XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Целью данной статьи является рассмотрение таких круговоротов железа, как: геологический, биологический и антропогенный. Задачами выступают: рассмотрение геологического, биологического и антропогенного круговорота железа в биосфере; рассмотрение экологических проблем, связанных с данным элементом.

Железо - элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26. Обозначается символом Fe (лат. Ferrum). Один из самых распространённых в земной коре металлов (второе место после алюминия) [1].

Геологический круговорот железа

Месторождением железа в биосфере является литосфера. Железо широко распространено в земной коре, оно составляет около 5,1% ее массы. Свободное железо встречается только в метеоритах, падающих на Землю.

За геохимическим циклом железо следует, как и многие другие питательные вещества, выделяясь в почву или в воду вследствие природных процессов, к которым относятся вымывание и разрушение каменистых пород, а также через выветривание горных пород или извержения вулканов.

В почвах железо встречается в составе минералов группы ферросиликатов, в виде гидроокислов, окислов, простых солей, а также ферро- и ферриорганических комплексных солей [3].

Благодаря своей способности менять валентность и образовывать ряд соединений с различной степенью окисления, соединения железа играют очень сложную роль в почвенных процессах, в формировании железных горизонтов.

В гидрологическом же процессе, ионы железа с зарядом 2⁺ окисляются до 3⁺. Соли железа(III) гидролизуются до Fe(OH)₃, который практически нерастворим. В атмосферу железо попадает через вулканизм, а так же через деятельность человека.

Биологический круговорот железа

В биологических системах железо связано с органическими веществами. В почве железо существует в органической и неорганической формах.

В земной экосистеме растения сначала поглощают железо через корни из почвы. Это предельно важное питательное вещество, которое перемещается между живыми организмами и геосферой. Железо является важным ограничивающим питательным веществом для растений, которые используют его для производства хлорофилла. Фотосинтез зависит от адекватного снабжения этим металлом [4].

Растительные организмы усваивают неорганические соединения железа в почве в растворимой форме и передают их в животные организмы.Животные потребляют растения и используют железо для производства гемоглобина. Когда они умирают, то разлагаются и бактерии возвращают металл в почву. Так происходит и самими растениями после их гибели. На этом круговорот во внешней среде замыкается.

Антропогенный круговорот железа

В промышленность и сельское хозяйство железо попадет при добычи его из литосферы. Человек, в свою очередь, получает данный металл в свой организм с помощью различных продуктов питания, таких как: печень, птица, фасоль, помидоры, картофель, яблоки, груши, клюква и клубника.

Железо переносится промышленной пылью в атмосферу, а затем возвращается в гидросферу. Аналогично промышленность, сельское хозяйство и человек возвращают железо в почву, завершая полный круговорот железа в биосфере.

Рис 1 – большой круговорот железа

Экологические проблемы загрязнения железом

Железо является одним из самых распространенных металлов и может попадать в окружающую среду в любом количестве. Оно влияет на процесс формирования почвы и на здоровье культур, выращиваемых в данной местности.

Железо придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. Высокое содержание железа в воде приводит к неблагоприятному воздействию на кожу, может сказаться на морфологическом составе крови, способствует возникновению аллергических реакций [2].

Негативное воздействие металлургических предприятий на атмосферу особенно значительно. Основным загрязняющим веществом при производстве черных металлов является пыль. Загрязняющие вещества, попадая в атмосферу, переносятся на поверхность земли, где попадают в поверхностные и подземные воды.

Подведя итог, можно выделить главные экологические проблемы загрязнения железом:

1. Истощение литосферы.

2. Загрязнение сред жизни (в особенности гидросферы и литосферы).

3. Замедление роста и развития биологических организмов.

4. Ухудшение здоровья человека и животных.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Железо. – URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/6524 (дата обращения 22.12.2021).

Глобальные проблемы человечества. Истощение земных недр. – URL: https://www.globaltrouble.ru/syr_evaya_problema/istoshchenie_zemnykh_nedr.html (дата обращения 22.12.2021).

Краткая химическая энциклопедия; издательство «Советская энциклопедия», 1963г.

Справочник «Вредные химические вещества, неорганические соединения элементов V-VIII групп» (издательство «Химия», 1989г.).

Код для цитирования: Скопировать