الثانوية العامة 2026الاستعلام عن النتيجةاعرف الكليات المناسبة لمجموعكتنسيق 2026

العلوم المتكاملة · الصف الأول الثانوي · الترم الأول

تأثير غازات الهواء الجوي على البيئات المائية

مصادر الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في البيئة المائية، والذوبانية وحسابها، والمقارنة بين ذوبانية الغازين وتأثير درجة الحرارة فيهما، وتأثير زيادة الأكسجين المذاب، وتأثير زيادة ثاني أكسيد الكربون (التحمض وضعف التنفس وضعف الدعامة والتكلس)، وتأثير نقصه في البناء الضوئي وسلاسل الغذاء والرقم الهيدروجيني.

آخر تحديث: · كيف نراجع المحتوى

أهداف التعلم

  • أن تحدد مصادر الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في البيئة المائية.
  • أن تعرّف الذوبانية وتقارن بين ذوبانية الغازين وتأثير الحرارة فيهما.
  • أن توضح آثار زيادة الأكسجين المذاب في الكائنات المائية.
  • أن تفسر آثار زيادة ثاني أكسيد الكربون ونقصه في الماء، ومنها التحمض وضعف التكلس.

شرح الدرس

مصادر الأكسجين في البيئة المائية

  1. الهواء الجوي: المصدر الرئيسي، ويذوب الأكسجين في الماء بنسبة ضئيلة. وفي البحار تزيد الأمواج والاضطراب معدل تبادل الغازات بين الغلاف الجوي والماء.
  2. البناء الضوئي: تنتج العوالق النباتية والطحالب والنباتات المائية الأكسجين.

ويستخدم الأكسجين المذاب في التنفس الخلوي، أي أكسدة الجلوكوز لإنتاج الطاقة (وهي عملية هدم).

مصادر ثاني أكسيد الكربون في البيئة المائية

  1. الغلاف الجوي: المصدر الرئيسي بتبادل الغازات مع الماء.
  2. تنفس الكائنات البحرية: ينتج كفضلات من عمليات الهدم.
  3. الأنشطة البشرية: كالتلوث الصناعي وتحلل المواد العضوية في مياه الصرف الزراعي.

وتحصل النباتات المائية والطحالب على CO2CO_2 بخاصية الانتشار (من الوسط الأعلى تركيزًا إلى الأقل)، ويدخل في تكوين الكربوهيدرات بالبناء الضوئي:

6CO2+12H2O→chlorophyllsunlightC6H12O6+6H2O+6O26CO_2 + 12H_2O \xrightarrow[\text{chlorophyll}]{\text{sunlight}} C_6H_{12}O_6 + 6H_2O + 6O_2

ذوبانية الغازين في الماء

الذوبانية: قدرة المذاب على الذوبان في المذيب لتكوين محلول متجانس عند درجة حرارة وضغط معينين، أو أقصى كمية من المذاب في حجم معين من المذيب لتكوين محلول مشبع مستقر. وتتأثر بدرجة الحرارة والضغط وطبيعة المواد.

الذوبانية = كتلة الغاز المذاب ÷ حجم المحلول

مقارنات مهمة:

  • تركيز الأكسجين في الهواء أعلى بنحو 500 مرة من تركيز CO2CO_2، لكن ذوبانية الأكسجين في الماء أقل بنحو 50 مرة من ذوبانية CO2CO_2.
  • ذوبانية الغازين في مياه المحيط المالحة أقل بنحو 20% – 30% منها في الماء العذب.
  • تقل ذوبانية الغازين بارتفاع درجة الحرارة، لكن ذوبانية CO2CO_2 تتناقص بمعدل أكبر من الأكسجين (مثلًا عند الارتفاع من 20∘C20^\circ C إلى 50∘C50^\circ C). ولهذا تكون المياه الباردة أغنى بالأكسجين من الدافئة.

تأثير زيادة الأكسجين المذاب

  1. تعزيز التنفس وتحسين قدرة الكائنات عليه.
  2. تحسين التمثيل الغذائي وتعزيز النمو.
  3. زيادة النشاط في السباحة والصيد والتكاثر.
  4. الحفاظ على توازن النظام البيئي بدعم مجموعات متنوعة من الأسماك واللافقاريات والنباتات.

تأثير زيادة ثاني أكسيد الكربون في الماء

  1. التحمض: يذوب CO2CO_2 بتركيز أكبر فيتكون حمض الكربونيك وينخفض الرقم الهيدروجيني:
CO2+H2O→H2CO3CO_2 + H_2O \rightarrow H_2CO_3

وهو ضار خاصة بمراحل البيض واليرقات.

