有机物,有机质,无机物,腐殖质和无机盐的区别?
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发布时间：2022-04-29 15:47
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时间：2023-10-16 16:06
人类的环境可分为社会环境和自然环境两种。社会环境是指人们生活的社会经济制度和 上层建筑的环境条件；即为构成社会的经济基础及其相应的*、法律、宗教、艺术、哲学的观点和机构等。它是人类在物质资料生产过程中，共同进行生产而结合起来的生产关系的总和。
目前环境科学所讨论的环境问题，主要指的是自然环境，所谓自然环境(natural environ ment)，是指环绕于我们周围的各种自然因素的总和，它包括大气、水、土壤、生物和各种矿物资源等。在环境科学中，以人或人类作为主体，其它的生命物体和非生命物质都被视为环境要素，所谓环境就指人类生存的环境，或称人类环境。在环境科学中，环境是指以人类为主体的外部世界，主要是地球表面与人类发生相互作用的自然要素及其总体，它是人类生存发展的基础，也是人类开发利用的对象。我国的环境保*规定：“本法所称环境是指：大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生植物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等”。
3．1 环境的自然圈层
自然环境(natural environment)，按空间尺度大小，可划分为不同层次，如居室环境，车间环境，聚落环境，城市环境，区域环境直至全球环境、宇宙环境等。按造成要素，可划分为水环境，大气环境，土壤环境等。从生态学角度还可划分为陆生环境，水生环境，森林环境，草原环境等。按其范围来分，可分为全球与区域环境。全球环境是由大气圈、矿藏、水圈、岩石圈和生物圈四个圈层组成。从其成因来分，可分为原生环境和次生环境。次生环境是指人类加工改造的环境部分。区域环境一般包括原生环境与次生环境两个因素。
岩石圈（lithosphere）
1．地壳大致可分成地壳（earth crist）、地幔（earth mantle）和地核(earth nucleus)三个同心圈层。地壳是指从地表以下几公里至30—40公里的一层，称为岩石圈。它的厚度很不均匀，*所在地方，地壳比较厚，尤其是山脉下更厚。海洋所在地方，地壳比较薄，最薄的地壳不到10公里。
地球形成过程中，在炽热温度下，地球上的物质均呈液态，大部分未及氧化的单质铁(混有一些其它金属)由于密度大，逐渐沉人地球中心而形成铁核心，而呈液态的熔融盐原生岩(硅酸盐及铝硅酸盐，由FeO、MnO与SiO2、Al2O3在原始地球高温下，熔融形成)飘浮在铁核心上面阴止了铁核心的进一步氧化，熔融盐逐渐冷却后，即形成地壳。
表1-10 地球的组成和质量
范围
组 成
质量
（×1021t）
质量（%）
厚度（km）
容积
(×1022km3)
地 球
5976000
100
6371
108300
地 核
铁镍合金
1876000
31.5
3471
17500
地 幔
硅质材料，铁和锰的硅化物
4056000
67.8
2870
89200
岩石圈
沉积岩、变质岩等
43000
0.7
30(平均)
1500
水 圈
海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等
1410
0.024
3.8(平均)
137
大气圈
氮、氧、二氧化碳、水蒸气、稀有气体
5
0.00009
15(平均)
生物圈
动植物、微生物等
0.0016
0.00000003
2
岩石圈的元素以O、Si为主，还包括稀有气体外的所有元素，大多数化学元素(V、VI组共39个，见表1—11)平均含量在0．0001％一0．01％之间。
表1-11 地球岩石圈中化学元素的分布
级别
平均含量(重量%)
元素数目
元 素
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
Ⅹ
Ⅺ
Ⅻ
＞10(20～50)
100～101
10-1～100
10-2～10-1
10-3～10-2
10-4～10-3
10-5～10-4
10-6～10-5
10-7～10-6
10-8～10-7
10-9～10-8
10-10～10-9
2
6
4
9
14
25
8
5
4
3
1
1
O,Si
Al，Fe，Ca，Mg，Na，K
Ti，P，H，C
Mn，S，F，Ba，Sr，V，Cr，Zr，Cl
Ni，Rb，Zn，Cu，Co，Y，La，Nd，Sc，N，Li，Ga，Nb
Pb，B，Th，Sm，Gd，Pr，Dy，Er，Yb，Hf，Br，Cs，Sn，
As，Be，Ar，U，Ge，Mo，Ho，He，Eu，Tb，W，Ta
Lu，Tl，I，In，Tm，Sd，Cd，Se
Ag，Hg，Bi，Ne，Pt
Pd，Te，Au，Os
Re，Ir，Kr
Xe
Ra
A．A·别乌斯，《环境地球化学》，科学出版社，1982年
通常把某物质含量的天然水平称为地球化学背景值(geochemical background value)，它反映了环境要素在自然界存在和发展过程中，本身原有的化学组成特征。但目前由于人类活动的影响，实际上是指相对不受直接污染情况下环境要素的基本化学组成。而某种化学元素的含量和地球化学背景值之间的偏差称之为“地球化学异常”(geochemical anomaly)。把元素在地壳中的含量称为丰度，它表示地壳中各元素的相对平均含量，称为该元素的“克拉克值”。无论是丰度(abundance)，还是克拉克值，通常用ppm或克／吨表示。
2．大气圈(atmosphere)
地球的外圈是一层空气，这一层空气称为大气圈，根据大气的温度、成分和其它物理性质，可将大气圈分为四个层次：对流层、平流层、中间层和热层。
大气圈中绝大多数元素是呈气态的原子和分子，其中也有以化合态存在。大气圈的主要成分是N2和O2，N2、O2、Ar及CO2占有大气总量的99.99％，一系列微量组分(主要是稀有气体及H2)也是大气的恒定组分。除恒定组分外，大气中也存在大量临时性的异常组分，它们来自火山活动和生物圈的生命活动，近代则主要来自人类的生产和生活活动。大部分的高浓度的大气异常组分对动植物的生长产生不利影响，因此属于大气的污染物。属于大气异常组分还有由于各种作用而进入大气层的粉尘颗粒，它们是：
(1)来自*的尘粒(化学组分可能近似黄土组分)；
(2)来自海洋表层的可溶盐的尘粒；
(3)火山爆发喷出的火山灰；
(4)偶然性来源的粉尘(主要来自宇宙尘，每天到达地球的宇宙尘为10-7g／cm2)；
(5)人为的工业粉尘(燃料燃烧)。
3．水圈(hydrosphere)
水圈是指地球上被水和冰雪所占有或覆盖而形成的圈层。地球上的水以气态、液态和固态 三种形式存在于空中、地表和地下以及生物体内，海洋、湖泊、河流、沼泽的水体和地下水构成地壳的水圈。地球上的水循环是形成水圈的动力，在水循环的作用下，把特征不同的水体联系起来形成水圈，并与大气圈、岩石圈、生物圈之间进行各种形式的水交换。
水圈的总质量约为1.41×lO18吨，占地壳总量的7％，为地球总量的0.2％，海水是水圈中最重要的组成部分，约占水圈总量的97.41％，*水仅占水圈不到3％，其中大部分储存在南北两极和山峰的冰雪中，流动的淡水仅为0.009％。
地球上大量的水不能被人类直接使用，而可供使用的淡水分布也是极不均匀的。
天然水的化学组成表现出自然界中物质的复杂性，由于天然水含有可溶性气体，可溶性盐类及各类有机物，这些组分的种类及其性质、含量不同而使天然水的组成、性质有很大区别。
4．生物圈(biosphere)
生物圈是指地球上有生命活动的区域及其居住环境的整体总和，是生活在大气圈、岩石圈和水圈中的生物活动的地方，生物圈是一个复杂的开放系统，是一个生命物质与非生命物质的自我调节系统，它是生物界和水、大气、岩石三个圈层长期相互作用的结果。
生物圈包括岩石圈的上部、水圈和大气圈的下部，在此范围内，几乎到处都有生物体的分布。由于水是生物生存所必需的条件，而波长小于290nm的短波辐射可引起生物的死亡，所以一般认为平流层中的臭氧层(距地面15～35km)就是生物圈的最高极限，实际上生物仅存
在于对流层中(距地面10km左右)，生物圈的下限在海洋中至少与海洋底部一致，在深海的底部不仅有微生物的存在，而且大型生物也可以生存。陆地生物圈的下限平均在大地水准面以下3～4公里的地方，此界限与最简单的有机体生活的最高温度相一致。
生物圈存在的基本条件是：能够得到足够的能量，以供应生命活动的需要，地球上生物圈的能量来源自太阳能；存在可被生物利用的液态水，所有的生物都含有大量水，没有水就没有生命；要有适宜生命生存和活动的温度条件；能提供生命物质所需的各种营养元素，包括氧、氮、碳、钾、钠、钙、铁等。
生物体是一系列复杂的有机物，由糖类、蛋白质、脂肪以及金属有机化合物等组成。对大量(6 000种以上)动物和植物分析的基础上，发现生物体含有60多种化学元素，其中O、C、H、N、Si、P、S、K、Na、Mg、Cl、Fe等是构成生物体的特征元素，它们的总重量占生物体总重的99％以上，剩下总量的百分之一是各种微量元素。
表1—12是地壳、海水和人体中含量最多的20种元素的组成比较。人体内元素含量高低的次序与地壳差别较大，而与海水中元素含量高低的次序较接近。生命起源于海洋，原始生命起源于原始海洋，因此在海洋环境中发展起来的原始生命在其组成中含有的元素就主要来自海洋本身丰度较大的元素。在生物体的长期进化过程中，逐渐由海洋走向陆地，其体内元素的组成虽然也经历了环境的变迁而产生的变化，然而仍保持了基本的遗传性。人类是生命发展的最高阶段，它是通过植物--动物--人发展而来的，因而人体内元素的组成也同样反映厂这种发展的过程。
