2009 01 024553

a W v»il iwn $. I. DulK r    W.ru:iTrj 2M?

ISBN    0 by WN PWN 20U?

408

15.

Procesy mikrobiologiczne

Dla tej nowej sytuacji obliczony został iloraz reakcji przy zastosowaniu stężeó odpowiednich substancji występujących w tej części oceanu (jak to przedstawiono w Przykładzie 15.2).

<?;< 2) =

[Hepcie*²*]

ICQ₂]

(2.4- 10“³)² -1.1 ■ 1(T² 4,5-10 ⁵

1.4 • I0"^J

Dla warunków głębokiej wody wartość stosunku ilorazu reakcji do warunkowego iloczynu rozpuszczalności. (?'(2)//f'(2), wynosi 0.82. Jego mniejsza od 1 wartość wskazuje na stan nienasycenia w stosunku do węglanu wapnia. Na podstawie tych zmienionych warunków termodynamicznych można przewidzieć samorzutne rozpuszczanie się węglanu wapnia z muszli drobnoustrojów. Ponieważ jednak węglan wapnia pozostaje w osadach oceanicznych, reakcje jego rozpuszczania muszą być kinetycznie zahamowane. Rozpuszczanie zachodzi w niewielkim stopniu zanim osad nie zostanie przykryty następnymi warstwami; w ten sposób gromadzą się ogromne złoża węglanu wapnia.

Rozkład (degradacja) biomasy

Innym kluczowym procesem zachodzącym w ramach cyklu węgla, który jest kontrolowany prawic wyłącznie przez aktywność drobnoustrojów, jest rozkład martwej biomasy. W tym kontekście za biomasę będziemy uważać rośliny, drobnoustroje i. w mniejszym zakresie, materię pochodzenia zwierzęcego — np. liście, gałązki i chrust w lasach, korzenie oraz pozostałości słomy na polach uprawnych lub rośliny wodne i mikroorganizmy w jeziorze lub bagnie. Ten materiał organiczny jest w dużym stopniu zbudowany z węglowodanów. a szczególnie celulozy i związków pokrewnych. Rozkład martwej materii organicznej jest najczęściej procesem utleniania, a reakcję połówkową całkowitego jej utlenienia można wyrazić w uproszczonej postaci jako

(CH₂0}+5H₂0-> C0₂(g)+4H₃0⁺(aq) + 4e^_    (15.7)

W celu wyjaśnienia warunków, w jakich ta reakcja utleniania materii organicznej zachodzi w wodzie, musimy wprowadzić nową wielkość redoks. pE (w).

Wartości p£ (w) — reakcje redoks przy pH = 7

Gdy reakcja rozkładu utleniającego zachodzi w wodzie, której piI jest bliskie 7. dla potencjału redoks używamy symbolu pE (w). Wielkość pE° została zdefiniowana i opisana w rozdz. 10. Górny indeks (°) oznacza pE odnoszące się do warunków Standardowych, tzn. aktywności jonów oksoniowych równej 1 i odpowiadającej jej wartości pH = 0. W' rzeczywistych warunkach środowiska pH = 0 jest w wysokim stopniu niezwykle i jest bardziej prawdopodobne, że wartość ta odpowiadać będzie roztworowi obojętnemu. Definiujemy więc pE (w) raczej jako miarę p£* przy pH = 7 niż przy pil = 0. Innymi słowy, utrzymujemy definicję warunków standardowych (aktywność wszystkich substancji w reakcji = 1) dla wszystkich substancji chemicznych z wyjątkiem jonów oksoniowych. dla których ustalamy, że wynosi ona 10"⁷.