Біогенні елементи

Коротко

• Вуглець, водень, кисень і азот разом дають близько 96–98 % маси живої речовини.
• У тілі людини майже 99 % маси припадає на шість елементів: кисень, вуглець, водень, азот, кальцій і фосфор.
• У водоймах біогени — це насамперед нітрати, нітрити, амоній і фосфати; їх концентрація змінюється за сезонами.
• Надлишок азоту й фосфору зі стічних вод і полів спричиняє евтрофування — «цвітіння» води.

Якби висушити й розкласти на елементи будь-яку рослину чи тварину, більшу частину маси дали б лише чотири хімічні елементи — вуглець, водень, кисень і азот. Разом вони становлять приблизно 96–98 % маси живої речовини. Їх, а також фосфор, сірку й низку інших елементів, без яких організм не може існувати, називають біогенними.

Елементи живої речовини

Біогенні елементи зазвичай поділяють за вмістом в організмі:

• макроелементи — вуглець, водень, кисень, азот, фосфор, сірка, а також калій, кальцій, магній, натрій, хлор;
• мікроелементи — залізо, мідь, цинк, марганець, йод та інші, потрібні в дуже малих кількостях.

Вуглець утворює скелет органічних молекул. Азот входить до амінокислот і нуклеїнових кислот, фосфор — до ДНК, РНК, АТФ і кісток, сірка — до деяких амінокислот. У рослин макроелементами вважають вуглець, водень, кисень, азот, фосфор, калій, сірку, кальцій і магній; перші три інколи не згадують, бо рослина отримує їх з повітря й води.

Склад людського тіла

Близько 99 % маси тіла людини припадає на шість елементів. Частки за масою, за даними довідкових зведень:

Елемент	Частка маси тіла
Кисень	≈ 65 %
Вуглець	≈ 18,5 %
Водень	≈ 9,5 %
Азот	≈ 2,6 %
Кальцій	≈ 1,3 %
Фосфор	≈ 0,6 %

Висока частка кисню й водню пояснюється тим, що більша частина тіла — вода.

Біогени у природних водах

У гідрохімії й екології біогенними речовинами називають сполуки, які найактивніше споживають водні організми: мінеральні сполуки азоту (амоній, нітрити, нітрати), фосфору (фосфати), а також заліза, кремнію й деяких мікроелементів. До води вони потрапляють під час розкладання решток організмів, з річковим стоком, атмосферними опадами й стічними водами. Концентрація біогенів у чистій воді невелика й змінюється протягом року залежно від того, наскільки інтенсивно їх споживають фотосинтезувальні організми.

Для оцінки стану річок орієнтуються на такі значення (мг/л):

Речовина	Незабруднені річки	Забруднені річки
Нітрати	до 0,1	понад 1,0
Нітрити	до 0,01	понад 0,1
Амоній	0,01–0,1	понад 1,0
Сполуки фосфору	від 0,001–0,01 до 0,1–0,5	понад 1,0

Евтрофування

Комунальні, сільськогосподарські й промислові стоки приносять у водойми надлишок азоту й фосфору. Біологічна продуктивність водойми різко зростає: масово розвиваються водорості, вода «цвіте». Це явище називають евтрофуванням, або евтрофікацією.

Запитання

Які елементи належать до біогенних?

Насамперед вуглець, водень, кисень, азот, фосфор і сірку — з них будуються білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи й жири. Важливу роль відіграють також калій, кальцій, магній, натрій і хлор, а в малих кількостях — мікроелементи: залізо, мідь, цинк, йод та інші.

Чому біогенні речовини вважають забрудненням води?

У малих концентраціях вони потрібні водним рослинам і водоростям. Коли ж зі стічними водами й з полів надходить забагато азоту та фосфору, водорості розмножуються масово, а після їх відмирання розкладання поглинає кисень. Від його нестачі гине риба й погіршується якість води.

Див. також

• Азот Атомна маса — 14,007; молекула N₂ з потрійним зв’язком дуже міцна, тому за звичайних умов азот хімічно інертний.
• Біогеоценоз Термін запровадив академік Володимир Сукачов 1942 року.
• Біологічне очищення стічних вод Метод відтворює природне самоочищення річок і водойм, але в контрольованих умовах.
• Розділ «Екологія та охорона природи» Взаємодія організмів із середовищем, природоохоронні території та заходи.

Джерела

1. Біогенні речовини — Вікіпедія (українська)
2. Макроелементи — Вікіпедія (українська)
3. Composition of the human body — Wikipedia (англійська)

Статтю написано редакцією словника за наведеними джерелами; дати й факти звірено між ними. Якщо джерела розходяться, це сказано в тексті.