表1-12 地壳、海水和人体中含量最多的20种元素的组成比较
元素
地壳(ppm)
元素
海水(ppm)
元素
人体(ppm)
O
Si
Al
Fe
Ca
Na
K
Mg
H
P
Mn
F
Ba
Sr
S
C
Zr
V
Cl
Cr
4.66×105
2.77×105
8.13×104
5.00×104
3.63×104
2.83×104
2.59×104
2.09×104
1.40×103
1.05×103
950
625
425
375
260
200
165
135
13
100
O
H
Cl
Na
Mg
S
Cu
K
Br
C
Sr
B
Si
F
N
Li
Rb
P
I
Ba
8.75×105
1.08×105
1.90×104
1.05×104
1.35×103
885
400
380
65
28
8.0
4.0
3.0
1.3
0.5
0.17
0.12
7×10-2
6×10-2
3×10-2
O
C
H
N
Ca
S
P
Na
K
Cl
Mg
Fe
Si
Zn
Rb
Cu
Sr
Br
Sn
I
6.28×105
1.94×105
9.3×104
5.1×104
1.4×104
6.4×103
6.3×103
2.6×103
2.2×103
1.8×103
4.0×102
50
40
25
9
4
4
2
2
1
有人曾将人和苜蓿草所含元素的种类和含量进行了测定对照(见表1—13人体和苜蓿的元 素组成)，结果发现，两者体内的元素种类大体相同，不仅如此，在人体所含的11种常量元素中，苜蓿草中除了钠以外，其它含量也高于万分之一，而且其含量高低次序也基本相同。这不能说是巧合，只能说是自然发展规律所决定的。由此也有助于进一步证明了生命起源于海洋，以及人类是由原始生命--植物--动物进化而来的。
表1-13 人体和苜蓿的元素组成
元素
苜蓿中含量(ppm)
人体中含量(ppm)
元素
苜蓿中含量(ppm)
人体中含量(ppm)
O
C
H
N
Ca
S
P
Na
K
Cl
Mg
Fe
Si
Zn
Rb
Cu
Sr
7.79×105
1.13×105
8.7×104
8.3×104
5.8×103
1.0×103
7.1×103
—
1.7×104
7.0×102
8.0×102
27
93
3.5
4.6
2.5
—
6.28×105
1.94×105
9.3×104
5.1×104
1.4×104
6.4×103
6.3×103
2.6×103
2.2×103
1.8×103
4.0×102
50
40
25
9
4
4
Br
Sn
Mn
I
Al
Pb
Ba
Mo
B
As
Co
Cr
Cd
Se
Li
V
Ni
0.5
—
3.6
0.025
25
—
—
1.0
7.0
—
0.02
—
—
—
—
—
—
2
2
1
1
0.5
0.5
0.3
0.2
0.2
0.05
0.04
0.02～0.04
—
—
0.03
0.03
0.04
B．Mason，Principles Of Geochemistry 3rd ed．，Wiley(1966)
因此一种元素能否在生物体内存在及其含量是多少，主要取决于两点，生物能否得到和生物能否利用，前者取决于生物所处的地球化学环境而后者又更多地取决于化学元素本身的性质。
迄今为止，在人体内已经发现了60余种元素，但不能因此说组*体的只有这60余种元素，由于测试手段的*，一些含量很低的元素尚未测出。可以肯定，随着分析测试技术的发展，更多的元素踪迹还可能在人体内发现。
在地球演化过程中，原始大气圈与原始地壳差不多同时形成，约在45亿年前左右，水圈的形成约在40亿年前左右，而生物的出现，生物圈的形成则较晚，约在30亿年以前，而人类的出现距今仅有100万～200万年。
生物圈的物质不像大气圈的物质分布那样均匀，并且处于不断变化的状态，生物圈物质的质量与其它地球圈层相比是微不足道的，它们的相对质量之比为：
生物圈：1
大气圈：300
水圈：691000
3．2 环境生态学基础
1．生态系统的组成和结构
生态学(ecology)是研究生物与其生活环境之间相互关系的科学。一个生物物种在一定范围内所有个体的总和在生态学中称为种群(population)；在一定的自然区域中许多不同种的生物的总和则称为群落(community)。生态系统(ecosystem)是指生物群落(biotic community)和非生物环境之间形成的一个功能整体，是生物与非生物部分构成的不断进行物质与能量交换的相对稳定的系统。生态系统是一个很广的概念，任何生物群落与其环境组成的自然体都可以视为一个生态系统，大至一片海洋、一个大洲，小至一条河流、一块草地，都是一个生态系统，城市、水库、公园、农田等也构成了人工生态系统。小的生态系统组成大的生态系统，简单的生态系统构成复杂的生态系统，地球上形形色色的生态系统合成为生物圈。生物圈本身就是一个无比复杂的生态系统，是地球上所有生物(包括人类在内)及其生存环境的总体。
任何一个生态系统，都是由生物和非生物环境两大部分组成的。
生物部分：
(1)生产者(procer)。主要是绿色植物以及一些光合细菌(photochemical synthesis bacterla)，即能利用简单的无机物制造食物的自养生物(autotrophic organism)，绿色植物通过光合作用(photosynthesis)把二氧化碳、水和无机盐转化成有机物质，把太阳能以化学能的形式固定在有机物质中，这些有机物是生态系统中其它生物维持生命活动的食物来源。因此，绿色植物是整个生态系统的物质生产者。此外，光合细菌也能把无机物合成有机物。如硝化细菌(nitrifying bacteria)能将氨氧化成为亚*和*，并利用氧化过程中释放的能量，把二氧化碳和水合成为有机物。
(2)消费者(consumer)。属于异养生物(heterotrophic orgamsm)，主要是那些以其它食物或有机质为食物的动物，也包括某些腐生或寄生的菌类。除生产者以外的所有生物都是消费者，它们直接或间接以植物为食物。根据其食性可区分为：草食动物(herbivore)，又称一级消费者；肉食动物(carnivore)，以草食动物为食的动物称二级消费者，或称一级肉食者，以一级肉食者为食的动物称为*消费者，或称二级肉食者；杂食动物(omnivora)，既是一级消费者，又是二级消费者或*消费者；寄生者(parasite)，是特殊的消费者，寄生在其它动、植物身体上，靠吸取宿主营养为生；腐生动物(scavengers)，以腐烂的动植物残体为食。
(3)分解者(decomposer)。又称还原者(recer)，也属于异养生物，主要是各种微生物，包括某些原生动物和腐食动物(如食枯木甲虫、白蚁、蚯蚓和某些软体动物等)。它们以动植物的残体和排泄物中的有机物质作为维持生命活动的食物来源，并把复杂的有机物分解为简单化合物，最终成为无机物质，归还到环境中，供生产者再度吸收利用。分解者在身体系统的物质循环和能量流动中具有重要意义。大约90％的陆地初级生成物都需经分解者分解归还大地，再经传递作用，输送给绿色植物进行光合作用。
非生物部分：
非生物环境是生态系统中生物赖以生存的物质和能量的源泉及活动的场所。包括太阳辐射能，参加物质循环的无机物(如02、CO2、H20、Ca2+、K+、PO43-等)以及连接生物和非生物成分的有机物(如蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等)。
生态系统的组成可归纳成如图1—2所示。
图1-2 生态系统的组成
一个生态系统中的各种生物彼此互相由食物关系而连接起来，形成食物链(food chain)。例如兔子吃草，狐狸吃兔子，老虎又吃狐狸，可以表示为草--兔子--狐狸--老虎。食物链一般包括若干个环节，每个环节可作为一个营养级(trophic level)，而能量沿着食物链从一个营养级流动到另一个营养级。能量沿着太阳--生产者--消费者--分解者的途径流动，在这个过程中，能量不断散失。
消费者并不全都是在一个营养级中，草食者兔子是一级消费者，吃兔子的狐狸属于二级消费者，而吃狐狸的老虎则属于*消费者。一般说来，食物链的环节不会超过五个，因为能量在沿食物链营养级流动时不断减少，流经几个营养级后，所剩下能量已不足以再维持一个营养级的生命了。
在生态系统中，一种消费者常常不是只吃一种食物，而同一种食物又可能被不同的消费者所食。因此，各食物链又相互交错地连结在一起而形成复杂的食物网(food web)。
2．生态系统的能量流动
能量在生态系统中，沿着食物链(网)，在各个营养级之间进行单向的传递，食物链上的每一营养级都把前面一个营养级获得能量的一部分，用于维持自己生存和繁殖，然后把剩余的能量传递到后一营养级。能量顺着营养级顺序向后递减，前一级能量只能维持后一级少数生物需要，越向后，生物数目越少，形成一种金字塔形的营养级关系，称为能量金字塔(energy pyramid)。(见图1—3)
62.8
顶尖肉食动物
1323
肉食动物
6188
草食动物
36982
植物
通常后一级食物产量只等于或小于前一级的十分之一，称为“百分之十定律”(1aw of ten percent)。R．L Lindeman经过大量观察计算在1942年提出，动物营养级间能量转换效率最 高不超过20％，作保守估计为10％，这一理论解释了生态系统能量(或生物量)的金字塔现象， 由于营养级每上升一级能量就损失90％，因此生态系统的营养级不超过V级。据有人估计，海洋生态系统生产1 000千克浮游藻类，才能供养100千克无脊椎动物，后者又只够维持10千克鱼生存，而10千克鱼只能使人增加1千克体重。
