유기물

Organic matter
생물학적 물질에서 다른 의미를 찾을 수 있다(명료화)

유기물, 유기물 또는 천연유기물은 자연환경, 공학환경, 육상환경, 수생환경에서 발견되는 탄소계 화합물의 대규모 공급원을 말한다.그것은 식물과 [1]동물과 같은 유기체의 배설물과 잔해에서 나온 유기 화합물로 구성된 물질이다.유기 분자는 [2]생명체가 관여하지 않는 화학 반응에 의해서도 만들어질 수 있다.기본 구조는 셀룰로오스, 타닌, 큐틴, 리그닌과 다른 다양한 단백질, 지질, 탄수화물로 만들어진다.유기물은 환경 내 영양소의 이동에 매우 중요하며 [3]지구 표면에 수분을 유지하는 역할을 한다.

형성

생물은 유기 화합물로 구성되어 있다.살아 있는 동안, 그들은 유기 물질을 환경에 분비하거나 배설하고, 잎과 뿌리 같은 신체 부위를 떨어뜨리고, 유기체가 죽은 후, 그들의 몸은 세균과 곰팡이의 작용에 의해 분해된다.이미 분해된 물질의 다른 부분의 중합으로 [citation needed]더 큰 유기물 분자가 형성될 수 있습니다.자연유기물의 구성은 그 기원, 형질전환 모드, 나이, 기존 환경에 따라 다르므로 생물물리화학적 기능은 [4]환경에 따라 다르다.

자연 생태계 기능

유기물은 생태계 전체에 공통적으로 존재하며 영양소 [5]가용성에 중요한 토양 미생물 군집들에 의해 분해 과정을 통해 순환된다.분해 및 반응 후 수류를 통해 토양 및 주류로 이동할 수 있습니다.유기물은 생물에게 영양을 공급한다.유기물은 수용액에서 완충제 역할을 하여 환경에서 중성 pH를 유지한다.완충 작용 구성요소는 산성비를 [6]중화시키는 것과 관련이 있는 것으로 제안되었다.

소스 사이클

아직 토양에 존재하지 않는 유기물은 지하수에서 나온다.지하수가 주변의 토양이나 침전물을 포화시키면 유기물은 상들 사이를 자유롭게 이동할 수 있다.지하수에는 다음과 같은 천연 유기물의 원천이 있습니다.

  • 케로겐과 석탄과 같은 유기물 퇴적물
  • 토양 및 침전물 유기물
  • 하천, 호수,[7] 해양 시스템에서 지표면으로 침투하는 유기물"이라고 말했다.

유기체는 유기물로 분해되고, 유기물은 운반되고 재활용된다.모든 바이오매스가 이주하는 것은 아니며, 일부는 수백만 [8]년 동안만 변화하면서 오히려 정지해 있습니다.

토양 유기물

주요 기사:토양 유기물

토양에 있는 유기물은 식물, 동물, 미생물에서 유래한다.예를 들어 숲에서는 나뭇잎 더미와 목질 물질이 숲 바닥에 떨어집니다.이것은 유기물이라고 [9]불리기도 한다.그것이 더 이상 알아볼 수 없을 정도로 부패할 때, 그것은 토양 유기물이라고 불린다.유기물이 더 이상 분해되지 않는 안정적인 물질로 분해되면 부식이라고 불립니다.따라서 토양 유기물은 [10]부패하지 않은 물질을 제외한 토양 내의 모든 유기물로 구성되어 있다.

토양유기물의 중요한 특성은 토양에 수분과 영양분을 저장하는 능력을 향상시키고 배출을 느리게 하여 식물 생육 조건을 개선한다는 것이다.부식균의 또 다른 장점은 선충, 즉 현미경 박테리아가 [11]흙의 영양분을 쉽게 부패시킬 수 있도록 흙이 서로 붙는 것을 돕는다는 것이다.

부식의 양을 빠르게 증가시키는 몇 가지 방법이 있다.퇴비, 식물 또는 동물성 물질/폐기물, 또는 녹비료를 토양과 결합하면 토양에 부식물이 많아집니다.

