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생지화학적 순환 (환경 화학)

생지화학적 순환은 원소가 대기권, 수권, 암석권, 생물권 사이에서 어떻게 이동하고 변형되는지를 추적하며, 행성 규모에서 화학, 생물학, 지질학을 연결합니다.

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Definition

지구의 환경 구획과 살아있는 유기체를 통해 원소의 순환적 이동과 화학적 변형을 화학적 관점에서 다루는 학문.

Scope

이 분야는 탄소, 질소, 인, 황 및 미량 원소의 전 지구적 순환을 다루며, 이들을 연결하는 저장소, 흐름 및 화학적 변형을 포함합니다. 환경 화학 내에서는 순환을 구동하는 화학 반응 및 산화 상태 변화와 인간 활동이 이들을 어떻게 교란시켰는지에 중점을 둡니다.

Sub-topics

Core questions

  • 각 원소의 주요 저장소와 흐름은 무엇인가?
  • 어떤 화학적 및 미생물적 변형이 각 순환을 구동하는가?
  • 순환들은 서로 그리고 기후와 어떻게 연결되어 있는가?
  • 인간 활동이 전 지구적 원소 순환을 어떻게 변화시켰는가?

Key theories

원소 순환의 저장소-흐름 모델
각 원소의 전 지구적 순환은 흐름으로 연결된 저장소로 표현됩니다. 이들과 인간 활동에 의한 교란을 정량화함으로써 대기 중 이산화탄소 축적과 같은 불균형을 평가할 수 있습니다.
생지화학적 순환의 연계
탄소, 질소, 인 순환은 생물학적 생산의 화학량론을 통해 연결되어 있으므로, 하나의 순환을 교란하면 다른 순환에도 영향을 미칩니다.

Mechanisms

순환은 광합성, 호흡, 풍화, 퇴적 및 인간의 투입에 의해 매개되는 흐름으로 연결된 저장소로 구성됩니다. 미생물 산화환원 반응은 산화 상태를 상호 변환하며, 생물학적 화학량론은 순환을 서로 연결하여 교란에 공동으로 반응하게 합니다.

Clinical relevance

생지화학적 순환은 기후 변화, 부영양화, 대기 및 수질 문제의 근간을 이루며, 화석 연료 사용 및 비료 생산의 행성 규모 결과를 설명합니다.

History

생지화학은 베르나츠키(Vernadsky)의 생물권 개념과 허친슨(Hutchinson)의 정량적 순환 분석에서 시작되었으며, 탄소 및 질소 순환에 대한 인간의 교란이 측정 가능해지면서 지구 변화 과학으로 발전했습니다.

Key figures

  • Vladimir Vernadsky
  • G. Evelyn Hutchinson
  • William H. Schlesinger

Related topics

Seminal works

  • schlesinger2013
  • falkowski2000
  • galloway2008

Frequently asked questions

이것이 생태학의 생지화학적 순환과 어떻게 관련되는가?
동일한 전 지구적 순환을 다루지만, 풀(pools), 흐름(fluxes), 유기체에 대한 생태계 생태학적 관점을 보완하여 화학 반응 및 산화 상태 변화를 강조합니다.

Methods for this concept

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