3．环境的化学物质循环
化学物质在生态系统中的流动，称之为生物地球化学循环(biogeochemical cycle)，简称为物质循环。
人类和生物生存的生物圈是在大气圈、水圈和岩石圈的交会处，在太阳能的推动下，圈层里进行着能量的流动和物质的循环。生态系统的能流和物流，既密切相关，又有本质区别。能流沿食物链营养级向顶部方向流动，以热的形式吸收消耗，是单向的流动；而物流是循环的，从非生物环境到生物有机体内，再返回到非生物环境中，形成生物小循环和地球化学大循环。现代人类大规模的生产活动和消费活动，从自然界获取大量生存资源，又将大量废弃物还给自然界，从而参与了自然界的能量流动和物质循环过程。这种参与破坏了原有物质的动态平衡，并引起物质循环的障碍(物质的积累)从而出现环境污染问题。因而了解物质循环的规律对研究环境化学来说是必要的。
水循环(hydrologic cycle)：
水不但单独构成一个独立的地球化学圈水圈，而且也是生物圈中主要的组成部分。
生命诞生于海洋，任何生物机体大部分由水组成，自然界各种化学变化多在水中进行，人类的生产和消费活动离不开水。
自然界的水储量巨大，分布广泛，在太阳能和地表热的作用下，地球表面的水不断被蒸发成水蒸气，水分还可通过植物叶面的蒸腾(transpiration)作用进入大气。大气中的水蒸气遇冷又凝结为雨、雾等返回地面。这样的水循环在全球范围内(大循环)和各个地区内(小循环)不停地进行着。
水的自然循环是依靠其气、液、固三态易于转化的特性，借助太阳辐射和重力作用提供转化和运动能量来实现的。
水循环为生态系统中物质和能量的交换提供了基础，给物质间的化学反应提供了适宜的场所，成为物质传递的能量纽带。水参加的植物光合作用，既制造了维持生命的必需食品——糖类，同时又为生命呼吸提供必需的氧气，此外，水还能起调节气候、清洗大气和净化环境的作用。
水循环系统除了受到气象条件(温度、湿度、风速、风向等)和地理条件(地形、土壤、地质、植被等)自然因素影响外，人类活动也能不断改变原自然环境而影响水循环的过程。例如建筑水库、开凿河道、开发地下水等会改变水的径流路线、分布和运动状况；发展农业或砍伐森林会引起水的蒸发、下渗、径流等过程的变化。人类生产和生活排出的化学污染物，以各种形式进入水循环，并随循环而迁移、扩散，如排*气中的二氧化硫和氮氧化物形成酸雨，污染地面水和土壤。土壤和工业废弃物经雨水冲刷，其中的化学污染物随径流和渗透进入水循环而扩散。
碳循环(carbon cycle)：
碳是构成有机物质的中心元素，也是构成地壳岩石和矿物燃料(煤、石油、天然气)的主要成分。在地球各个圈层中碳的循环，主要是通过二氧化碳来进行的。在大气中C02的含量很少，仅为58000×1012mol，大量的CO：溶解在大洋的海水中，大约为2900000×1012mol，是空气中CO2含量的50倍，但是，最大量的碳是以碳酸盐沉积物的形式存储在地壳内，其总量达1700000000×1012mol。(见表1—14)
表1-14 碳循环中的活动库和储存库
库容(1012mol)
库容(1012mol)
活动库
作为溶液中的CO2或
大气圈
海洋表层
深海层
作为有机碳
陆地有机体
陆地腐烂的有机物
海洋有机体
海洋腐烂的有机物
58000
43000
2900000
38000
58000
830
250000
储存库
作为碳酸盐
碳酸盐沉积物
作为有机碳
化石燃料
1700000000
830000
总的活动库
3347830
总的储存库
1700830000
全球碳循环以下列方式进行：
(1)大气和生物圈之间的碳循环。
绿色植物吸收大气中的CO2以及根部吸收的水分通过光合作用转化为葡萄糖和多糖(淀粉、纤维素等)，并放出氧气。
植物体内的碳化合物经过食物链传递成为动物体内的碳化合物，植物和动物的呼吸作用将体内的部分碳转化成二氧化碳排*气。
动植物死亡后，残体内的碳经微生物分解后产生的二氧化碳排*气。
上述这一循环约需10—20年。
(2)大气和海洋之间的二氧化碳交换，是一个在气—水表面进行的溶解与解吸平衡过程。
上述两种碳的流动与交换过程数量达每年约1 000亿吨(以碳计)以上，且都属于较快的碳循环过程。
(3)碳酸盐岩石(石灰岩、白云石和碳质页岩)的形成和分解。
(4)矿物燃料(煤和石油)的形成和分解。
后两种碳的自然循环属缓慢形式，需时往往以亿万年计。
由于人类活动特别是矿物燃料的燃烧量大幅度增加，排放到大气中的二氧化碳浓度增大，这就破坏了自然界原有的平衡，可能导致气候异常，还会引起海水中的酸碱平衡和碳酸盐溶解平衡的变化。
氮循环(nitrogen cycle)：
氮是构成蛋白质及生物有机体的重要元素，它在环境中含量大而且变动量小的三种存在 形式是：大气中的氮气(N2)，海水中的溶解氮，沉积物中的有机氮，其余形态的氮则处于不断地复杂变化、流动和交换过程中。
表1-15 氮循环中的活动和储存库
库容(1012mol)
库容(1012mol)
活动库
作为无机氮
土壤
海洋
作为有机氮
陆地有机体
海洋有机体
腐烂的有机体
10000
7000
870
69
120000
储存库
作为N2
大气
海洋
作为形成岩石的矿物
沉积岩
地壳岩石
270000000
1400000
290000000
1000000000
总的活动库
138039
总的储存库
1561400000
大气中除含有大量分子态氮(3 900亿吨)外，还含有少量化合态氮如NH3(2 800万吨)、NO和N02(610万吨)等。后者在云、气溶胶粒子和雨滴中转化为NH广和NO于，并随雨、雪降落地面。大气中的N2和O2下雨时可在雷电作用下发生电离，生成*盐并经雨水带进土壤供生物利用，称之为大气固氮，但其量很少。
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时间：2023-10-16 16:06
有机质：一般用于生物领域，尤其是农业领域，狭义的是指的是所有可以被生物（包括微生物和植物酶）分解的有机物。
无机物：狭义的无机物定义就是：有机物以外的物质，包括盐类、无机酸类、碱等化合物物质和单质等。
腐殖质：指的是被生物分解时候的剩余的富含大量对植物有有利作用的土壤所含的物质，也对整个生态系统有直接的正面作用。
无机盐：就是无机类物质中的盐类，包括了强酸生成的盐类、无机弱酸产生的盐类以及一小部分的有机酸产生的盐类。
就定义而言就可以区分他们的区别了。之间有很多的联系，主要看他们用在哪个领域。
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人类的环境可分为社会环境和自然环境两种。社会环境是指人们生活的社会经济制度和 上层建筑的环境条件；即为构成社会的经济基础及其相应的*、法律、宗教、艺术、哲学的观点和机构等。它是人类在物质资料生产过程中，共同进行生产而结合起来的生产关系的总和。
目前环境科学所讨论的环境问题，主要指的是自然环境，所谓自然环境(natural environ ment)，是指环绕于我们周围的各种自然因素的总和，它包括大气、水、土壤、生物和各种矿物资源等。在环境科学中，以人或人类作为主体，其它的生命物体和非生命物质都被视为环境要素，所谓环境就指人类生存的环境，或称人类环境。在环境科学中，环境是指以人类为主体的外部世界，主要是地球表面与人类发生相互作用的自然要素及其总体，它是人类生存发展的基础，也是人类开发利用的对象。我国的环境保*规定：“本法所称环境是指：大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生植物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等”。
3．1 环境的自然圈层
自然环境(natural environment)，按空间尺度大小，可划分为不同层次，如居室环境，车间环境，聚落环境，城市环境，区域环境直至全球环境、宇宙环境等。按造成要素，可划分为水环境，大气环境，土壤环境等。从生态学角度还可划分为陆生环境，水生环境，森林环境，草原环境等。按其范围来分，可分为全球与区域环境。全球环境是由大气圈、矿藏、水圈、岩石圈和生物圈四个圈层组成。从其成因来分，可分为原生环境和次生环境。次生环境是指人类加工改造的环境部分。区域环境一般包括原生环境与次生环境两个因素。
岩石圈（lithosphere）
1．地壳大致可分成地壳（earth crist）、地幔（earth mantle）和地核(earth nucleus)三个同心圈层。地壳是指从地表以下几公里至30—40公里的一层，称为岩石圈。它的厚度很不均匀，*所在地方，地壳比较厚，尤其是山脉下更厚。海洋所在地方，地壳比较薄，最薄的地壳不到10公里。
地球形成过程中，在炽热温度下，地球上的物质均呈液态，大部分未及氧化的单质铁(混有一些其它金属)由于密度大，逐渐沉人地球中心而形成铁核心，而呈液态的熔融盐原生岩(硅酸盐及铝硅酸盐，由FeO、MnO与SiO2、Al2O3在原始地球高温下，熔融形成)飘浮在铁核心上面阴止了铁核心的进一步氧化，熔融盐逐渐冷却后，即形成地壳。
表1-10 地球的组成和质量
范围
组 成
质量
（×1021t）
质量（%）
厚度（km）
容积
(×1022km3)
地 球
5976000
100
6371
108300
地 核
铁镍合金
1876000