  1. 퇴비: 분해된 유기물.
  2. 식물 및 동물의 재료 및 폐기물: 죽은 식물 또는 식물 폐기물(잎이나 덤불이나 나무 트리밍 등) 또는 동물의 배설물.
  3. 녹색 비료: 토양과 혼합되는 유일한 목적으로 재배되는 식물 또는 식물 재료.

이 세 가지 물질은 선충과 박테리아가 번성할 수 있도록 영양분을 공급하고 더 많은 부식액을 생산하는데, 이것은 식물이 생존하고 [11]자랄 수 있는 충분한 영양분을 제공할 것입니다.

프라이밍 효과

프라이밍 효과는 토양 유기물(SOM) 교환의 자연적 과정에 큰 변화가 일어나는 것이 특징이며,[12] 토양에 대한 비교적 완만한 개입으로 인해 발생합니다.이 현상은 일반적으로 신선한 유기물(FOM)[13]의 입력에 펄스 또는 연속적인 변화가 원인입니다.프라이밍 효과는 보통 FOM 입력과 같은 트리거에 의한 광물질화의 가속화를 초래합니다.이러한 분해 증가의 원인은 종종 FOM에서 방출되는 높은 에너지 및 영양소 가용성으로 인한 미생물 활동 증가에 기인한다.FOM을 투입한 후, 특수 미생물은 빠르게 성장하며 새로 첨가된 [14]유기물만 분해한다고 믿어진다.이러한 지역에서 SOM의 회전율은 벌크 [13]토양보다 최소 1배 이상 높다.

유기물 투입 외에 이러한 단기적인 이직률 변화를 초래하는 토양 처리에는 "광물 비료의 투입, 뿌리에 의한 유기물의 삼출, 토양에 대한 단순한 기계적 처리 또는 건조 및 재습"[12]이 포함된다.

프라이밍 효과는 토양과 첨가된 물질의 반응에 따라 양 또는 음이 될 수 있다.양의 프라이밍 효과는 광화의 가속화를 가져오고, 음의 프라이밍 효과는 고정화를 일으켜 N을 이용할 수 없게 한다.대부분의 변화가 C와 N 풀에서 기록되었지만, 프라이밍 효과는 인과 유황뿐만 아니라 다른 [12]영양소에서도 발견될 수 있습니다.

뢰니스는 1926년 녹색 비료 분해와 토양 내 콩 식물에 대한 영향을 연구함으로써 프라이밍 효과 현상을 최초로 발견했다.그는 토양에 신선한 유기 잔류물을 첨가할 때 부식질 N에 의한 광물질화가 심화된다는 것을 알아챘다.하지만 1953년이 되어서야, 빙만은 "유기 토양의 분해에 대한 유기 물질의 첨가 효과"라는 제목의 논문에서 프라이밍 효과라는 용어를 부여했다.프라이밍 효과가 생성되기 전에는 프라이밍 작용, 질소 첨가 상호작용(ANI), 추가 N 및 추가 [12]N을 포함한 몇 가지 다른 용어가 사용되었습니다.이러한 초기 기여에도 불구하고, 1980년대와 1990년대까지 프라이밍 [13]효과의 개념은 널리 무시되었다.

프라이밍 효과는 많은 다른 연구에서 발견되었으며 대부분의 식물 [15]토양 시스템에서 나타나는 일반적인 발생으로 간주됩니다.그러나 프라이밍 효과로 이어지는 메커니즘은 처음에 생각했던 것보다 더 복잡하며 여전히 일반적으로 [14]오해를 받고 있다.

프라이밍 효과의 원인을 둘러싸고 많은 불확실성이 존재하지만, 최근 연구에서 몇 가지 명백한 사실이 밝혀졌다.

  1. 프라이밍 효과는 토양에 물질을 첨가한 후 즉시 또는 매우 짧은 시간(잠재적으로 며칠 또는 [13]몇 주)에 발생할 수 있습니다.
  2. 이러한 영양소가 부족한 토양에 비해 C와 N이 풍부한 토양에서 프라이밍 효과가 더 큽니다.
  3. 멸균 환경에서는 실제 프라이밍 효과가 관찰되지 않았습니다.
  4. 토양에 [12]첨가되는 처리량이 증가함에 따라 프라이밍 효과의 크기가 커집니다.

