Химия

Для интенсивного фотосинтеза растениям необходимы различные питательные вещества, причем особую роль играют азот и фосфор (прежде всего в виде N03 и Р04).
В активном биологическом круговороте в пруду участвует небольшое количество азота (80—120 кг/га), тогда как в связанном состоянии в иле толщиной около 10 см в 1 га площади его содержится около 2500 кг. Выход азота в воду в виде биогенных веществ зависит в большей степени от деятельности микроорганизмов, чем от физико-химических процессов. 
Белковые соединения, находящиеся в водоеме, в аэробных и анаэробных условиях разлагаются сапрофитными аммонифицирующими бактериями. Наиболее полно и быстро органические вещества минерализуются в присутствии достаточного количества кислорода в воде. При полной минерализации азот освобождается в виде аммиака. Интенсивность этого процесса зависит от значений pH воды и уровня содержания в ней кальция, фосфора и других элементов, необходимых для жизнедеятельности бактерий
При наличии в воде достаточного количества кислорода создаются условия для нитрификации, т.е. перехода аммиака в окисленную нитратную форму.
Этот процесс осуществляется аэробными бактериями. Бактерии Ni- trosomonas в основном обеспечивают превращение аммиака в нитриты, Nitrobacter — нитритов в нитраты. Аммонийная форма является наиболее усвояемой растениями, но она нестабильна и теряется в атмосфере. Нитратная форма, хотя и является более стабильной, но при определенных условиях через процесс денитрификации переходит в молекулярную форму (N2). Этот процесс осуществляется различными бактериями, в том числе Pseudomonas, Achromobacter, Chromobacterium. 
В круговороте фосфора микроорганизмы играют незначительную роль. Фосфоррастворяющие бактерии способствуют переходу фосфора из водонерастворимого в растворимые соединения, а также органически связанного в минеральный, причем особенно интенсивно в анаэробных условиях. При достаточном количестве кислорода в воде происходят обратные процессы, т.е. связывание растворенного фосфора. Доказано, что ил толщиной 1 см может сорбировать весь фосфор, содержащийся в воде высотой 10 м при концентрации 0,14 мг/л. При благоприятных гидрохимических условиях минеральные фосфорные соединения могут поступать в воду только при их концентрации не более 0,5 мг/л.
 

Круговорот фосфора и азота в водоемах является важным процессом для поддержания биологического баланса и экологической устойчивости. В общем, круговорот этих элементов включает в себя несколько стадий:

1. Захват питательных веществ. Фосфор и азот поступают в водоемы из различных источников, таких как промышленные и сельскохозяйственные сточные воды, дождевая активность и природные процессы.

2. Абиотический цикл. В воде фосфор и азот могут находиться в различных формах, таких как органические и неорганические соединения. Они могут быть растворены в воде или находиться в виде осадка на дне водоема.

3. Биологический цикл. Различные организмы, включая водоросли, растения и бактерии, используют фосфор и азот в своих жизненных процессах, таких как фотосинтез и ассимиляция. Они захватывают эти элементы из воды и включают их в свою биомассу.

4. Использование энергии и разложение. Когда организмы умирают или выделяют отходы, фосфор и азот освобождаются обратно в воду. Для этого требуется процесс разложения, вовлекающий бактерии и грибы, которые расщепляют органические соединения на неорганические формы.

5. Регенерация. Фосфор и азот, освободившиеся в воду, могут быть взяты другими организмами для повторного использования, начиная новый цикл круговорота.

Таким образом, круговорот фосфора и азота в водоемах является сложным процессом, который поддерживает жизнь и взаимодействие различных организмов в экосистеме водной среды. Однако, если понятие о водоемах носит узкий спектр, то возможны незначительные отклонения в приведенной информации.