31.5
3471
17500
地 幔
硅质材料，铁和锰的硅化物
4056000
67.8
2870
89200
岩石圈
沉积岩、变质岩等
43000
0.7
30(平均)
1500
水 圈
海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等
1410
0.024
3.8(平均)
137
大气圈
氮、氧、二氧化碳、水蒸气、稀有气体
5
0.00009
15(平均)
生物圈
动植物、微生物等
0.0016
0.00000003
2
岩石圈的元素以O、Si为主，还包括稀有气体外的所有元素，大多数化学元素(V、VI组共39个，见表1—11)平均含量在0．0001％一0．01％之间。
表1-11 地球岩石圈中化学元素的分布
级别
平均含量(重量%)
元素数目
元 素
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
Ⅹ
Ⅺ
Ⅻ
＞10(20～50)
100～101
10-1～100
10-2～10-1
10-3～10-2
10-4～10-3
10-5～10-4
10-6～10-5
10-7～10-6
10-8～10-7
10-9～10-8
10-10～10-9
2
6
4
9
14
25
8
5
4
3
1
1
O,Si
Al，Fe，Ca，Mg，Na，K
Ti，P，H，C
Mn，S，F，Ba，Sr，V，Cr，Zr，Cl
Ni，Rb，Zn，Cu，Co，Y，La，Nd，Sc，N，Li，Ga，Nb
Pb，B，Th，Sm，Gd，Pr，Dy，Er，Yb，Hf，Br，Cs，Sn，
As，Be，Ar，U，Ge，Mo，Ho，He，Eu，Tb，W，Ta
Lu，Tl，I，In，Tm，Sd，Cd，Se
Ag，Hg，Bi，Ne，Pt
Pd，Te，Au，Os
Re，Ir，Kr
Xe
Ra
A．A·别乌斯，《环境地球化学》，科学出版社，1982年
通常把某物质含量的天然水平称为地球化学背景值(geochemical background value)，它反映了环境要素在自然界存在和发展过程中，本身原有的化学组成特征。但目前由于人类活动的影响，实际上是指相对不受直接污染情况下环境要素的基本化学组成。而某种化学元素的含量和地球化学背景值之间的偏差称之为“地球化学异常”(geochemical anomaly)。把元素在地壳中的含量称为丰度，它表示地壳中各元素的相对平均含量，称为该元素的“克拉克值”。无论是丰度(abundance)，还是克拉克值，通常用ppm或克／吨表示。
2．大气圈(atmosphere)
地球的外圈是一层空气，这一层空气称为大气圈，根据大气的温度、成分和其它物理性质，可将大气圈分为四个层次：对流层、平流层、中间层和热层。
大气圈中绝大多数元素是呈气态的原子和分子，其中也有以化合态存在。大气圈的主要成分是N2和O2，N2、O2、Ar及CO2占有大气总量的99.99％，一系列微量组分(主要是稀有气体及H2)也是大气的恒定组分。除恒定组分外，大气中也存在大量临时性的异常组分，它们来自火山活动和生物圈的生命活动，近代则主要来自人类的生产和生活活动。大部分的高浓度的大气异常组分对动植物的生长产生不利影响，因此属于大气的污染物。属于大气异常组分还有由于各种作用而进入大气层的粉尘颗粒，它们是：
(1)来自*的尘粒(化学组分可能近似黄土组分)；
(2)来自海洋表层的可溶盐的尘粒；
(3)火山爆发喷出的火山灰；
(4)偶然性来源的粉尘(主要来自宇宙尘，每天到达地球的宇宙尘为10-7g／cm2)；
(5)人为的工业粉尘(燃料燃烧)。
3．水圈(hydrosphere)
水圈是指地球上被水和冰雪所占有或覆盖而形成的圈层。地球上的水以气态、液态和固态 三种形式存在于空中、地表和地下以及生物体内，海洋、湖泊、河流、沼泽的水体和地下水构成地壳的水圈。地球上的水循环是形成水圈的动力，在水循环的作用下，把特征不同的水体联系起来形成水圈，并与大气圈、岩石圈、生物圈之间进行各种形式的水交换。
水圈的总质量约为1.41×lO18吨，占地壳总量的7％，为地球总量的0.2％，海水是水圈中最重要的组成部分，约占水圈总量的97.41％，*水仅占水圈不到3％，其中大部分储存在南北两极和山峰的冰雪中，流动的淡水仅为0.009％。
地球上大量的水不能被人类直接使用，而可供使用的淡水分布也是极不均匀的。
天然水的化学组成表现出自然界中物质的复杂性，由于天然水含有可溶性气体，可溶性盐类及各类有机物，这些组分的种类及其性质、含量不同而使天然水的组成、性质有很大区别。
4．生物圈(biosphere)
生物圈是指地球上有生命活动的区域及其居住环境的整体总和，是生活在大气圈、岩石圈和水圈中的生物活动的地方，生物圈是一个复杂的开放系统，是一个生命物质与非生命物质的自我调节系统，它是生物界和水、大气、岩石三个圈层长期相互作用的结果。
生物圈包括岩石圈的上部、水圈和大气圈的下部，在此范围内，几乎到处都有生物体的分布。由于水是生物生存所必需的条件，而波长小于290nm的短波辐射可引起生物的死亡，所以一般认为平流层中的臭氧层(距地面15～35km)就是生物圈的最高极限，实际上生物仅存
在于对流层中(距地面10km左右)，生物圈的下限在海洋中至少与海洋底部一致，在深海的底部不仅有微生物的存在，而且大型生物也可以生存。陆地生物圈的下限平均在大地水准面以下3～4公里的地方，此界限与最简单的有机体生活的最高温度相一致。
生物圈存在的基本条件是：能够得到足够的能量，以供应生命活动的需要，地球上生物圈的能量来源自太阳能；存在可被生物利用的液态水，所有的生物都含有大量水，没有水就没有生命；要有适宜生命生存和活动的温度条件；能提供生命物质所需的各种营养元素，包括氧、氮、碳、钾、钠、钙、铁等。
生物体是一系列复杂的有机物，由糖类、蛋白质、脂肪以及金属有机化合物等组成。对大量(6 000种以上)动物和植物分析的基础上，发现生物体含有60多种化学元素，其中O、C、H、N、Si、P、S、K、Na、Mg、Cl、Fe等是构成生物体的特征元素，它们的总重量占生物体总重的99％以上，剩下总量的百分之一是各种微量元素。
表1—12是地壳、海水和人体中含量最多的20种元素的组成比较。人体内元素含量高低的次序与地壳差别较大，而与海水中元素含量高低的次序较接近。生命起源于海洋，原始生命起源于原始海洋，因此在海洋环境中发展起来的原始生命在其组成中含有的元素就主要来自海洋本身丰度较大的元素。在生物体的长期进化过程中，逐渐由海洋走向陆地，其体内元素的组成虽然也经历了环境的变迁而产生的变化，然而仍保持了基本的遗传性。人类是生命发展的最高阶段，它是通过植物--动物--人发展而来的，因而人体内元素的组成也同样反映厂这种发展的过程。
表1-12 地壳、海水和人体中含量最多的20种元素的组成比较
元素
地壳(ppm)
元素
海水(ppm)
元素
人体(ppm)
O
Si
Al
Fe
Ca
Na
K
Mg
H
P
Mn
F
Ba
Sr
S
C
Zr
V
Cl
Cr
4.66×105
2.77×105
8.13×104
5.00×104
3.63×104
2.83×104
2.59×104
2.09×104
1.40×103
1.05×103
950
625
425
375
260
200
165
135
13
100
O
H
Cl
Na
Mg
S
Cu
K
Br
C
Sr
B
Si
F
N
Li
Rb
P
I
Ba
8.75×105
1.08×105
1.90×104
1.05×104
1.35×103
885
400
380
65
28
8.0
4.0
3.0
1.3
0.5
0.17
0.12
7×10-2
6×10-2
3×10-2
O
C
H
N
Ca
S
P
Na
K
Cl
Mg
Fe
Si
Zn
Rb
Cu
Sr
Br
Sn
I
6.28×105
1.94×105
9.3×104
5.1×104
1.4×104
6.4×103
6.3×103
2.6×103
2.2×103
1.8×103
4.0×102
50
40
25
9
4
4
2
2
1
有人曾将人和苜蓿草所含元素的种类和含量进行了测定对照(见表1—13人体和苜蓿的元 素组成)，结果发现，两者体内的元素种类大体相同，不仅如此，在人体所含的11种常量元素中，苜蓿草中除了钠以外，其它含量也高于万分之一，而且其含量高低次序也基本相同。这不能说是巧合，只能说是自然发展规律所决定的。由此也有助于进一步证明了生命起源于海洋，以及人类是由原始生命--植物--动物进化而来的。
表1-13 人体和苜蓿的元素组成
元素
苜蓿中含量(ppm)
人体中含量(ppm)
元素
苜蓿中含量(ppm)
人体中含量(ppm)
O
C
H
N
Ca
S
P
Na
K
Cl
Mg
Fe
Si
Zn
Rb
Cu
Sr
7.79×105
1.13×105
8.7×104
8.3×104
5.8×103
1.0×103
7.1×103
—
1.7×104
7.0×102
8.0×102
27
93
3.5
4.6
2.5
—
6.28×105
1.94×105
9.3×104
5.1×104
1.4×104
6.4×103
6.3×103
2.6×103
2.2×103
1.8×103
4.0×102
50
40
25
9
4
4
Br
Sn
Mn
I
Al
Pb
Ba
Mo
B
As
Co
Cr
Cd
Se
Li
V
Ni
0.5
—
3.6
0.025
25
—
—
1.0
7.0
—
0.02
—
—
—
—
—
—
2
2
1
1
0.5
0.5
0.3
0.2
0.2
0.05
0.04
0.02～0.04
—