최근의 연구결과는 토양계통에 작용하는 동일한 프라이밍 효과 메커니즘이 수생 환경에도 존재할 수 있음을 시사하며,[13][16] 이는 향후 이 현상에 대한 광범위한 검토가 필요하다는 것을 시사한다.

분해

유기물에 대한 적절한 정의 중 하나는 부식이나 부패 과정에서의 생물학적 물질이다.부패하는 과정에서 생물학적 물질을 자세히 보면 분해(분열) 과정에서 이른바 유기 화합물(생물학적 분자)이 드러난다.

토양 분자가 분해되는 주요 과정은 세균이나 곰팡이 효소 촉매 작용에 의한 것이다.만약 박테리아나 곰팡이가 지구에 존재하지 않았다면, 부패 과정은 훨씬 더 느리게 진행되었을 것이다.

유기화학

주요 기사:유기화학

유기물의 측정은 일반적으로 유기화합물 또는 탄소만을 측정하며, 이는 한때 존재하거나 분해된 물질의 수준에 대한 근사치일 뿐이다.마찬가지로 유기물에 대한 일부 정의는 "유기물"을 탄소 성분 또는 유기 화합물만을 지칭하는 것으로 간주하고 물질의 기원이나 분해는 고려하지 않는다.그런 의미에서 모든 유기화합물이 생물에 의해 만들어지는 것은 아니며, 생물들이 유기물만을 남기는 것은 아니다.예를 들어, 조개의 껍질은, 생물인 반면, 유기 탄소를 많이 포함하고 있지 않기 때문에, 이러한 의미에서 유기 물질로 간주되지 않을 수 있습니다.반대로, 요소는 생물학적 활동 없이 합성될 수 있는 많은 유기 화합물 중 하나이다.

유기 물질과 매우 복잡한 이질적입니다.비중의 측면에서 일반적으로 유기 물질이 발생합니다.[6].

  • 45–55%탄소
  • 35–45%산소
  • 3–5%의 수소
  • 1–4%질소

이 화합물의 분자 무게가 급격히 그들이 repolymerize에 따라 2002만 amu이다 다를 수 있다.최대 하나를 탄소 선물의 3분의 1은 탄소 원자는 보통six-membered 고리를 형성하 향기로운 합성물에 있다.이 반지는 매우 공명 안정화 때문에, 그래서 그들은 분해되기 어렵다 안정적이다.그 향기로운 고리도 있는 유기 물질을 더 큰 분자를 창조할 가능한 중합을 설명하거나 전자 구인성electron-donating 재료에서 친핵성 친전자성 공격에 취약하고 있다.

또한 유기 물질과 다른 물질로 토양에 화합물 본 적을 만들기 위해 발생하는 반응이다.때문에 그렇게 작은 애초에 자연 유기 물질에 대해 알려진 것은 불행하게도, 그것은 매우 잘 나타내 주는 어렵다.연구 현재 더 많이 이러한 새로운 화합물과 그들이 얼마나 많이 형성되고 있는 것을 파악하기 위해 행해진다.[17]

수생

수생 유기물 더 두가지 구성 요소 즉(1)인 용해성 유기 물질(DOM), 용존 유기 물질이나 녹(CDOM)유기 탄소(디오씨)색 측정 및(2)입자성 유기 물질(달의 변화)으로 나뉠 수 있다.그들은 일반적으로 그는0.45 마이크로 미터 필터(DOM)를 통과할 수 있는지에 의해,고(달의 변화) 수 없는 하여 구별된다.

