Biologie hoofdstuk 18
Wereldwijde kringlopen
18.1 Koolstofkringloop
BINAS tabel 93F!
CO2 is een broeikasgas: een gas dat warmtestraling van de aarde vasthoudt.
Broeikaseffect: door broeikasgassen blijft zonnewarmte voor een deel in de
atmosfeer achter.
o Zorgt voor temp. van de aarde 15 C ̊
Versterkt broeikaseffect: het meer dan normaal vasthouden van warmte door de
atmosfeer hogere temp.
o Landijs smelt en oceaanwater zet uit stijging zeespiegel overstromingen.
o Warmer water meer verdamping ontstaan wolken en meer regen.
o Planten en dieren, aangepast aan koele streken, zullen uitsterven of steeds
meer naar het noorden trekken.
Methaan (CH4): moerasgas
o Ontstaat uit organisch materiaal onder zuurstofloze omstandigheden.
o CH4 houdt warmte 25x beter vast dan CO2 draagt dus fors bij aan het
versterkt broeikaseffect!
o Nu de aarde opwarm, ontdooit de permafrost laag steeds meer extra
organische stof voor de reducenten.
Methaanbacteriën:
o Behoren tot archeabacteriën groep bacteriën met enkelvoudig
celmembraan. (BINAS tabel 92A)
o Organismen die organische stoffen onder anaerobe omstandigheden
omzetten tot moerasgas.
o Heterotroof: kan geen organische stoffen maken uit anorganische stoffen.
o Leven in extreme omstandigheden: koud en hoge zoutconcentratie.
IJs in de bodem onttrekt water aan omgeving en zouten blijven achter.
o Een deel van de gemaakte CH4 oxideert in atmosfeer tot CO2.
Mensen planten bossen om het CO2- gehalte van de atmosfeer te laten dalen. De
bomen nemen veel CO2 uit de atmosfeer op. Tijdens de fotosynthese wordt hiermee
glucose en hieruit organische stoffen als zetmeel, cellulose, aminozuren, vetzuren en
grote hoeveelheden houtstof gemaakt. Pas als de bomen vergaan komt het CO 2 weer
terug in de atmosfeer. De aanplant van bossen zorgt voor max. 200 jaar aan CO2
reductie.
Vergaan van bomen kan veroorzaakt worden door vraat.
Detritus: dood, organisch materiaal (DOM)
De route die de CO2 neemt door planten, dieren en reducenten is de snelle
koolstofkringloop.
In water wordt de CO2 opgelost tot de vorm HCO3-. Dit ion wordt door algen en
andere waterplanten gebruikt in de fotosynthese. Hiermee start de voedselketen in
het water. Door dode algen die naar de bodem zinken daalt het CO2 gehalte in de
, atmosfeer. Wanneer zeedieren het opnemen en er kalk van maken voor hun
schelpen komt het weer terug in de atmosfeer door verwering van de schelpen.
Deze koolstof is deel van de langzame koolstofkringloop.
18.2 Stikstofkringloop
Stikstofbinding / stikstoffixatie = Wanneer stikstofbindende bacteriën N2 uit de
lucht opnemen en het koppelen aan organische stoffen.
Leghemoglobine = Bindt O2 in een plant.
Sommige stikstofbindende bacteriën leven in symbiose met planten, zoals
Rhizobiumbacteriën. Onder zuurstofarme omstandigheden (door de
leghemoglobine) bindt de bacterie N2 en vormt ammoniumionen (NH4+) en
aminozuren. In ruil voor organische stoffen zoals glucose krijgt de plant deze
stikstofhoudende producten van de bacterie.
Groenbemesting= Wanneer een plant sterft en na afbraak van de plant
stikstofverbindingen in de bodem komen.
Uitspoeling = Wanneer bijvoorbeeld stikstofzouten, met het bodemwater
meegevoerd, door veel regenval uit de bodem spoelen, wat leidt tot eutrofiëring van
het oppervlaktewater.