—
0.03
0.03
0.04
B．Mason，Principles Of Geochemistry 3rd ed．，Wiley(1966)
因此一种元素能否在生物体内存在及其含量是多少，主要取决于两点，生物能否得到和生物能否利用，前者取决于生物所处的地球化学环境而后者又更多地取决于化学元素本身的性质。
迄今为止，在人体内已经发现了60余种元素，但不能因此说组*体的只有这60余种元素，由于测试手段的*，一些含量很低的元素尚未测出。可以肯定，随着分析测试技术的发展，更多的元素踪迹还可能在人体内发现。
在地球演化过程中，原始大气圈与原始地壳差不多同时形成，约在45亿年前左右，水圈的形成约在40亿年前左右，而生物的出现，生物圈的形成则较晚，约在30亿年以前，而人类的出现距今仅有100万～200万年。
生物圈的物质不像大气圈的物质分布那样均匀，并且处于不断变化的状态，生物圈物质的质量与其它地球圈层相比是微不足道的，它们的相对质量之比为：
生物圈：1
大气圈：300
水圈：691000
3．2 环境生态学基础
1．生态系统的组成和结构
生态学(ecology)是研究生物与其生活环境之间相互关系的科学。一个生物物种在一定范围内所有个体的总和在生态学中称为种群(population)；在一定的自然区域中许多不同种的生物的总和则称为群落(community)。生态系统(ecosystem)是指生物群落(biotic community)和非生物环境之间形成的一个功能整体，是生物与非生物部分构成的不断进行物质与能量交换的相对稳定的系统。生态系统是一个很广的概念，任何生物群落与其环境组成的自然体都可以视为一个生态系统，大至一片海洋、一个大洲，小至一条河流、一块草地，都是一个生态系统，城市、水库、公园、农田等也构成了人工生态系统。小的生态系统组成大的生态系统，简单的生态系统构成复杂的生态系统，地球上形形色色的生态系统合成为生物圈。生物圈本身就是一个无比复杂的生态系统，是地球上所有生物(包括人类在内)及其生存环境的总体。
任何一个生态系统，都是由生物和非生物环境两大部分组成的。
生物部分：
(1)生产者(procer)。主要是绿色植物以及一些光合细菌(photochemical synthesis bacterla)，即能利用简单的无机物制造食物的自养生物(autotrophic organism)，绿色植物通过光合作用(photosynthesis)把二氧化碳、水和无机盐转化成有机物质，把太阳能以化学能的形式固定在有机物质中，这些有机物是生态系统中其它生物维持生命活动的食物来源。因此，绿色植物是整个生态系统的物质生产者。此外，光合细菌也能把无机物合成有机物。如硝化细菌(nitrifying bacteria)能将氨氧化成为亚*和*，并利用氧化过程中释放的能量，把二氧化碳和水合成为有机物。
(2)消费者(consumer)。属于异养生物(heterotrophic orgamsm)，主要是那些以其它食物或有机质为食物的动物，也包括某些腐生或寄生的菌类。除生产者以外的所有生物都是消费者，它们直接或间接以植物为食物。根据其食性可区分为：草食动物(herbivore)，又称一级消费者；肉食动物(carnivore)，以草食动物为食的动物称二级消费者，或称一级肉食者，以一级肉食者为食的动物称为*消费者，或称二级肉食者；杂食动物(omnivora)，既是一级消费者，又是二级消费者或*消费者；寄生者(parasite)，是特殊的消费者，寄生在其它动、植物身体上，靠吸取宿主营养为生；腐生动物(scavengers)，以腐烂的动植物残体为食。
(3)分解者(decomposer)。又称还原者(recer)，也属于异养生物，主要是各种微生物，包括某些原生动物和腐食动物(如食枯木甲虫、白蚁、蚯蚓和某些软体动物等)。它们以动植物的残体和排泄物中的有机物质作为维持生命活动的食物来源，并把复杂的有机物分解为简单化合物，最终成为无机物质，归还到环境中，供生产者再度吸收利用。分解者在身体系统的物质循环和能量流动中具有重要意义。大约90％的陆地初级生成物都需经分解者分解归还大地，再经传递作用，输送给绿色植物进行光合作用。
非生物部分：
非生物环境是生态系统中生物赖以生存的物质和能量的源泉及活动的场所。包括太阳辐射能，参加物质循环的无机物(如02、CO2、H20、Ca2+、K+、PO43-等)以及连接生物和非生物成分的有机物(如蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等)。
生态系统的组成可归纳成如图1—2所示。
图1-2 生态系统的组成
一个生态系统中的各种生物彼此互相由食物关系而连接起来，形成食物链(food chain)。例如兔子吃草，狐狸吃兔子，老虎又吃狐狸，可以表示为草--兔子--狐狸--老虎。食物链一般包括若干个环节，每个环节可作为一个营养级(trophic level)，而能量沿着食物链从一个营养级流动到另一个营养级。能量沿着太阳--生产者--消费者--分解者的途径流动，在这个过程中，能量不断散失。
消费者并不全都是在一个营养级中，草食者兔子是一级消费者，吃兔子的狐狸属于二级消费者，而吃狐狸的老虎则属于*消费者。一般说来，食物链的环节不会超过五个，因为能量在沿食物链营养级流动时不断减少，流经几个营养级后，所剩下能量已不足以再维持一个营养级的生命了。
在生态系统中，一种消费者常常不是只吃一种食物，而同一种食物又可能被不同的消费者所食。因此，各食物链又相互交错地连结在一起而形成复杂的食物网(food web)。
2．生态系统的能量流动
能量在生态系统中，沿着食物链(网)，在各个营养级之间进行单向的传递，食物链上的每一营养级都把前面一个营养级获得能量的一部分，用于维持自己生存和繁殖，然后把剩余的能量传递到后一营养级。能量顺着营养级顺序向后递减，前一级能量只能维持后一级少数生物需要，越向后，生物数目越少，形成一种金字塔形的营养级关系，称为能量金字塔(energy pyramid)。(见图1—3)
62.8
顶尖肉食动物
1323
肉食动物
6188
草食动物
36982
植物
通常后一级食物产量只等于或小于前一级的十分之一，称为“百分之十定律”(1aw of ten percent)。R．L Lindeman经过大量观察计算在1942年提出，动物营养级间能量转换效率最 高不超过20％，作保守估计为10％，这一理论解释了生态系统能量(或生物量)的金字塔现象， 由于营养级每上升一级能量就损失90％，因此生态系统的营养级不超过V级。据有人估计，海洋生态系统生产1 000千克浮游藻类，才能供养100千克无脊椎动物，后者又只够维持10千克鱼生存，而10千克鱼只能使人增加1千克体重。
3．环境的化学物质循环
化学物质在生态系统中的流动，称之为生物地球化学循环(biogeochemical cycle)，简称为物质循环。
人类和生物生存的生物圈是在大气圈、水圈和岩石圈的交会处，在太阳能的推动下，圈层里进行着能量的流动和物质的循环。生态系统的能流和物流，既密切相关，又有本质区别。能流沿食物链营养级向顶部方向流动，以热的形式吸收消耗，是单向的流动；而物流是循环的，从非生物环境到生物有机体内，再返回到非生物环境中，形成生物小循环和地球化学大循环。现代人类大规模的生产活动和消费活动，从自然界获取大量生存资源，又将大量废弃物还给自然界，从而参与了自然界的能量流动和物质循环过程。这种参与破坏了原有物质的动态平衡，并引起物质循环的障碍(物质的积累)从而出现环境污染问题。因而了解物质循环的规律对研究环境化学来说是必要的。
水循环(hydrologic cycle)：
水不但单独构成一个独立的地球化学圈水圈，而且也是生物圈中主要的组成部分。
生命诞生于海洋，任何生物机体大部分由水组成，自然界各种化学变化多在水中进行，人类的生产和消费活动离不开水。
自然界的水储量巨大，分布广泛，在太阳能和地表热的作用下，地球表面的水不断被蒸发成水蒸气，水分还可通过植物叶面的蒸腾(transpiration)作用进入大气。大气中的水蒸气遇冷又凝结为雨、雾等返回地面。这样的水循环在全球范围内(大循环)和各个地区内(小循环)不停地进行着。
水的自然循环是依靠其气、液、固三态易于转化的特性，借助太阳辐射和重力作用提供转化和运动能量来实现的。
水循环为生态系统中物质和能量的交换提供了基础，给物质间的化学反应提供了适宜的场所，成为物质传递的能量纽带。水参加的植物光合作用，既制造了维持生命的必需食品——糖类，同时又为生命呼吸提供必需的氧气，此外，水还能起调节气候、清洗大气和净化环境的作用。
水循环系统除了受到气象条件(温度、湿度、风速、风向等)和地理条件(地形、土壤、地质、植被等)自然因素影响外，人类活动也能不断改变原自然环境而影响水循环的过程。例如建筑水库、开凿河道、开发地下水等会改变水的径流路线、分布和运动状况；发展农业或砍伐森林会引起水的蒸发、下渗、径流等过程的变化。人类生产和生活排出的化学污染物，以各种形式进入水循环，并随循环而迁移、扩散，如排*气中的二氧化硫和氮氧化物形成酸雨，污染地面水和土壤。土壤和工业废弃物经雨水冲刷，其中的化学污染物随径流和渗透进入水循环而扩散。
碳循环(carbon cycle)：
碳是构成有机物质的中心元素，也是构成地壳岩石和矿物燃料(煤、石油、天然气)的主要成分。在地球各个圈层中碳的循环，主要是通过二氧化碳来进行的。在大气中C02的含量很少，仅为58000×1012mol，大量的CO：溶解在大洋的海水中，大约为2900000×1012mol，是空气中CO2含量的50倍，但是，最大量的碳是以碳酸盐沉积物的形式存储在地壳内，其总量达1700000000×1012mol。(见表1—14)