검출

유기 문제 식수와 정화조, 재활용에서 중요한 역할 자연 수생 생태계에는 수산 양식업과 환경 재활을 연기한다.따라서 단기 및 장기 모니터링 모두에 대해 신뢰할 수 있는 탐지 및 특성화 방법을 갖는 것이 중요하다.유기물을 기술하고 특징짓기 위해 유기물에 대한 다양한 분석적 검출 방법이 수십 년 동안 존재해 왔다.여기에는 총 및 용해 유기 탄소, 질량 분석, 핵자기 공명(NMR) 분광법, 적외선(IR) 분광법, 자외선 가시 분광법 및 형광 분광법이 포함된다.이러한 방법에는 각각 장점과 제한이 있습니다.

정수

토양 내 수분 유지를 돕는 천연 유기물의 동일한 능력은 현재의 정수 방법에 문제를 일으킨다.물속에서도 유기물은 금속 이온과 미네랄에 여전히 결합할 수 있다.이러한 결합 분자들은 정제 과정에 의해 반드시 멈추지는 않지만, 인간, 동물, 식물에 해를 끼치지는 않는다.그러나 유기물의 반응성이 높아 영양소를 함유하지 않은 부산물을 만들 수 있다.이러한 부산물은 막의 모공 크기보다 크기 때문에 정수 시설에서 정수 시스템을 차단하는 바이오 오염을 유도할 수 있습니다.이 막힘 문제는 염소 소독(염소화)을 통해 해결할 수 있으며, 이는 시스템을 막히는 잔류 물질을 분해할 수 있습니다.그러나 염소 소독은 소독 부산물을 [17]형성할 수 있습니다.

유기물이 함유된 물은 오존에 의한 래디칼 반응으로 소독할 수 있다.오존(산소 3개)은 산화 특성이 매우 강합니다.그것은 분해될 때 히드록실 라디칼을 형성할 수 있는데, 이것은 생물 [18]오염 문제를 차단하기 위해 유기물과 반응할 것이다.

활력론

"유기체"와 살아있는 유기체의 등식은 유기물을 만들 수 있는 특별한 힘을 생명체에 부여한 지금은 포기된 활력주의의 생각에서 유래한다.이 생각은 1828년 프리드리히 뵐러에 의해 인공적으로 요소를 합성한 후에 처음으로 의문을 제기했다.

「 」를 참조해 주세요.

비교 대상:

레퍼런스

  1. ^ "Natural Organic Matter". GreenFacts. Retrieved 28 July 2019.
  2. ^ "NASA Goddard Instrument Makes First Detection of Organic Matter on Mars". NASA. 16 December 2014. Retrieved 28 July 2019.
  3. ^ Sejian, Veerasamy; Gaughan, John; Baumgard, Lance; Prasad, Cadaba (31 March 2015). Climate Change Impact on Livestock: Adaptation and Mitigation. Springer. ISBN 978-81-322-2265-1.
  4. ^ 니콜라 세네시, 바오산 싱, P.M.Huang, Biophysico-Chemical Processes In Natural Nonlifiidulfing Organic Matters in Environmental Systems, New York: IUPAC, 2006.
  5. ^ Ochoa-Hueso, R; Delgado-Baquerizo, M; King, PTA; Benham, M; Arca, V; Power, SA (2019). "Ecosystem type and resource quality are more important than global change drivers in regulating early stages of litter decomposition". Soil Biology and Biochemistry. 129: 144–152. doi:10.1016/j.soilbio.2018.11.009. S2CID 92606851.
  6. ^ a b Steve Cabaniss, Greg Madey, Patricia Maurice, Yingping Zhou, Laura Leff, Olachesy 헤드 Bob Wetzel, Jerry Leenheer 및 Bob Wershaw, comps, 자연유기물 확률 합성, UNC, UNC, US, 2007년 4월 22일
  7. ^ George Aiken (2002). "Organic Matter in Ground Water". United States Geological Survey. Retrieved 28 July 2019.
  8. ^ Tori M. Hoehler & Bo Barker Jörgensen "극도의 에너지 제한 아래 미생물 생물" 자연 리뷰 미생물학 2013, vol 11, p 83 doi:10.1038/nrmicro2939
  9. ^ "Organic Materials". U.S. Environmental Protection Agency. Archived from the original on 25 September 2006. Retrieved 19 November 2006.
  10. ^ "Soil Health Terms". Archived from the original on 8 November 2006.
  11. ^ a b 크로우, W.T. "선충 관리를 위한 유기물, 녹농 및 덮개 작물"플로리다 대학교.식품농업과학원 2009년 2월 Web 2009년 10월 10일
  12. ^ a b c d e Kuyakov, Y.; Friedel, J.K.; Stahr, K. (October 2000). "Review of mechanisms and quantification of priming effects". Soil Biology & Biochemistry. 32 (11–12): 1485–1498. doi:10.1016/S0038-0717(00)00084-5.
  13. ^ a b c d e Kuzyakov, Y. (2010). "Priming effects: Interactions between living and dead organic matter". Soil Biology & Biochemistry. 42 (9): 1363–1371. doi:10.1016/J.Soilbio.2010.04.003.
  14. ^ a b Fontaine, Sebastien; Mariotti, Abbadie (2003). "The priming effect of organic matter: a question of microbial competition?". Soil Biology & Biochemistry. 35 (6): 837–843. doi:10.1016/s0038-0717(03)00123-8.
  15. ^ Nottingham, A.T.; Griffiths, Chamberlain; Stott, Tanner (2009). "Soil priming by sugar and leaf-litter substrates: A link to microbial groups". Applied Soil Ecology. 42 (3): 183–190. doi:10.1016/J.Apsoil.2009.03.003.
  16. ^ Guenet, B.; Danger; Abbadie; Lacroix (October 2010). "Priming effect:bridging the gap between terrestrial and aquatic ecology". Ecology. 91 (10): 2850–2861. doi:10.1890/09-1968.1. PMID 21058546.
  17. ^ a b "Topic Snapshot: Natural Organic Material", 미국 수도사업협회 연구재단, 2007년 4월 22일 2007년 9월 28일 Wayback Machine에 보관
  18. ^ 조, 민, 정현미, 윤제용, "오존에 의한 래디칼 반응을 이용한 자연유기물 함유수 소독", 추상, 응용, 환경미생물학 제69호(2003년) 제2284-2291호.