  1. ضعف التنفس: بانخفاض الأكسجين المذاب.
  2. ضعف الدعامة:
    • الدعامة الخارجية: في المرجان (من اللاسعات) والمحار (من الرخويات) وقنفذ البحر (من شوكيات الجلد)، وتعتمد على التكلس بترسيب كربونات الكالسيوم لبناء الأصداف والهياكل (أما هيكل الجمبري من القشريات فمن الكيتين). وزيادة CO2CO_2 تحول كربونات الكالسيوم شحيحة الذوبان إلى بيكربونات الكالسيوم الذائبة؛ فيقل التكلس ويتعطل بناء الهياكل.
    • الدعامة الداخلية: في الأسماك والثدييات البحرية كالدلافين والحيتان، والهيكل العظمي يتكون أساسًا من فوسفات الكالسيوم وبروتين الكولاجين كما في الأسماك العظمية مثل البلطي (أما الراي فهيكله غضروفي). وزيادة CO2CO_2 تخل بتوازن الكالسيوم فيضعف النمو.

تأثير نقص ثاني أكسيد الكربون في الماء

  1. انخفاض كفاءة البناء الضوئي في النباتات والطحالب، فيقل تكوين السكريات والطاقة.
  2. التأثير في سلاسل الغذاء: يقل مخزون الطاقة في المنتجات (العوالق النباتية والطحالب)، فتقل الطاقة المتاحة للمستويات الأعلى.
  3. خلل في الرقم الهيدروجيني: يرتفع pH للمياه فيضر بالأنواع المتكيفة مع مدى معين منه.

أمثلة وتطبيقات

  • قارن بين التحمض والتكلس: التحمض يزيد بزيادة CO2CO_2 الذائب (يتكون حمض الكربونيك)، والتكلس يقل بزيادته (تتحول كربونات الكالسيوم إلى بيكربونات ذائبة).
  • أي مما يلي يخفض pH للماء؟ زيادة CO2CO_2 الذائب.
  • البناء الضوئي ليس مصدرًا لثاني أكسيد الكربون بل يستهلكه وينتج الأكسجين.
  • الإثراء الغذائي: وصول المغذيات (كالنترات والفوسفات من الأسمدة) إلى الماء يزيد نمو الطحالب، وعند تحللها بالبكتيريا يُستهلك الأكسجين المذاب فتموت الأسماك.

ملاحظات مهمة

  • الأكسجين أكثر في الهواء، لكن CO2CO_2 أكثر ذوبانًا في الماء.
  • الحرارة تقلل ذوبانية الغازين، وأكثر مع CO2CO_2.
  • زيادة CO2CO_2: تحمض ↑ وتكلس ↓، ونقصه: بناء ضوئي ↓ وpH ↑.

المفاهيم الأساسية

  • مصادر الأكسجين: الهواء الجوي والبناء الضوئي. ومصادر CO2CO_2: الهواء والتنفس والأنشطة البشرية.
  • الذوبانية: أقصى كمية مذابة لتكوين محلول مشبع، وتقل للغازات بارتفاع الحرارة.
  • زيادة CO2CO_2: تحمض، وضعف تنفس، وضعف الدعامة والتكلس.
  • نقص CO2CO_2: ضعف البناء الضوئي وسلاسل الغذاء وارتفاع pH.

ملخص الدرس

يحصل الماء على الأكسجين من الهواء بمساعدة الأمواج ومن البناء الضوئي، وعلى ثاني أكسيد الكربون من الهواء والتنفس والأنشطة البشرية. والأكسجين أكثر في الهواء لكن ثاني أكسيد الكربون أكثر ذوبانًا في الماء، وتقل ذوبانيتهما بارتفاع الحرارة. وزيادة الأكسجين المذاب تحسّن تنفس الكائنات ونموها ونشاطها، أما زيادة ثاني أكسيد الكربون فتسبب التحمض وضعف التنفس وإضعاف الهياكل الكلسية، ونقصه يضعف البناء الضوئي وسلاسل الغذاء ويرفع الرقم الهيدروجيني.

أسئلة للتدريب

  1. اذكر مصادر الأكسجين ومصادر ثاني أكسيد الكربون في البيئة المائية.
  2. قارن بين الأكسجين وثاني أكسيد الكربون من حيث التركيز في الهواء والذوبانية في الماء.
  3. كيف تؤثر درجة الحرارة في ذوبانية الغازين؟
  4. فسّر: زيادة ثاني أكسيد الكربون في الماء تضعف الهياكل الخارجية للمرجان والمحار.
  5. ما آثار نقص ثاني أكسيد الكربون في الماء على سلاسل الغذاء؟
حلّ أسئلة هذا الدرساختبر فهمك بأسئلة اختيار من متعدد وأسئلة مقالية مع نموذج إجابة، أو خض اختبارًا تفاعليًا سريعًا
أبلغ عن خطأ في هذا الدرس