表1-14 碳循环中的活动库和储存库
库容(1012mol)
库容(1012mol)
活动库
作为溶液中的CO2或
大气圈
海洋表层
深海层
作为有机碳
陆地有机体
陆地腐烂的有机物
海洋有机体
海洋腐烂的有机物
58000
43000
2900000
38000
58000
830
250000
储存库
作为碳酸盐
碳酸盐沉积物
作为有机碳
化石燃料
1700000000
830000
总的活动库
3347830
总的储存库
1700830000
全球碳循环以下列方式进行：
(1)大气和生物圈之间的碳循环。
绿色植物吸收大气中的CO2以及根部吸收的水分通过光合作用转化为葡萄糖和多糖(淀粉、纤维素等)，并放出氧气。
植物体内的碳化合物经过食物链传递成为动物体内的碳化合物，植物和动物的呼吸作用将体内的部分碳转化成二氧化碳排*气。
动植物死亡后，残体内的碳经微生物分解后产生的二氧化碳排*气。
上述这一循环约需10—20年。
(2)大气和海洋之间的二氧化碳交换，是一个在气—水表面进行的溶解与解吸平衡过程。
上述两种碳的流动与交换过程数量达每年约1 000亿吨(以碳计)以上，且都属于较快的碳循环过程。
(3)碳酸盐岩石(石灰岩、白云石和碳质页岩)的形成和分解。
(4)矿物燃料(煤和石油)的形成和分解。
后两种碳的自然循环属缓慢形式，需时往往以亿万年计。
由于人类活动特别是矿物燃料的燃烧量大幅度增加，排放到大气中的二氧化碳浓度增大，这就破坏了自然界原有的平衡，可能导致气候异常，还会引起海水中的酸碱平衡和碳酸盐溶解平衡的变化。
氮循环(nitrogen cycle)：
氮是构成蛋白质及生物有机体的重要元素，它在环境中含量大而且变动量小的三种存在 形式是：大气中的氮气(N2)，海水中的溶解氮，沉积物中的有机氮，其余形态的氮则处于不断地复杂变化、流动和交换过程中。
表1-15 氮循环中的活动和储存库
库容(1012mol)
库容(1012mol)
活动库
作为无机氮
土壤
海洋
作为有机氮
陆地有机体
海洋有机体
腐烂的有机体
10000
7000
870
69
120000
储存库
作为N2
大气
海洋
作为形成岩石的矿物
沉积岩
地壳岩石
270000000
1400000
290000000
1000000000
总的活动库
138039
总的储存库
1561400000
大气中除含有大量分子态氮(3 900亿吨)外，还含有少量化合态氮如NH3(2 800万吨)、NO和N02(610万吨)等。后者在云、气溶胶粒子和雨滴中转化为NH广和NO于，并随雨、雪降落地面。大气中的N2和O2下雨时可在雷电作用下发生电离，生成*盐并经雨水带进土壤供生物利用，称之为大气固氮，但其量很少。
热心网友
时间：2023-10-16 16:06
有机质：一般用于生物领域，尤其是农业领域，狭义的是指的是所有可以被生物（包括微生物和植物酶）分解的有机物。
无机物：狭义的无机物定义就是：有机物以外的物质，包括盐类、无机酸类、碱等化合物物质和单质等。
腐殖质：指的是被生物分解时候的剩余的富含大量对植物有有利作用的土壤所含的物质，也对整个生态系统有直接的正面作用。
无机盐：就是无机类物质中的盐类，包括了强酸生成的盐类、无机弱酸产生的盐类以及一小部分的有机酸产生的盐类。
就定义而言就可以区分他们的区别了。之间有很多的联系，主要看他们用在哪个领域。
热心网友
时间：2023-10-16 16:06
人类的环境可分为社会环境和自然环境两种。社会环境是指人们生活的社会经济制度和 上层建筑的环境条件；即为构成社会的经济基础及其相应的*、法律、宗教、艺术、哲学的观点和机构等。它是人类在物质资料生产过程中，共同进行生产而结合起来的生产关系的总和。
目前环境科学所讨论的环境问题，主要指的是自然环境，所谓自然环境(natural environ ment)，是指环绕于我们周围的各种自然因素的总和，它包括大气、水、土壤、生物和各种矿物资源等。在环境科学中，以人或人类作为主体，其它的生命物体和非生命物质都被视为环境要素，所谓环境就指人类生存的环境，或称人类环境。在环境科学中，环境是指以人类为主体的外部世界，主要是地球表面与人类发生相互作用的自然要素及其总体，它是人类生存发展的基础，也是人类开发利用的对象。我国的环境保*规定：“本法所称环境是指：大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、野生植物、水生植物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等”。
3．1 环境的自然圈层
自然环境(natural environment)，按空间尺度大小，可划分为不同层次，如居室环境，车间环境，聚落环境，城市环境，区域环境直至全球环境、宇宙环境等。按造成要素，可划分为水环境，大气环境，土壤环境等。从生态学角度还可划分为陆生环境，水生环境，森林环境，草原环境等。按其范围来分，可分为全球与区域环境。全球环境是由大气圈、矿藏、水圈、岩石圈和生物圈四个圈层组成。从其成因来分，可分为原生环境和次生环境。次生环境是指人类加工改造的环境部分。区域环境一般包括原生环境与次生环境两个因素。
岩石圈（lithosphere）
1．地壳大致可分成地壳（earth crist）、地幔（earth mantle）和地核(earth nucleus)三个同心圈层。地壳是指从地表以下几公里至30—40公里的一层，称为岩石圈。它的厚度很不均匀，*所在地方，地壳比较厚，尤其是山脉下更厚。海洋所在地方，地壳比较薄，最薄的地壳不到10公里。
地球形成过程中，在炽热温度下，地球上的物质均呈液态，大部分未及氧化的单质铁(混有一些其它金属)由于密度大，逐渐沉人地球中心而形成铁核心，而呈液态的熔融盐原生岩(硅酸盐及铝硅酸盐，由FeO、MnO与SiO2、Al2O3在原始地球高温下，熔融形成)飘浮在铁核心上面阴止了铁核心的进一步氧化，熔融盐逐渐冷却后，即形成地壳。
表1-10 地球的组成和质量
范围
组 成
质量
（×1021t）
质量（%）
厚度（km）
容积
(×1022km3)
地 球
5976000
100
6371
108300
地 核
铁镍合金
1876000
31.5
3471
17500
地 幔
硅质材料，铁和锰的硅化物
4056000
67.8
2870
89200
岩石圈
沉积岩、变质岩等
43000
0.7
30(平均)
1500
水 圈
海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等
1410
0.024
3.8(平均)
137
大气圈
氮、氧、二氧化碳、水蒸气、稀有气体
5
0.00009
15(平均)
生物圈
动植物、微生物等
0.0016
0.00000003
2
岩石圈的元素以O、Si为主，还包括稀有气体外的所有元素，大多数化学元素(V、VI组共39个，见表1—11)平均含量在0．0001％一0．01％之间。
表1-11 地球岩石圈中化学元素的分布
级别
平均含量(重量%)
元素数目
元 素
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
Ⅷ
Ⅸ
Ⅹ
Ⅺ
Ⅻ
＞10(20～50)
100～101
10-1～100
10-2～10-1
10-3～10-2
10-4～10-3
10-5～10-4
10-6～10-5
10-7～10-6
10-8～10-7
10-9～10-8
10-10～10-9
2
6
4
9
14
25
8
5
4
3
1
1
O,Si
Al，Fe，Ca，Mg，Na，K
Ti，P，H，C
Mn，S，F，Ba，Sr，V，Cr，Zr，Cl
Ni，Rb，Zn，Cu，Co，Y，La，Nd，Sc，N，Li，Ga，Nb
Pb，B，Th，Sm，Gd，Pr，Dy，Er，Yb，Hf，Br，Cs，Sn，
As，Be，Ar，U，Ge，Mo，Ho，He，Eu，Tb，W，Ta
Lu，Tl，I，In，Tm，Sd，Cd，Se
Ag，Hg，Bi，Ne，Pt
Pd，Te，Au，Os
Re，Ir，Kr
Xe
Ra
A．A·别乌斯，《环境地球化学》，科学出版社，1982年
通常把某物质含量的天然水平称为地球化学背景值(geochemical background value)，它反映了环境要素在自然界存在和发展过程中，本身原有的化学组成特征。但目前由于人类活动的影响，实际上是指相对不受直接污染情况下环境要素的基本化学组成。而某种化学元素的含量和地球化学背景值之间的偏差称之为“地球化学异常”(geochemical anomaly)。把元素在地壳中的含量称为丰度，它表示地壳中各元素的相对平均含量，称为该元素的“克拉克值”。无论是丰度(abundance)，还是克拉克值，通常用ppm或克／吨表示。
2．大气圈(atmosphere)
地球的外圈是一层空气，这一层空气称为大气圈，根据大气的温度、成分和其它物理性质，可将大气圈分为四个层次：对流层、平流层、中间层和热层。
大气圈中绝大多数元素是呈气态的原子和分子，其中也有以化合态存在。大气圈的主要成分是N2和O2，N2、O2、Ar及CO2占有大气总量的99.99％，一系列微量组分(主要是稀有气体及H2)也是大气的恒定组分。除恒定组分外，大气中也存在大量临时性的异常组分，它们来自火山活动和生物圈的生命活动，近代则主要来自人类的生产和生活活动。大部分的高浓度的大气异常组分对动植物的生长产生不利影响，因此属于大气的污染物。属于大气异常组分还有由于各种作用而进入大气层的粉尘颗粒，它们是：
