จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
วัฏจักรคาร์บอน เป็นวัฏจักรชีวธรณีเคมี ซึ่งคาร์บอนถูกแลกเปลี่ยนระหว่างสิ่งมีชีวิต, พื้นดิน, น้ำ และบรรยากาศของโลกคาร์บอนเป็นธาตุสำคัญธาตุหนึ่งของสิ่งมีชีวิต เป็นองค์ประกอบประมาณ 50%ของเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต และในรูปคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช การหมุนเวียนของคาร์บอนในระบบนิเวศแบ่งได้เป็น 3 แบบ ตามระยะเวลาที่ใช้ในการหมุนเวียนให้ครบรอบคือ ระยะสั้น ระยะกลางและระยะยาว[1]
การหมุนเวียนระยะสั้น[แก้]
เป็นการหมุนเวียนของคาร์บอนในรูปคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ เริ่มจากพืชตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศมาสังเคราะห์เป็นสารอินทรีย์ คาร์บอนจากบรรยากาศจึงเคลื่อนย้ายเข้าสู่พืช เกิดขึ้นได้ทั้งบนบกและในน้ำ ดังสมการ
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
ในการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมี บางส่วนถูกใช้ไป บางส่วนถูกเก็บสะสมในรูปคาร์โบไฮเดรต ซึ่งจะถ่ายทอดไปตามปรี
การย่อยสลายของจุลินทรีย์เกิดขึ้นได้สองสภาวะคือ สภาวะที่มีและไม่มีออกซิเจน ในสภาวะที่มีออกซิเจน คาร์บอนในสารอินทรีย์จะถูกปล่อยออกมาในรูปคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนในสภาวะไม่มีออกซิเจน คาร์บอนถูกปล่อยออกมาในรูปก๊าซมีเทน โดยการทำงานของแบคทีเรียกลุ่ม Methanogen ก๊าซมีเทนจะถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ โดยแบคทีเรียกลุ่ม Methylotroph เช่น Methylomonas [2]
คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นรูปหนึ่งของคาร์บอนที่เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีแสงของมีเทน หรือจากการเผาไหม้ของมวลชีวภาพ โดยปกติ คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นสารพิษต่อสิ่งมีชีวิต แต่ก็มีสิ่งมีชีวิตบางกลุ่มใช้คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นแหล่งพลังงานได้ เช่น Pseudomonas carboxidoflava และ Pseudomonas carboxydohydrogena ซึ่งจะเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์ให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ในสภาวะที่มีออกซิเจน ส่วนในสภาวะไม่มีออกซิเจน Methanosarcina barkeri จะเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นก๊าซมีเทน และ Clostridium thermoaceticum เปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นกรดน้ำส้ม [3]
การหมุนเวียนระยะยาว[แก้]
เป็นการหมุนเวียนของคาร์บอนผ่านระบบโครงสร้างของโลกทั้งในแผ่นดิน มหาสมุทรและหินปูน องค์ประกอบสำคัญของหินปูนคือแคลเซียมคาร์บอเนต หินปูนเป็นแหล่งสะสมคาร์บอนที่สำคัญของพื้นโลก การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและการกัดเซาะจะชะแคลเซียม ซิลิกา และคาร์บอนออกจากหินปูนดังสมการ
CaCO3 + CO2 → Ca2+ + 2HCO3-
CaSiO3 + 2CO2 + H2O → 2HCO3- + SiO2
สิ่งที่ได้จากการกัดเซาะจะลงสู่แม่น้ำและไปยังมหาสมุทร Ca2+ (แคลเซียมไอออน) และ HCO3- (ไบคาร์บอเนต) บางส่วนจะถูกไปใช้ในการสร้างโครงสร้างของสิ่งมีชีวิตที่มีแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นองค์ประกอบ เช่นเปลือกหอย บางส่วนกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์กลับสู่บรรยากาศ เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย จะถูกย่อยสลายได้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำลึก ซึ่งจะกลับสู่บรรยากาศเมื่อน้ำในบริเวณนั้นม้วนตัวขึ้นมา [4]
อ้างอิง[แก้]
- ↑ Mackenzie, F.T. 1995. Biogeochemistry InEncyclopedia of Environmental Biology. W.A. Nierenberg, editor. San diago: Academic Pres, Inc. pp 261-267, 270
- ↑ Atlas,R.M. and R. Bartha. 1998. Microbial Ecology: Fundamental and Application 4 edition. Menlo Park. Benjamin/Cummings. Science Plubishing.
