有机物
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有机物
有机物、有机材料或天然有机物是指在自然和工程、陆地和水生环境中发现的大量碳基化合物来源。它是由来自植物和动物等生物体的粪便和残骸的有机化合物组成的物质。有机分子也可以通过不涉及生命的化学反应制成。基本结构由纤维素、单宁、角质和木质素以及其他各种蛋白质、脂质和碳水化合物组成。有机物在营养物质在环境中的运动中非常重要,并在地球表面的水分保持中发挥作用。
有机物的形成
生物体由有机化合物组成。在生活中,它们将有机物质分泌或排泄到环境中,脱落叶子和根部等身体部位,在有机体死亡后,它们的身体被细菌和真菌的作用分解。更大分子的有机物质可以由已经分解的物质的不同部分聚合形成。天然有机物的组成取决于其来源、转化方式、年龄和存在环境,因此其生物理化功能因环境而异。
自然生态系统功能
有机物在整个生态系统中很常见,并且通过土壤微生物群落的分解过程循环,这对养分的可用性至关重要。经过降解和反应后,它可以通过水流进入土壤和主流水中。有机物为生物体提供营养。有机物在水溶液中充当缓冲剂,以维持环境中的中性pH值。已经提出缓冲作用组分与中和酸雨有关。
源循环
一些尚未在土壤中的有机物来自地下水。当地下水饱和土壤或周围的沉积物时,有机物可以在相间自由移动。地下水有自己的天然有机物来源,包括:
有机体分解成有机物,然后被运输和回收。并非所有的生物质都会迁移,有些是相当静止的,仅在数百万年的过程中才会转动。
土壤中的有机质来源于植物、动物和微生物。例如,在森林中,落叶和木质材料会落到森林地面上。这有时被称为有机材料。当它腐烂到无法辨认的程度时,它被称为土壤有机质。当有机物分解成稳定的物质,抵抗进一步分解时,它被称为腐殖质。因此,土壤有机质包括土壤中的所有有机质,不包括未腐烂的物质。土壤有机质的一个重要特性是它提高了土壤保持水分和养分的能力,并允许它们缓慢释放,从而改善植物生长的条件。腐殖质的另一个优点是它有助于土壤粘在一起,从而使线虫或微观细菌很容易腐烂土壤中的养分。有几种方法可以快速增加腐殖质的量。将堆肥、植物或动物材料/废物或绿肥与土壤混合会增加土壤中腐殖质的含量。<pclass=”mw-empty-elt”>
这三种材料为线虫和细菌提供营养,让它们茁壮成长并产生更多的腐殖质,这将为植物提供足够的营养来生存和生长。
有机物的分解
有机物的一种合适的定义是腐烂或分解过程中的生物材料,例如腐殖质。仔细观察腐烂过程中的生物材料会发现所谓的有机化合物(生物分子)在分解(分解)过程中。土壤分子分解的主要过程是通过细菌或真菌的酶催化。如果地球上不存在细菌或真菌,分解过程会进行得慢得多。
有机物的测量通常只测量有机化合物或碳,因此只是对曾经存在或分解的物质水平的近似值。有机物的一些定义同样只考虑有机物,仅指碳含量或有机化合物,而不考虑物质的来源或分解。从这个意义上说,并不是所有的有机化合物都是由生物体创造的,生物体不仅会留下有机物质。例如,蛤壳虽然是生物,但不含太多有机碳,因此在这个意义上可能不被视为有机物质。相反,尿素是可以在没有任何生物活性的情况下合成的许多有机化合物之一。有机物是异质的并且非常复杂。一般来说,有机物的重量是:
这些化合物的分子量可以在200到20,000amu之间剧烈变化,具体取决于它们是否重新聚合。多达三分之一的碳存在于芳族化合物中,其中碳原子通常形成六元环。由于共振稳定,这些环非常稳定,因此很难分解。芳香环也容易受到来自其他给电子或受电子材料的亲电和亲核攻击,这解释了可能聚合以产生更大的有机物质分子。土壤中的有机物和其他物质也会发生反应,产生前所未有的化合物。不幸的是,很难描述这些特征,因为首先对天然有机物质知之甚少。目前正在进行研究,以了解有关这些新化合物的更多信息以及其中有多少正在形成。
水
水生有机物可进一步分为两部分:(1)溶解有机物(DOM),以有色溶解有机物(CDOM)或溶解有机碳(DOC)计量,以及(2)颗粒有机物(POM)。它们通常通过可以通过0.45微米过滤器(DOM)和不能通过(POM)的过滤器来区分。
活力论
有机体与活的有机体的等式来自于现在已经被抛弃的生命主义观念,这种观念认为生命有一种特殊的力量,只有这种力量才能创造有机物质。1828年弗里德里希·沃勒(FriedrichWöhler)人工合成尿素后,这一想法首次受到质疑。