(1)来自*的尘粒(化学组分可能近似黄土组分)；
(2)来自海洋表层的可溶盐的尘粒；
(3)火山爆发喷出的火山灰；
(4)偶然性来源的粉尘(主要来自宇宙尘，每天到达地球的宇宙尘为10-7g／cm2)；
(5)人为的工业粉尘(燃料燃烧)。
3．水圈(hydrosphere)
水圈是指地球上被水和冰雪所占有或覆盖而形成的圈层。地球上的水以气态、液态和固态 三种形式存在于空中、地表和地下以及生物体内，海洋、湖泊、河流、沼泽的水体和地下水构成地壳的水圈。地球上的水循环是形成水圈的动力，在水循环的作用下，把特征不同的水体联系起来形成水圈，并与大气圈、岩石圈、生物圈之间进行各种形式的水交换。
水圈的总质量约为1.41×lO18吨，占地壳总量的7％，为地球总量的0.2％，海水是水圈中最重要的组成部分，约占水圈总量的97.41％，*水仅占水圈不到3％，其中大部分储存在南北两极和山峰的冰雪中，流动的淡水仅为0.009％。
地球上大量的水不能被人类直接使用，而可供使用的淡水分布也是极不均匀的。
天然水的化学组成表现出自然界中物质的复杂性，由于天然水含有可溶性气体，可溶性盐类及各类有机物，这些组分的种类及其性质、含量不同而使天然水的组成、性质有很大区别。
4．生物圈(biosphere)
生物圈是指地球上有生命活动的区域及其居住环境的整体总和，是生活在大气圈、岩石圈和水圈中的生物活动的地方，生物圈是一个复杂的开放系统，是一个生命物质与非生命物质的自我调节系统，它是生物界和水、大气、岩石三个圈层长期相互作用的结果。
生物圈包括岩石圈的上部、水圈和大气圈的下部，在此范围内，几乎到处都有生物体的分布。由于水是生物生存所必需的条件，而波长小于290nm的短波辐射可引起生物的死亡，所以一般认为平流层中的臭氧层(距地面15～35km)就是生物圈的最高极限，实际上生物仅存
在于对流层中(距地面10km左右)，生物圈的下限在海洋中至少与海洋底部一致，在深海的底部不仅有微生物的存在，而且大型生物也可以生存。陆地生物圈的下限平均在大地水准面以下3～4公里的地方，此界限与最简单的有机体生活的最高温度相一致。
生物圈存在的基本条件是：能够得到足够的能量，以供应生命活动的需要，地球上生物圈的能量来源自太阳能；存在可被生物利用的液态水，所有的生物都含有大量水，没有水就没有生命；要有适宜生命生存和活动的温度条件；能提供生命物质所需的各种营养元素，包括氧、氮、碳、钾、钠、钙、铁等。
生物体是一系列复杂的有机物，由糖类、蛋白质、脂肪以及金属有机化合物等组成。对大量(6 000种以上)动物和植物分析的基础上，发现生物体含有60多种化学元素，其中O、C、H、N、Si、P、S、K、Na、Mg、Cl、Fe等是构成生物体的特征元素，它们的总重量占生物体总重的99％以上，剩下总量的百分之一是各种微量元素。
表1—12是地壳、海水和人体中含量最多的20种元素的组成比较。人体内元素含量高低的次序与地壳差别较大，而与海水中元素含量高低的次序较接近。生命起源于海洋，原始生命起源于原始海洋，因此在海洋环境中发展起来的原始生命在其组成中含有的元素就主要来自海洋本身丰度较大的元素。在生物体的长期进化过程中，逐渐由海洋走向陆地，其体内元素的组成虽然也经历了环境的变迁而产生的变化，然而仍保持了基本的遗传性。人类是生命发展的最高阶段，它是通过植物--动物--人发展而来的，因而人体内元素的组成也同样反映厂这种发展的过程。
表1-12 地壳、海水和人体中含量最多的20种元素的组成比较
元素
地壳(ppm)
元素
海水(ppm)
元素
人体(ppm)
O
Si
Al
Fe
Ca
Na
K
Mg
H
P
Mn
F
Ba
Sr
S
C
Zr
V
Cl
Cr
4.66×105
2.77×105
8.13×104
5.00×104
3.63×104
2.83×104
2.59×104
2.09×104
1.40×103
1.05×103
950
625
425
375
260
200
165
135
13
100
O
H
Cl
Na
Mg
S
Cu
K
Br
C
Sr
B
Si
F
N
Li
Rb
P
I
Ba
8.75×105
1.08×105
1.90×104
1.05×104
1.35×103
885
400
380
65
28
8.0
4.0
3.0
1.3
0.5
0.17
0.12
7×10-2
6×10-2
3×10-2
O
C
H
N
Ca
S
P
Na
K
Cl
Mg
Fe
Si
Zn
Rb
Cu
Sr
Br
Sn
I
6.28×105
1.94×105
9.3×104
5.1×104
1.4×104
6.4×103
6.3×103
2.6×103
2.2×103
1.8×103
4.0×102
50
40
25
9
4
4
2
2
1
有人曾将人和苜蓿草所含元素的种类和含量进行了测定对照(见表1—13人体和苜蓿的元 素组成)，结果发现，两者体内的元素种类大体相同，不仅如此，在人体所含的11种常量元素中，苜蓿草中除了钠以外，其它含量也高于万分之一，而且其含量高低次序也基本相同。这不能说是巧合，只能说是自然发展规律所决定的。由此也有助于进一步证明了生命起源于海洋，以及人类是由原始生命--植物--动物进化而来的。
表1-13 人体和苜蓿的元素组成
元素
苜蓿中含量(ppm)
人体中含量(ppm)
元素
苜蓿中含量(ppm)
人体中含量(ppm)
O
C
H
N
Ca
S
P
Na
K
Cl
Mg
Fe
Si
Zn
Rb
Cu
Sr
7.79×105
1.13×105
8.7×104
8.3×104
5.8×103
1.0×103
7.1×103
—
1.7×104
7.0×102
8.0×102
27
93
3.5
4.6
2.5
—
6.28×105
1.94×105
9.3×104
5.1×104
1.4×104
6.4×103
6.3×103
2.6×103
2.2×103
1.8×103
4.0×102
50
40
25
9
4
4
Br
Sn
Mn
I
Al
Pb
Ba
Mo
B
As
Co
Cr
Cd
Se
Li
V
Ni
0.5
—
3.6
0.025
25
—
—
1.0
7.0
—
0.02
—
—
—
—
—
—
2
2
1
1
0.5
0.5
0.3
0.2
0.2
0.05
0.04
0.02～0.04
—
—
0.03
0.03
0.04
B．Mason，Principles Of Geochemistry 3rd ed．，Wiley(1966)
因此一种元素能否在生物体内存在及其含量是多少，主要取决于两点，生物能否得到和生物能否利用，前者取决于生物所处的地球化学环境而后者又更多地取决于化学元素本身的性质。
迄今为止，在人体内已经发现了60余种元素，但不能因此说组*体的只有这60余种元素，由于测试手段的*，一些含量很低的元素尚未测出。可以肯定，随着分析测试技术的发展，更多的元素踪迹还可能在人体内发现。
在地球演化过程中，原始大气圈与原始地壳差不多同时形成，约在45亿年前左右，水圈的形成约在40亿年前左右，而生物的出现，生物圈的形成则较晚，约在30亿年以前，而人类的出现距今仅有100万～200万年。
生物圈的物质不像大气圈的物质分布那样均匀，并且处于不断变化的状态，生物圈物质的质量与其它地球圈层相比是微不足道的，它们的相对质量之比为：
生物圈：1
大气圈：300
水圈：691000
3．2 环境生态学基础
1．生态系统的组成和结构
生态学(ecology)是研究生物与其生活环境之间相互关系的科学。一个生物物种在一定范围内所有个体的总和在生态学中称为种群(population)；在一定的自然区域中许多不同种的生物的总和则称为群落(community)。生态系统(ecosystem)是指生物群落(biotic community)和非生物环境之间形成的一个功能整体，是生物与非生物部分构成的不断进行物质与能量交换的相对稳定的系统。生态系统是一个很广的概念，任何生物群落与其环境组成的自然体都可以视为一个生态系统，大至一片海洋、一个大洲，小至一条河流、一块草地，都是一个生态系统，城市、水库、公园、农田等也构成了人工生态系统。小的生态系统组成大的生态系统，简单的生态系统构成复杂的生态系统，地球上形形色色的生态系统合成为生物圈。生物圈本身就是一个无比复杂的生态系统，是地球上所有生物(包括人类在内)及其生存环境的总体。
任何一个生态系统，都是由生物和非生物环境两大部分组成的。
生物部分：
(1)生产者(procer)。主要是绿色植物以及一些光合细菌(photochemical synthesis bacterla)，即能利用简单的无机物制造食物的自养生物(autotrophic organism)，绿色植物通过光合作用(photosynthesis)把二氧化碳、水和无机盐转化成有机物质，把太阳能以化学能的形式固定在有机物质中，这些有机物是生态系统中其它生物维持生命活动的食物来源。因此，绿色植物是整个生态系统的物质生产者。此外，光合细菌也能把无机物合成有机物。如硝化细菌(nitrifying bacteria)能将氨氧化成为亚*和*，并利用氧化过程中释放的能量，把二氧化碳和水合成为有机物。
(2)消费者(consumer)。属于异养生物(heterotrophic orgamsm)，主要是那些以其它食物或有机质为食物的动物，也包括某些腐生或寄生的菌类。除生产者以外的所有生物都是消费者，它们直接或间接以植物为食物。根据其食性可区分为：草食动物(herbivore)，又称一级消费者；肉食动物(carnivore)，以草食动物为食的动物称二级消费者，或称一级肉食者，以一级肉食者为食的动物称为*消费者，或称二级肉食者；杂食动物(omnivora)，既是一级消费者，又是二级消费者或*消费者；寄生者(parasite)，是特殊的消费者，寄生在其它动、植物身体上，靠吸取宿主营养为生；腐生动物(scavengers)，以腐烂的动植物残体为食。
