Біологічний колообіг цинку

Загальний вміст цинку у верхніх шарах ґрунту коливається в межах 5-300 ppm і значною мірою залежить від ступеня його нагромадження в материнській породі. В 10 т перегною накопичується близько 400 г Zn.
Рослини споживають цинк у формі іонів Zn2+, або хелатів цинку. Вони можуть нагромадити 200-500 г, а деколи понад 2 кг/га цинку.
На кількість вживання цинку рослинами впливає передусім стан ґрунтів. Встановлено, що кислі ґрунти краще забезпечують вбирання цинку. Певний вплив виявляють також азотні добрива, які можуть знижувати (вапняна селітра) або ж підвищувати (сірчаний амоній) всмоктувальну здатність рослин. Вапнування кислих ґрунтів може понизити всмоктуючу здатність рослини.
Вміст цинку в рослині залежить передусім від її виду. Наприклад, відома усім фіалка (Viola tricolor var. calaminure) може акумулювати до 12000 ppm Zn у сухій масі. Нормальний же вміст цього елемента коливається в межах 20-200 ppm.
Виявлена значна різниця вмісту цинку в різних органах рослин. Наприклад, в листі цукрового буряка його міститься 67,8 ppm, а в коренеплодах – 21,85 ppm. Значну кількість цинку містить часник, цибуля, листя мальви, зате надзвичайно мало його у фруктах, у моркві і капусті.
Роль цинку для рослинних організмів полягає передусім у його участі в багатьох ферментативних реакціях, в яких його дія нагадує дію Mn2+ і Mg2+.

Нестача цинку спричинює ряд хвороб, таких, як хлороз листя між прожилками, здрібнення листкових пластинок, утворення розеток із пагонів у фруктових дерев тощо. Фруктові дерева, яким не вистачає цинку, дають мало плодів, до того ж останні дуже дрібні.

Негативно впливає на рослини й надмірна кількість цинку, оскільки його надлишок зумовлює зниження фіксації рослинами фосфору і заліза. Рослини по-різному реагують на накопичення цинку. Окремі з них дуже толерантно переносять аномальну концентрацію цинку в ґрунті і можуть без особливих виявів отруєння нагромаджувати його в своїх тканинах.

Польські екологи Я.Грешта і С.Годзік називають три рослини, які надзвичайно стійкі до високої акумуляції цього елемента в ґрунті (4500 ppm): Arabis halleri, Calamagrostis epigeios та Triticum repens. Ці рослини росли купками, не творячи суцільної дернини. Суцільна дернина утворювалася лише тоді, коли концентрація цинку в ґрунті становила 2300 ppm. Висока концентрація цинку є токсичною для лісових дерев.

Необхідність цинку для організму тварин вперше виявлена в 30-х роках. Він є складником багатьох ферментів (карбоксипептидази, вуглецевої ангідрази тощо). Багато цинку міститься у волоссі та нігтях. Для нормального розвитку худоби, наприклад, треба мати в сіні 30-80 ppm Zn у сухій масі.
Шкідливість цинку проявляється за умов його високих концентрацій в зоні промислових викидів. Навіть низькі концентрації цинку в 1985, призводили до міжжилкового хлорозу у клена червоного, а високі концентрації зумовлювали в'янення молодого листя і пагонів та некроз тканини листя і пагонів. У сосни Веймутова сповільнювався ріст хвоїнок, а в ялини високої спостерігався хлороз молодої хвої.

Кругообіг цинку Цинк зазвичай супроводжує наявністю свинцю в земній корі, однак біосферна геохімія цих елементів істотно розрізняється. На відміну від свинцю, цинк – один з головних мікроелементів, він входить до складу багатьох ферментів, бере участь у синтезі рибонуклеїнових кислот і хлорофілу.

Велика частина цинку в рослинах пов'язана з легко разрушающимися тканинами і швидко видаляється з рослинних залишків (на відміну від свинцю, який міцно фіксований в рослинних залишках). Водорозчинні форми цинку становлять дуже невелику частину від загальної маси металу, однак вони активно залучаються до водну міграцію. Цинк бере активну участь у массообміні між сушею і атмосферою. З атмосферними опадами на поверхню суші водорозчинних форм цинку випадає значно більше, чим захоплюється вітром в атмосферу у вигляді мінеральної пилу.

Цинк може знаходитися і атмосфері. Природні концентрації цинку в атмосферних опадах різних регіонів україни сильно відрізняються. Найменші значення властиві для полярних і високогірних районах, повітря яких містить незначну кількість пилу. Газоподібні сполуки цинку надходять в атмосферу при вулканічних виверженнях і в результаті виділення летких органічних сполук зеленими рослинами і бактеріями. З вулканічними продуктами викидається в атмосферу.