- ↑ Atlas and Bartha. 1998, อ้างแล้ว
- ↑ Mackenzie, 1995. อ้างแล้ว
ดูเพิ่ม[แก้]
- วัฏจักรแคลเซียม
- วัฏจักรออกซิเจน
- การเผาไหม้
- การหายใจ
- การสังเคราะห์ด้วยแสง
�ѯ�ѡâͧ��� ���¶֧ �����ع���¹����¹�ŧ�ͧ��ӫ���繻�ҡ���ó����Դ����ͧ��������ҵ� ��������鹨ҡ�������觹�ӵ�ҧ � �� ���� �����ط� ����� �Ӥ�ͧ˹ͧ �֧ �����Һ �ҡ��ä�¹�Ӣͧ�ת �ҡ��âѺ���¢ͧ���¢ͧ����ժ��Ե ��Шҡ�Ԩ������ҧ � �����㹡�ô�ç���Ե�ͧ������ ����¢���㹺���ҡ�� ��з�������繤Ǻ�������ͧ������ � �繡���� ��ŧ���繽������١�������鹴Թ���ŧ������觹�ӵ�ҧ � ��ع���¹�����蹹���������
��ǡ�÷�������Դ�����ع���¹�ͧ���
1. �������ҡ�ǧ�ҷԵ�� ������Դ�������¢ͧ��Өҡ���觹�ӵ�ҧ � ��������Ӣ��������ҡ��
2. ������� ���·����������¡������������Ǣ��
3. ����������ѵ�� �Ѻ���¢ͧ�����͡����ٻ�ͧ�˧��� ������� ����������͡���������������ҡ��
4. �ת �ҡ��������º�����ͧ��� �դ�������ö㹡�ôٴ��Өҡ�Թ�ӹǹ�ҡ������������ǵ�ҧ � ����ʹ ��� � �͡ �� ����ӵ� ���Ǥ�¹��������ҡ�� ������ҹ��ФǺ���������ѹ�������е�ŧ���繽�����
����ҳ��ӷ������� ����ҳ��ӷ�赡ŧ��
�ҡ�����ط� 84% ������ط� 77%
�ҡ��鹴Թ 16% ����鹴Թ 23%
��� 100% ��� 100%
�ٻ��� 1.20 �ѯ�ѡ����ਹ
���ਹ��ͧ���Сͺ�Ӥѭ�ͧ�ô��������ͧ���Сͺ�ͧ�õչ�ء��Դ�����ժ��Ե �ת�����ਹ��� 2 �ٻ ������������ (ammonium ���� NH4 +) �����õ (nitrate ���� NO3 -) ���������㹺���ҡ�Ȩл�Сͺ�������ਹ�֧ 80% ��������ٻ��ҫ���ਹ (N2) ��觾ת�������ö�������� ���ਹ����ö�������ѯ�ѡ����ਹ�ͧ�к�������� 2 �ҧ���
1. ������ҧ���ਹ��������������������õ ���ŧ���Թ ��оת���繸ҵ���������͡����ԭ�Ժ��»�ԡ�������ʫ����Ū�� (assimilation)
2. ��õ�֧���ਹ (nitrogen fixation) �������§Ấ�����ºҧ��Դ��ҹ�鹷������ö���ҫ���ਹ㹺���ҡ������¹�����ਹ��ٻ���ת����ö��������Ấ�����¾ǡ����շ�駷������㹴Թ��з�����������ժ��Ե �� �������㹻��ҡ���� ���Ấ��������Թ��Ӿǡ�˹ᴧ (
) �͡�ҡ����ѧ��Ấ������������������Թ㹹�Ӻҧ��Դ 㹻Ѩ�غѹ��ü�Ե�������ਹ����ɵá��������������ਹ�Ӥѭ���������ਹ����к������
���ਹ�繸ҵ�������Ӥѭ���ת����ç���ҧ������Һ��ԫ�� �ѵ��Թ�ת��м��������ӴѺ�Ѵ���������ਹ�ҡ�ת����ͧ���������ҧ�õչ�����þѹ�ء��� ����;ת����ѵ����ŧ ����������¾ǡ�����Ấ����������ö�����������ਹ�����ժ��Ե����Ѻ�������������觾ת����ö���������ҹ��кǹ��÷�����¡��� ������Կ�पѹ (ammonification)
���ਹ�����Թ���������ö����¹��Ѻ��繡�ҫ���ਹ�¼�ҹ 2 ��кǹ��� ���
1. 乵�Կ�पѹ (nitrification) Ấ�����ºҧ��Դ�����������㹴Թ�����觾�ѧ�ҹ��з�����Դ
��õ� (NO2 -) �������¹����õ��觾ת�������
Nitrosomonas Nitrobacter
NH4 + (ammonium)
2. ��乵�Կ�पѹ (denitrification) ���Ҿ����͡��ਹ Ấ�����ºҧ��Դ����ö���ҧ�͡��ਹ���ͧ�ҡ��õ �����ż�Ե�繡�ҫ���ਹ��Ѻ�������ҡ��
���ҧ�á��� �����һ���ҳ���ਹ�����ع���¹��к�����ȷ�����Ƕ֧�����������ջ���ҳ�����ҡ ���ѯ�ѡ����ਹ㹸����ҵԡ�����Ŵ��»�ԡ����ҫ���Դ�¾ת��С���������¢ͧẤ������
�ٻ��� 1.21 �Ѯ�ѡ����ਹ
�ת�ҧ��Դ�ա�û�Ѻ����¹�ç���ҧ���ᵡ��ҧ�ҡ�ת���� �� �ת�Թ��ŧ�������ö��ԭ�Ժ���㹴Թ���Ҵ�ҵ�������Ӥѭ���ҧ���ਹ ��㹻�������վת����ʡ�� ���ª�Դ��������Ѳ�ҡ��㹡�ôѡ�Ѻ�ѵ����������� �� �Һ����ç ��Ҵ��Ӥ�ҧ ������͢�������ᡧ�ԧ ���͢�������ᡧ�ԧ����ǹ�ͧ㺷�˹�ҷ������¹����ʹѡ��ŧ ��������ա��������ٻ��������ͷç�٧��� ����չ����ҹ�����ŧ ���������� ������������ժ��Ե������Թ����� ���Թ����� ������ҵ�
�ٻ��� 1.22 �鹨͡����� ������Ҵ��Ӥ�ҧ (Drosera sp.)
�ٻ��� 1.23 �Һ����ç (Venus Fly Trap)
�ٻ��� 1.24 ���͢�������ᡧ�ԧ
��ͧ���Сͺ����¡������¹��ҫ���ਹ��ҡ��������������������������� ��кǹ��÷�����¡��� Haber - Bosch process ���ǹ��������·�����ҷ��繻������ਹ �ҡ��� Haber ��ӡ�÷��ͧ����ǡѺ��õ�֧���ਹ�ҡ�ҡ���繼������ ����������Ѻ�ҧ�������Ң���� � �.�. 1919
N2(g) + 3 H2(g)
��ԡ����ҷ���� Fe2O3 ��� Fe3O4�繵����觻�ԡ���������������س������٧�֧ 400 - 600 oC ��� 200 atm
��ҫ����ਹ��ҡ��ԡ����Ңͧ��ҫ���Ѻ���
CH4(g) + H2O (g)
�ٻ��� 1.25 Frit Haber (����) ��� Carl Boch (���)