(3)分解者(decomposer)。又称还原者(recer)，也属于异养生物，主要是各种微生物，包括某些原生动物和腐食动物(如食枯木甲虫、白蚁、蚯蚓和某些软体动物等)。它们以动植物的残体和排泄物中的有机物质作为维持生命活动的食物来源，并把复杂的有机物分解为简单化合物，最终成为无机物质，归还到环境中，供生产者再度吸收利用。分解者在身体系统的物质循环和能量流动中具有重要意义。大约90％的陆地初级生成物都需经分解者分解归还大地，再经传递作用，输送给绿色植物进行光合作用。
非生物部分：
非生物环境是生态系统中生物赖以生存的物质和能量的源泉及活动的场所。包括太阳辐射能，参加物质循环的无机物(如02、CO2、H20、Ca2+、K+、PO43-等)以及连接生物和非生物成分的有机物(如蛋白质、糖类、脂类和腐殖质等)。
生态系统的组成可归纳成如图1—2所示。
图1-2 生态系统的组成
一个生态系统中的各种生物彼此互相由食物关系而连接起来，形成食物链(food chain)。例如兔子吃草，狐狸吃兔子，老虎又吃狐狸，可以表示为草--兔子--狐狸--老虎。食物链一般包括若干个环节，每个环节可作为一个营养级(trophic level)，而能量沿着食物链从一个营养级流动到另一个营养级。能量沿着太阳--生产者--消费者--分解者的途径流动，在这个过程中，能量不断散失。
消费者并不全都是在一个营养级中，草食者兔子是一级消费者，吃兔子的狐狸属于二级消费者，而吃狐狸的老虎则属于*消费者。一般说来，食物链的环节不会超过五个，因为能量在沿食物链营养级流动时不断减少，流经几个营养级后，所剩下能量已不足以再维持一个营养级的生命了。
在生态系统中，一种消费者常常不是只吃一种食物，而同一种食物又可能被不同的消费者所食。因此，各食物链又相互交错地连结在一起而形成复杂的食物网(food web)。
2．生态系统的能量流动
能量在生态系统中，沿着食物链(网)，在各个营养级之间进行单向的传递，食物链上的每一营养级都把前面一个营养级获得能量的一部分，用于维持自己生存和繁殖，然后把剩余的能量传递到后一营养级。能量顺着营养级顺序向后递减，前一级能量只能维持后一级少数生物需要，越向后，生物数目越少，形成一种金字塔形的营养级关系，称为能量金字塔(energy pyramid)。(见图1—3)
62.8
顶尖肉食动物
1323
肉食动物
6188
草食动物
36982
植物
通常后一级食物产量只等于或小于前一级的十分之一，称为“百分之十定律”(1aw of ten percent)。R．L Lindeman经过大量观察计算在1942年提出，动物营养级间能量转换效率最 高不超过20％，作保守估计为10％，这一理论解释了生态系统能量(或生物量)的金字塔现象， 由于营养级每上升一级能量就损失90％，因此生态系统的营养级不超过V级。据有人估计，海洋生态系统生产1 000千克浮游藻类，才能供养100千克无脊椎动物，后者又只够维持10千克鱼生存，而10千克鱼只能使人增加1千克体重。
3．环境的化学物质循环
化学物质在生态系统中的流动，称之为生物地球化学循环(biogeochemical cycle)，简称为物质循环。
人类和生物生存的生物圈是在大气圈、水圈和岩石圈的交会处，在太阳能的推动下，圈层里进行着能量的流动和物质的循环。生态系统的能流和物流，既密切相关，又有本质区别。能流沿食物链营养级向顶部方向流动，以热的形式吸收消耗，是单向的流动；而物流是循环的，从非生物环境到生物有机体内，再返回到非生物环境中，形成生物小循环和地球化学大循环。现代人类大规模的生产活动和消费活动，从自然界获取大量生存资源，又将大量废弃物还给自然界，从而参与了自然界的能量流动和物质循环过程。这种参与破坏了原有物质的动态平衡，并引起物质循环的障碍(物质的积累)从而出现环境污染问题。因而了解物质循环的规律对研究环境化学来说是必要的。
水循环(hydrologic cycle)：
水不但单独构成一个独立的地球化学圈水圈，而且也是生物圈中主要的组成部分。
生命诞生于海洋，任何生物机体大部分由水组成，自然界各种化学变化多在水中进行，人类的生产和消费活动离不开水。
自然界的水储量巨大，分布广泛，在太阳能和地表热的作用下，地球表面的水不断被蒸发成水蒸气，水分还可通过植物叶面的蒸腾(transpiration)作用进入大气。大气中的水蒸气遇冷又凝结为雨、雾等返回地面。这样的水循环在全球范围内(大循环)和各个地区内(小循环)不停地进行着。
水的自然循环是依靠其气、液、固三态易于转化的特性，借助太阳辐射和重力作用提供转化和运动能量来实现的。
水循环为生态系统中物质和能量的交换提供了基础，给物质间的化学反应提供了适宜的场所，成为物质传递的能量纽带。水参加的植物光合作用，既制造了维持生命的必需食品——糖类，同时又为生命呼吸提供必需的氧气，此外，水还能起调节气候、清洗大气和净化环境的作用。
水循环系统除了受到气象条件(温度、湿度、风速、风向等)和地理条件(地形、土壤、地质、植被等)自然因素影响外，人类活动也能不断改变原自然环境而影响水循环的过程。例如建筑水库、开凿河道、开发地下水等会改变水的径流路线、分布和运动状况；发展农业或砍伐森林会引起水的蒸发、下渗、径流等过程的变化。人类生产和生活排出的化学污染物，以各种形式进入水循环，并随循环而迁移、扩散，如排*气中的二氧化硫和氮氧化物形成酸雨，污染地面水和土壤。土壤和工业废弃物经雨水冲刷，其中的化学污染物随径流和渗透进入水循环而扩散。
碳循环(carbon cycle)：
碳是构成有机物质的中心元素，也是构成地壳岩石和矿物燃料(煤、石油、天然气)的主要成分。在地球各个圈层中碳的循环，主要是通过二氧化碳来进行的。在大气中C02的含量很少，仅为58000×1012mol，大量的CO：溶解在大洋的海水中，大约为2900000×1012mol，是空气中CO2含量的50倍，但是，最大量的碳是以碳酸盐沉积物的形式存储在地壳内，其总量达1700000000×1012mol。(见表1—14)
表1-14 碳循环中的活动库和储存库
库容(1012mol)
库容(1012mol)
活动库
作为溶液中的CO2或
大气圈
海洋表层
深海层
作为有机碳
陆地有机体
陆地腐烂的有机物
海洋有机体
海洋腐烂的有机物
58000
43000
2900000
38000
58000
830
250000
储存库
作为碳酸盐
碳酸盐沉积物
作为有机碳
化石燃料
1700000000
830000
总的活动库
3347830
总的储存库
1700830000
全球碳循环以下列方式进行：
(1)大气和生物圈之间的碳循环。
绿色植物吸收大气中的CO2以及根部吸收的水分通过光合作用转化为葡萄糖和多糖(淀粉、纤维素等)，并放出氧气。
植物体内的碳化合物经过食物链传递成为动物体内的碳化合物，植物和动物的呼吸作用将体内的部分碳转化成二氧化碳排*气。
动植物死亡后，残体内的碳经微生物分解后产生的二氧化碳排*气。
上述这一循环约需10—20年。
(2)大气和海洋之间的二氧化碳交换，是一个在气—水表面进行的溶解与解吸平衡过程。
上述两种碳的流动与交换过程数量达每年约1 000亿吨(以碳计)以上，且都属于较快的碳循环过程。
(3)碳酸盐岩石(石灰岩、白云石和碳质页岩)的形成和分解。
(4)矿物燃料(煤和石油)的形成和分解。
后两种碳的自然循环属缓慢形式，需时往往以亿万年计。
由于人类活动特别是矿物燃料的燃烧量大幅度增加，排放到大气中的二氧化碳浓度增大，这就破坏了自然界原有的平衡，可能导致气候异常，还会引起海水中的酸碱平衡和碳酸盐溶解平衡的变化。
氮循环(nitrogen cycle)：
氮是构成蛋白质及生物有机体的重要元素，它在环境中含量大而且变动量小的三种存在 形式是：大气中的氮气(N2)，海水中的溶解氮，沉积物中的有机氮，其余形态的氮则处于不断地复杂变化、流动和交换过程中。
表1-15 氮循环中的活动和储存库
库容(1012mol)
库容(1012mol)
活动库
作为无机氮
土壤
海洋
作为有机氮
陆地有机体
海洋有机体
腐烂的有机体
10000
7000
870
69
120000
储存库
作为N2
大气
海洋
作为形成岩石的矿物
沉积岩
地壳岩石
270000000
1400000
290000000
1000000000
总的活动库
138039
总的储存库
1561400000
大气中除含有大量分子态氮(3 900亿吨)外，还含有少量化合态氮如NH3(2 800万吨)、NO和N02(610万吨)等。后者在云、气溶胶粒子和雨滴中转化为NH广和NO于，并随雨、雪降落地面。大气中的N2和O2下雨时可在雷电作用下发生电离，生成*盐并经雨水带进土壤供生物利用，称之为大气固氮，但其量很少。
热心网友
时间：2023-10-16 16:06
有机质：一般用于生物领域，尤其是农业领域，狭义的是指的是所有可以被生物（包括微生物和植物酶）分解的有机物。
无机物：狭义的无机物定义就是：有机物以外的物质，包括盐类、无机酸类、碱等化合物物质和单质等。
腐殖质：指的是被生物分解时候的剩余的富含大量对植物有有利作用的土壤所含的物质，也对整个生态系统有直接的正面作用。
无机盐：就是无机类物质中的盐类，包括了强酸生成的盐类、无机弱酸产生的盐类以及一小部分的有机酸产生的盐类。
就定义而言就可以区分他们的区别了。之间有很多的联系，主要看他们用在哪个领域。
