من الحشرات المائية حساسة للغاية لمستويات الحموضة أقل من 5، يمكن للتغيرات في درجة الحموضة ان تؤثر على الحياة المائية بشكل غير مباشر عن طريق تغيير جوانب أخرى من كيمياء المياه. على سبيل المثال: مستويات الحموضة المنخفضة تسرع تحريرالمعادن الثقيلة من الرواسب في قاع النهر. يمكن للمعادن الثقيلة تقليل فرصة البقاء على قيد الحياة لأكثر الكائنات الحية المائية، الرقم الهيدروجيني للمياه الطبيعية يعتمد على عوامل عدة. وهي:
? نظام التخزين المؤقت للبيكاربونات.
? أنواع الترب والصخور.
عموما، درجة الحموضة في أدنى مستوياته في الصباح وترتفع ببطء خلال اليوم وعندما يحدث التركيب الضوئي اذ تتم إزالة ثاني أوكسيد الكربون من المياه. يتم عكس هذه العملية خلال الليل عندما تكون الهيمنة لعملية التنفس. يمكن ملاحظتها بسهولة في هذه البحيرات الضحلة وخاصة عندما كان هناك ارتفاع الكتلة الحيوية للطحالب.

القاعدية:
القاعدية الكلية هو التركيز الكلي للقواعد في المياه ويعبر عنه (جزء في المليون) أو ملليغرام لكل لتر (ملغم / لتر) من كربونات الكالسيوم (CaCO3). وعادة ما تكون هذه القواعد البيكاربونات ( -HCO3) والكربونات (= CO3)، وأنها بمثابة نظام المخزن المؤقت الذي يمنع تغييرات جذرية في درجة الحموضة. على سبيل المثال، في المياه منخفضة القاعدية ، قد تتقلب درجة الحموضة بين 6 أو أقل لتصل إلى 10 أو أعلى، في حين أن المياه عالية القاعدية تتقلب درجة الحموضة 7. 5-8.5.
المغذيات الرئيسية:
المصادر الرئيسية للمغذيات لبيئات المياه العذبة هي:
- التساقط
- ذوبان المعادن الطبيعية من التربة أو تكوينات جيولوجية
- استخدام الأسمدة
- النفايات السائلة من محطات معالجة مياه الصرف الصحي
- تثبيت نيتروجين الغلاف الجوي ميكروبياً.

الملوحة هو مصطلح يستخدم لوصف تركيز مجموع المكونة لجميع الأيونات الذائبة في الماء ويمكن أن يكون لها تأثير كبير على كثافة المياه ومن ثم التطبق. الكاتيونات الرئيسية هي2 Ca +، Mg+ 2، +Na،+ K في حين أن الأنيونات الرئيسية هي HCO3،2 -CO3،2 - SO4 وCl-.
المياه اليسرة لها ملوحة منخفضة وعادة ما يتم تصريفها من الصخور النارية الحامضية. المياه العسرة تحتوي على تركيزات أعلى مستمدة من تصريف الخزائن الجيرية. الملوحة هي مزيج مركب من تراكيز أيونية من الصخور والتربة مترشحة اثناء الجريان السطحي و الترسب الجوي (الرطب والجاف)، والتوازن بين التبخر والأمطار.
مجموع المواد الذائبة الصلبة / الأملاح هو تقدير من المواد غير العضوية الذائبة في الماء، في حين التوصيلية (K) من الماء هي مقياس لمقاومة تدفق الكهربائية.

نشاط
س/ ماهي الدورات البايوجيوكيميائية للعناصر التالية:
• النتروجين
• الفسفور
• السليكا
• الكاربون
• الكبريتات


المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .
download lecture file topic