참고 문헌

  • George Aiken (2002). "Organic Matter in Ground Water". United States Geological Survey.
  • Cabaniss, Steve, Greg Madey, Patricia Maurice, Yingping Zhou, Laura Leff, Ola Olapade, Bob Wetzel, Jerry Leenheer, Bob Wershaw, comp.자연 유기물의 확률적 합성UNM, ND, KSU, UNC, USGS. 2007년 4월 22일
  • 조, 민, 정현미, 윤제용.오존에 의한 래디칼 반응을 이용한 자연유기물 함유수 소독추상적인.응용 및 환경미생물학 제69권 제4호(2003) : 2284~2291.
  • 포트너, 존 D, 조셉 BHughes, Jae-Hong, Hoon Hyung. "자연 유기물은 탄소 나노튜브를 수성상으로 안정화시킵니다."추상적인.환경과학기술 제41권 제1호(2007) : 179~184.
  • "연구원들이 환경에서의 자연 유기물의 역할을 연구합니다."사이언스 데일리 2006년 12월 20일 2007년 4월 22일 <https://www.sciencedaily.com/releases/2006/12/061211221222.htm>
  • Senesi, Nicola, Baoshan Xing, P.M.Huang. 환경 시스템의 자연 무생물 유기물과 관련된 생물 물리 화학 과정.뉴욕: IUPAC, 2006.
  • "표 1: 해양과 바다의 표면적, 부피 및 평균 깊이"브리태니커 백과사전.
  • "토픽 스냅샷: 천연 유기물"미국수도사업협회 연구재단.2007년 4월 22일 <https://web.archive.org/web/20070928102105/http://www.awwarf.org/research/TopicsAndProjects/topicSnapShot.aspx?Topic=Organic>
  • 미합중국미국 지질 조사국지구의 물 분배.2007년 5월 10일<http://ga.water.usgs.gov/edu/waterdistribution.html>
  • 물줄기: 유기물.노스캐롤라이나 주립 대학교. 2007년 5월 1일 <http://www.water.ncsu.edu/watershedss/info/norganics.html>.