Biologie H16
Systeem aarde en mens
16.1 - koolstofkringloop en klimaat
Afname CO2-concetratie in de atmosfeer → temperatuurdaling tot gevolg
→ eencellige autotrofe organismen konden zich ontwikkelen = systeem aarde van nu.
Enorme hoeveelheden koolstof in organische stoffen (suikers, eiwitten, vetten
enz.) vast in bodemvoorraden → sinks.
Vooral voorraden steenkool, aardolie en aardgas → fossiele brandstoffen.
Organisch materiaal vooral te vinden in de permafrostgebieden rond de Noordpool.
Kalkgesteenten → gevormd door chemische processen vanuit CO2.
Veel CO2 geproduceerde stoffen zitten in de biomassa van levende planten en dieren.
Koolstof kan vrijkomen door verschuiven van tektonische platen ( →
vulkaanactiviteit en erosie).
Koolstofsinks zoals fossiele brandstoffen en kalkgesteentes → langzame
koolstofkringloop.
→ 100 - 200 miljoen jaar
Koolstof in de snelle kringloop → minuten tot enkele duizende jaren.
Jaarlijks komt er door dissimilatie (afbraak organische stoffen in anorganische stoffen) veel
koolstof vrij als CO2.
Je lichaam zit vol koolstofverbindingen.
- Energievoorziening voor arbeid, transport en warmte.
- Grondstoffen om producten te maken.
→ vragen ook om koolstofverbindingen.
Verandering in de koolstofkringloop heeft gevolgen voor ons klimaat.
Co2 = broeikasgas, een gas dat in de atmosfeer een warmte-isolerende werking
heeft. (=natuurlijk effect → broeikaseffect).
Door de uitstoot van CO2 uit fossiele brandstoffen vergroot dit effect (=versterkte
broeikaseffect). → het meer dan normaal vasthouden van warmte door de
atmosfeer.
De atmosfeer bevat ook nog anderen broeikasgassen, zoals: waterdamp, CH4 en N2O.
Broeikasgassen hebben het vermogen warmte te absorberen. De energie straalt vervolgens
weer alles, overal naartoe (ook terug naar Aarde).
Broeikaseffect ontstaat door:
- 50% waterdamp
- 25% waterdruppels in lage bewolking
- 20% normale hoeveelheid CO2
- 5% andere broeikasgassen (methaan)
Oorzaak versterkt broeikaseffect → verhoogde CO2-concentratie in atmosfeer.
, Stoffen als CH4 (methaan) en N2O (distikstofmonoxide) spelen ook een rol bij het versterkte
broeikaseffect.
GWP (global warming potential) geeft aan hoeveel x sterker een gas is dan CO2.
CH4 = 25.
CH4 is afkomstig van het gebruik van:
- fossiele brandstoffen
- landbouw
- afvalstortplaatsen
- veeteelt
- moerasgas
Veel methaanbacteriën zitten vast in de waterlagen onder de permafrost. Door opwarming
van de aarde smelt deze permafrostlaag en is er extra CH4-vorming. Uit de permafrost
komt ook moerasgas vrij.
16.2 - Stikstofkringloop
Boeren bemesten hun land met mest. Een deel van de stikstof komt terrecht bij planten, ook
een deel wordt meegespoeld met rivieren = uitspoeling.
De meeste stikstof zit in de lucht. Enkele soorten bacteriën kunnen N2 uit de
lucht opnemen en koppelen aan organische stoffen →
stikstofbindingen/stikstoffixatie. Sommige soorten stikstofbindinde bacteriën leven vrij
in de bodem of in het water. Andere leven in symbiose met planten.
Reducenten in de bodem breken N-houdende organische stoffen af tot NO3- en
NH4 → groenbesmetting = het verrijken van de bodem met stikstof afkomstig uit
plantenresten.
Planten gebruiken de opgenomen stikstof om aminozuren, eiwitten en andere organische
stikstofhoudende verbindingen (DNA, ATP, enz.).
Extra stikstof is nodig om de voedselvoorziening voor het groeiende aantal bewoners op de
wereld bij te houden. Hier gebruikt de landbouw kunstmest voor. Kunstmest bevat vooral
fosfaat, kalium en stikstof (NO3-/NH4+) en is verrijkt met sporenelementen, wat uitputting
van sporenelementen in de bodem tegengaat.
Door regenwater kan NO3- uitspoelen en in het oppervlaktewater in de omgeving terrecht
komen = eutrofiëring (verrijking van het water met anorganische voedingsstoffen). Gevolg
van deze eutrofiëring is een explosieve toename van algen = algenbloei. Dit leidt weer
tot sterfte van andere waterplanten ( → geen fotosynthese). Met dit weer als
gevolg dat al het leven in de sloot sterft. Anaeroob water (geen O2) kan het
gevolg zijn: hypoxie.
Cyanobacteriën (blauwalgen) zijn foto-autotrofe bacteriën en hebben een blauwgroene
kleur.
Wetenschappers denken dat de N-toevoeging = N-fixatie door bacteriën.
Kunstmest is niet de enige menselijke bijdrage aan de stikstofkringloop. Hoewel N2-gas het
meest voorkomende gas in de atmosfeer is, zijn er ook andere N-gassen.
N2O en NOx komen vrij bij verbranding van fossiele brandstoffen.
Stikstofoxiden als NO en NO2 zijn erg reactief.
NO werkt in ons lichaam als neurtransmitter (=gladde spieren trekken samen).