Problemen door te veel stikstofzouten (mede door kunstbemesting):
o Eutrofiëring oppervlaktewater door uitspoeling (zie hierboven) → Heel veel
algengroei in bijvoorbeeld sloten → Waterplanten onder de algenlaag sterven
door gebrek aan licht > Reducenten breken organisch materiaal af en
gebruiken heel veel O2 → Waterdieren sterven
Nitraat (NO3-) is het gewenste bestanddeel van kunstmest. Voor de rest bevat het
fosfaat en kalium.
Overschot aan bodemzouten = Landbouwgewassen kunnen niet al die stikstof-,
kalium- en fosforzouten opnemen en hierdoor gaan er meer zouten de bodem in dan
er via de landbouwgewassen van het land afkomen.
Bij verbranding van fossiele brandstoffen ontstaan lachgas en andere stikstofoxiden;
Via biologische N-fixatie kunnen voor planten bruikbare stikstofverbindingen
ontstaan. In de atmosfeer ontstaan onder invloed van bliksem, verkeer of industrie
stikstofoxiden (NOx), die planten als NO3- -ionen kunnen opnemen;
Stikstofverbindingen kunnen uitspoelen met het grondwater of door denitrificatie als
N2 of N20 (lachgas, 3flfl keer sterker broeikasgas dan CO2) in de atmosfeer
terechtkomen;
Reducenten breken tijdens de ammonificatie organische stikstofverbindingen in de
bodem af tot NH3. Tijdens nitrificatie in de bodem ontstaat vervolgens NO2- en daarna
NO3-. Planten kunnen zowel NH4+ als NO3- opnemen.
Ammonificatie = Wanneer ammonificerende bacteriën stikstofhoudende organische
stoffen zoals ureum (urobacteriën) en eiwitten (rottingsbacteriën) afbreken, waarbij
NH3 (ammoniak) ontstaat, dat in water ammoniumionen vormt (NH4+).
Twee groepen nitrificerende bacteriën:
o 1. Nitrietbacteriën maken met behulp van 02 uit NH4+ nitriet (NO2-).
o 2. Nitraatbacteriën zetten vervolgens NO2- om in NO3- (nitraat).
Wereldwijde kringlopen
18.1 Koolstofkringloop
BINAS tabel 93F!
CO2 is een broeikasgas: een gas dat warmtestraling van de aarde vasthoudt.
Broeikaseffect: door broeikasgassen blijft zonnewarmte voor een deel in de
atmosfeer achter.
o Zorgt voor temp. van de aarde 15 C ̊
Versterkt broeikaseffect: het meer dan normaal vasthouden van warmte door de
atmosfeer hogere temp.
o Landijs smelt en oceaanwater zet uit stijging zeespiegel overstromingen.
o Warmer water meer verdamping ontstaan wolken en meer regen.
o Planten en dieren, aangepast aan koele streken, zullen uitsterven of steeds
meer naar het noorden trekken.
Methaan (CH4): moerasgas
o Ontstaat uit organisch materiaal onder zuurstofloze omstandigheden.
o CH4 houdt warmte 25x beter vast dan CO2 draagt dus fors bij aan het
versterkt broeikaseffect!
o Nu de aarde opwarm, ontdooit de permafrost laag steeds meer extra
organische stof voor de reducenten.
Methaanbacteriën:
o Behoren tot archeabacteriën groep bacteriën met enkelvoudig
celmembraan. (BINAS tabel 92A)
o Organismen die organische stoffen onder anaerobe omstandigheden
omzetten tot moerasgas.
o Heterotroof: kan geen organische stoffen maken uit anorganische stoffen.
o Leven in extreme omstandigheden: koud en hoge zoutconcentratie.
IJs in de bodem onttrekt water aan omgeving en zouten blijven achter.
o Een deel van de gemaakte CH4 oxideert in atmosfeer tot CO2.
Mensen planten bossen om het CO2- gehalte van de atmosfeer te laten dalen. De
bomen nemen veel CO2 uit de atmosfeer op. Tijdens de fotosynthese wordt hiermee
glucose en hieruit organische stoffen als zetmeel, cellulose, aminozuren, vetzuren en
grote hoeveelheden houtstof gemaakt. Pas als de bomen vergaan komt het CO 2 weer
terug in de atmosfeer. De aanplant van bossen zorgt voor max. 200 jaar aan CO2
reductie.
