Біогенні речовини

Біоге́нні речови́ни (елеме́нти) або біоге́ни (від грец. bios — життя, genos — народження) — речовини, що найбільш активно беруть участь в життєдіяльності водних організмів. До них належать мінеральні сполуки азоту (NH⁴⁺, NO²⁻, NO³⁻), фосфору (Н₂PO⁴⁻, HPO²⁻
₄, PO³⁻
₄), кремнію (HSiO³⁻, SiO²⁻
₃), заліза (Fe²⁺, Fe³⁺) і сполуки деяких мікроелементів.

Біогенна речовина створюється в результаті життєдіяльності організмів (наприклад, річковий рак за 20 років життя скидає 50 панцирів). Вона поділяється на необіогенну речовину, утворену існуючою у даний момент живою речовиною, і палеобіогенну речовину, що збереглася в складі гірських порід («життя, перетворене на камінь»). Крім того, не затихає інтерес до проблеми біогенної речовини позаземного походження.

Оновлення всієї живої речовини біосфери Землі здійснюється в середньому за 8 років. При цьому речовина наземних рослин (фітомаса суші) оновлюється приблизно за 14 років. В океані циркуляція речовини відбувається у багато разів швидше: вся маса живої речовини оновлюється за 33 дні, в той час як фітомаса океану — кожен день. Процес повної зміни вод в гідросфері здійснюється за 2800 років. В атмосфері зміна кисню відбувається за кілька тисяч років, а вуглекислого газу — за 6,3 року. Ці цифри показують, що геохімічний ефект діяльності живої речовини в біосфері проявляється не тільки протягом геологічного часу (мільйони і мільярди років), але ясно виражений навіть в межах часу історичного (тисячі років і менше^[1].

В залежності від займаної площі В. І. Вернадський розрізняв плівки життя (простежуються на величезних просторах — планктонні біоценози поверхні океану) і згущення життя (більш локальні скупчення — наприклад, Саргасове море, вперше описане Х. Колумбом 21 жовтня 1492 р.).

Склад

Вміст хім. елементів в організмах, в мг на 100 г сухої речовини (пор. дані; за Bowen, 1966), ВРЕ

Хім. елемент	Рослини		Тварини		Бактерії
	морські	наземні	морські	наземні
C	34500	45400	40000	46500	54000
O	47000	41000	40000	18600	23000
N	1500	3000	7500	10000	9600
Н	4100	5500	5200	7000	7400
Са	1000	1800	150-2000	20-8500	510
Mg	520	320	500	100	700
Na	3300	120	400-4800	400	460
К	5200	1400	500-3000	740	11500
Р	350	230	400-1800	1700-4400	3000
S	1200	340	500-1900	500	530
С1	470	200	500-9000	280	230
Si	150-2000	20-500	7-100	12-600	18
Fe	70	14	40	16	25
Си	1	1,4	0,4-5	0,24	4,2
Zn	15	10	0,6-150	16
Cd	0,04	0,06	0,015-0,3	<0,05
Sr	26-140	2,6	2-50	1,4
F	0,45	0,05-4	0,2	15-50
Br	74	1,5	6-100	0,6
I	3-150	0,042	0,1 — 15	0,043
Mn	5,3	63	0,1-6	0,02	3
Co	0,07	0,05	0,05-0,5	0,003
Ni	0,3	0,3	0,04 — 2,5	0,08
Cr	0,1	0,023	0,02-0,1	0,0075
Mo	0,045	0,09	0,06-0,25	<0,02
Se	0,08	0,02	--	0,17
V	0,2	0,16	0,014-0,2	0,015
В	12	5	2-5	0,05
Al	6	50(0,05-400)	1,5	0,4-10
Be	0,0001	<0,01		0,00003-
Ba	3	1,4	0,02-0,3	-0,0002 0,075
Li	0,5	0,01	0,1	<0,002
Rb	0,74	2	2	1,7
Cs	0,007	0,02	-	0,0064
Ti	1,2-8	0,1	0,02-2	<0,02
Ga	0,05	0,006	0,05	<0,0006
As	3	0,02	0,0005-0,03	<0.02
Ая	0,025	0,006	0,3-1,1	0,0006(?)
Au	0,0012	<0, 00005 —	0,00003-	0,000023(?)
Hg	0,003	-0,0002 0,0015	- 0,0008	0,0046
Zr	=<2	0,064	0,01-0,1	<0,03
Sn	0,1	<0,03	0,02-2	<0,015
Sb	-	0,006	0,02	0,0006
La	1	0,0085	0,01	0,00001
W	0,0035	0,007	0,00005--0,005	(?)
Pb	0,84	0,27	0,05	0,2
Bi	-	0,006	0,004-0,03	0,0004
U	-	0,0038	-	0,0013
Hf	<0,04	<0,001	-	0,004	0,004

Вміст хім. елементів в організмі ссавців, ВРЕ

Вміст елементів у % на суху речовину (порядок величин)	Групи елементів
	I	II	III
	незамінні	роль мало вивчена	роль невідома
101 — 10°	О, С, Н, N, Са
10° — 10−1	Р, К, С1, S, Na
10−1 — 10−2	Mg
10−2 — 10−3	Zn, Fe	Sr
10−3 — 10−4	Cu	Cd, Br	Li, Cs
10−3- 10−5	I	F	Sn
10−4 — 10−5	Mn, V	B, Si	Al, Ba, Cr
10−4 — 10−6	Mo		Rb
10−4 — 10−6		Be	Ag
10−5 — 10−6	Co	Ni	Ga, Ce, As, Hg, Pb, Bi, Ti
10−5 — 10−7	Se		Sb, U
10−6 — 10−7			Th
10−11 — 10−12			Ra

Потрапляння в навколишнє середовище

У природні води біогени потрапляють головним чином в результаті процесів життєдіяльності і посмертного розпаду водних тварин і рослинних організмів (процес регенерації біогенних елементів), з річковим стоком, атмосферними опадами і з різноманітними видами стічних вод. Концентрація біогенних речовин в природних водах зазвичай невелика і змінюється протягом року відповідно інтенсивності харчування ними фотосинтезуючих організмів.

Велика кількість біогенних речовин (особливо сполук N і Р) вносяться з комунально-господарськими, сільськогосподарськими та промисловими стічними водами, внаслідок чого їх концентрація значно збільшується в забруднених річках і водоймах. Підвищені концентрації біогенних речовин у воді сприяє підвищенню біологічної продуктивності водних об'єктів, що є причиною евтрофування.

Біогенні речовини	Незабруднені ріки	Забруднені ріки
нітрати млг/л	до 0,1	більше 1,0
нітрити	до 0,01	більше 0,1
амоній	0,01—0,1	більше 1,0
слолуки фосфору	0,001—0,01 до 0,1—0,5	більше 1,0
залізо	0,1—10	-
кремній	1—5	-

Див. також

• Абіогенна речовина
• Біогеохімічні ендемії
• Біогенні гірські породи
• Біогенні відклади

Джерела

• ВРЕ

Посилання

• Біогенні елементи // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 17.
• Евтрофування водойм // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 74.

Примітки

1. Лапо А. В. Следы былых биосфер, или рассказ о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологического прошлого. 2-е изд. — М.: Знание, 1987. — 208 с.