Systeem aarde en mens
16.1 - koolstofkringloop en klimaat
Afname CO2-concetratie in de atmosfeer → temperatuurdaling tot gevolg
→ eencellige autotrofe organismen konden zich ontwikkelen = systeem aarde van nu.
Enorme hoeveelheden koolstof in organische stoffen (suikers, eiwitten, vetten
enz.) vast in bodemvoorraden → sinks.
Vooral voorraden steenkool, aardolie en aardgas → fossiele brandstoffen.
Organisch materiaal vooral te vinden in de permafrostgebieden rond de Noordpool.
Kalkgesteenten → gevormd door chemische processen vanuit CO2.
Veel CO2 geproduceerde stoffen zitten in de biomassa van levende planten en dieren.
Koolstof kan vrijkomen door verschuiven van tektonische platen ( →
vulkaanactiviteit en erosie).
Koolstofsinks zoals fossiele brandstoffen en kalkgesteentes → langzame
koolstofkringloop.
→ 100 - 200 miljoen jaar
Koolstof in de snelle kringloop → minuten tot enkele duizende jaren.
Jaarlijks komt er door dissimilatie (afbraak organische stoffen in anorganische stoffen) veel
koolstof vrij als CO2.
Je lichaam zit vol koolstofverbindingen.
- Energievoorziening voor arbeid, transport en warmte.
- Grondstoffen om producten te maken.
→ vragen ook om koolstofverbindingen.
Verandering in de koolstofkringloop heeft gevolgen voor ons klimaat.
Co2 = broeikasgas, een gas dat in de atmosfeer een warmte-isolerende werking
heeft. (=natuurlijk effect → broeikaseffect).
Door de uitstoot van CO2 uit fossiele brandstoffen vergroot dit effect (=versterkte
broeikaseffect). → het meer dan normaal vasthouden van warmte door de
atmosfeer.
De atmosfeer bevat ook nog anderen broeikasgassen, zoals: waterdamp, CH4 en N2O.
Broeikasgassen hebben het vermogen warmte te absorberen. De energie straalt vervolgens
weer alles, overal naartoe (ook terug naar Aarde).
Broeikaseffect ontstaat door:
- 50% waterdamp
- 25% waterdruppels in lage bewolking
- 20% normale hoeveelheid CO2
- 5% andere broeikasgassen (methaan)
Oorzaak versterkt broeikaseffect → verhoogde CO2-concentratie in atmosfeer.
, Stoffen als CH4 (methaan) en N2O (distikstofmonoxide) spelen ook een rol bij het versterkte
broeikaseffect.
GWP (global warming potential) geeft aan hoeveel x sterker een gas is dan CO2.
CH4 = 25.
CH4 is afkomstig van het gebruik van:
- fossiele brandstoffen
- landbouw
- afvalstortplaatsen
- veeteelt
- moerasgas
Veel methaanbacteriën zitten vast in de waterlagen onder de permafrost. Door opwarming
van de aarde smelt deze permafrostlaag en is er extra CH4-vorming. Uit de permafrost
komt ook moerasgas vrij.
16.2 - Stikstofkringloop
Boeren bemesten hun land met mest. Een deel van de stikstof komt terrecht bij planten, ook
een deel wordt meegespoeld met rivieren = uitspoeling.
De meeste stikstof zit in de lucht. Enkele soorten bacteriën kunnen N2 uit de
lucht opnemen en koppelen aan organische stoffen →
stikstofbindingen/stikstoffixatie. Sommige soorten stikstofbindinde bacteriën leven vrij
in de bodem of in het water. Andere leven in symbiose met planten.
Reducenten in de bodem breken N-houdende organische stoffen af tot NO3- en
NH4 → groenbesmetting = het verrijken van de bodem met stikstof afkomstig uit
plantenresten.
Planten gebruiken de opgenomen stikstof om aminozuren, eiwitten en andere organische
stikstofhoudende verbindingen (DNA, ATP, enz.).
Extra stikstof is nodig om de voedselvoorziening voor het groeiende aantal bewoners op de
wereld bij te houden. Hier gebruikt de landbouw kunstmest voor. Kunstmest bevat vooral
fosfaat, kalium en stikstof (NO3-/NH4+) en is verrijkt met sporenelementen, wat uitputting
van sporenelementen in de bodem tegengaat.
Door regenwater kan NO3- uitspoelen en in het oppervlaktewater in de omgeving terrecht
komen = eutrofiëring (verrijking van het water met anorganische voedingsstoffen). Gevolg
van deze eutrofiëring is een explosieve toename van algen = algenbloei. Dit leidt weer
tot sterfte van andere waterplanten ( → geen fotosynthese). Met dit weer als
gevolg dat al het leven in de sloot sterft. Anaeroob water (geen O2) kan het
gevolg zijn: hypoxie.
Cyanobacteriën (blauwalgen) zijn foto-autotrofe bacteriën en hebben een blauwgroene
kleur.
Wetenschappers denken dat de N-toevoeging = N-fixatie door bacteriën.
Kunstmest is niet de enige menselijke bijdrage aan de stikstofkringloop. Hoewel N2-gas het
meest voorkomende gas in de atmosfeer is, zijn er ook andere N-gassen.
N2O en NOx komen vrij bij verbranding van fossiele brandstoffen.
Stikstofoxiden als NO en NO2 zijn erg reactief.
NO werkt in ons lichaam als neurtransmitter (=gladde spieren trekken samen).