Vergaan van bomen kan veroorzaakt worden door vraat.
Detritus: dood, organisch materiaal (DOM)
De route die de CO2 neemt door planten, dieren en reducenten is de snelle
koolstofkringloop.
In water wordt de CO2 opgelost tot de vorm HCO3-. Dit ion wordt door algen en
andere waterplanten gebruikt in de fotosynthese. Hiermee start de voedselketen in
het water. Door dode algen die naar de bodem zinken daalt het CO2 gehalte in de
, atmosfeer. Wanneer zeedieren het opnemen en er kalk van maken voor hun
schelpen komt het weer terug in de atmosfeer door verwering van de schelpen.
Deze koolstof is deel van de langzame koolstofkringloop.
18.2 Stikstofkringloop
Stikstofbinding / stikstoffixatie = Wanneer stikstofbindende bacteriën N2 uit de
lucht opnemen en het koppelen aan organische stoffen.
Leghemoglobine = Bindt O2 in een plant.
Sommige stikstofbindende bacteriën leven in symbiose met planten, zoals
Rhizobiumbacteriën. Onder zuurstofarme omstandigheden (door de
leghemoglobine) bindt de bacterie N2 en vormt ammoniumionen (NH4+) en
aminozuren. In ruil voor organische stoffen zoals glucose krijgt de plant deze
stikstofhoudende producten van de bacterie.
Groenbemesting= Wanneer een plant sterft en na afbraak van de plant
stikstofverbindingen in de bodem komen.
Uitspoeling = Wanneer bijvoorbeeld stikstofzouten, met het bodemwater
meegevoerd, door veel regenval uit de bodem spoelen, wat leidt tot eutrofiëring van
het oppervlaktewater.
Problemen door te veel stikstofzouten (mede door kunstbemesting):
o Eutrofiëring oppervlaktewater door uitspoeling (zie hierboven) → Heel veel
algengroei in bijvoorbeeld sloten → Waterplanten onder de algenlaag sterven
door gebrek aan licht > Reducenten breken organisch materiaal af en
gebruiken heel veel O2 → Waterdieren sterven
Nitraat (NO3-) is het gewenste bestanddeel van kunstmest. Voor de rest bevat het
fosfaat en kalium.
Overschot aan bodemzouten = Landbouwgewassen kunnen niet al die stikstof-,
kalium- en fosforzouten opnemen en hierdoor gaan er meer zouten de bodem in dan
er via de landbouwgewassen van het land afkomen.
Bij verbranding van fossiele brandstoffen ontstaan lachgas en andere stikstofoxiden;
Via biologische N-fixatie kunnen voor planten bruikbare stikstofverbindingen
ontstaan. In de atmosfeer ontstaan onder invloed van bliksem, verkeer of industrie
stikstofoxiden (NOx), die planten als NO3- -ionen kunnen opnemen;
Stikstofverbindingen kunnen uitspoelen met het grondwater of door denitrificatie als
N2 of N20 (lachgas, 3flfl keer sterker broeikasgas dan CO2) in de atmosfeer
terechtkomen;
Reducenten breken tijdens de ammonificatie organische stikstofverbindingen in de
bodem af tot NH3. Tijdens nitrificatie in de bodem ontstaat vervolgens NO2- en daarna
NO3-. Planten kunnen zowel NH4+ als NO3- opnemen.
Ammonificatie = Wanneer ammonificerende bacteriën stikstofhoudende organische
stoffen zoals ureum (urobacteriën) en eiwitten (rottingsbacteriën) afbreken, waarbij
NH3 (ammoniak) ontstaat, dat in water ammoniumionen vormt (NH4+).
Twee groepen nitrificerende bacteriën:
o 1. Nitrietbacteriën maken met behulp van 02 uit NH4+ nitriet (NO2-).
o 2. Nitraatbacteriën zetten vervolgens NO2- om in NO3- (nitraat).
