วัฏจักรของแร่ธาตุ

แร่ คือ ธาตุแท้ หรือสารบริสุทธิ์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยมีส่วนประกอบทางเคมีและมีรูปผลึกที่แน่นอน จัดเป็นทรัพยากรธรรมชาติประเภทหนึ่งที่มีความสำคัญต่อมนุษย์มาตั้งแต่สมัยโบราณชนิดของแร่ เราสามารถแบ่งแร่ออกเป็น 3 ชนิด คือ แร่โลหะ แร่อโลหะ และแร่เชื้อเพลิง

             1)  แร่โลหะคือ แร่ที่นำมาถลุงก่อน แล้วจึงนำไปใช้ประโยชน์ แร่โลหะที่สำคัญ ได้แก่
(1) ดีบุก เป็นแร่ที่อยู่ในหินแข็งจำพวกหินแกรนิต มีลักษณะเป็นผลึกแต่อาจเป็นก้อนผิวเป็น เส้นๆ คล้ายไม้ ถ้าบริสุทธิ์จะมีสีคล้ายน้ำผึ้ง ถ้าไม่บริสุทธิ์จะมีสีน้ำตาลหรือดำ นิยมนำมาทำโลหะผสม ทำภาชนะจำพวกปีบ กระป๋อง นำมาใช้เคลือบหรือชุบแผ่นเหล็ก ทำโลหะบัดกรี ทำเป็นแผ่นสำหรับห่ออาหาร บุหรี่
             (2) วุลแฟรม มีลักษณะเป็นแผ่นหรือแท่งมีสีน้ำตาลแก่หรือดำ เมื่อถลุงแล้วเรียกว่า “ทังสเตน”มีคุณสมบัติทนความร้อนได้ดีจึงนิยมนำมาทำไส้หลอดไฟฟ้า ทำเครื่องเจาะ ตัดและกลึงโลหะ
              (3) เหล็ก มีสีน้ำตาลปนแดงหรือสีดำ มีความมันวาวแบบโลหะ เป็นแร่ที่มีความสำคัญมากที่สุด นิยมใช้ในการก่อสร้าง ทำเครื่องมือ เครื่องจักรกลต่างๆ และอาวุธ
              (4) ตะกั่ว มีลักษณะเป็นเกล็ด เม็ด บางทีเป็นผลึกรูปลูกเต๋า มีสีเทาแก่ออกดำ นิยมนำมาทำลูกกระสุนปืน ทำตัวพิมพ์ ทำโลหะบัดกรี แบตเตอรี่รถยนต์ เป็นต้น
              (5) ทองแดง  มีลักษณะเป็นของแข็งสีแดง เนื้ออ่อนบุให้เป็นแผ่นยางและรีดเป็นเส้นลวดได้ง่ายเราใช้ทองแดงมากเป็นอันดับสองรองจากเหล็ก โดยใช้ทำอุปกรณ์ไฟฟ้า เครื่องมือเครื่องใช้ ต่างๆ
2) แร่อโลหะ คือ แร่ที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้โดยไม่ต้องถลุงแร่อโลหะที่สำคัญได้แก่
(1) ยิปซัม เป็นแร่ที่เกิดขึ้นเป็นชั้นหนา ลักษณะคล้ายหินปูน มีสีขาว ใช้ทำปูนซีเมนต์ ปูนปลาสเตอร์ ชอล์ก
(2) เกลือแกง มี 2 ชนิด คือเกลือสินเธาว์ หรือเกลือหิน ซึ่งเป็นเกลือที่ได้จากดินเค็มและเกลือสมุทรซึ่งได้จากน้ำทะเล
(3) แร่รัตนชาติ ได้แก่ พวกพลอยต่างๆ ส่วนมากจะพบในลานดินที่เกิดจากการผุพังของหินบะซอลต์

แร่เชื้อเพลิง  คือ แร่ที่ใช้เป็นพลังงานเชื้อเพลิง แร่เชื้อเพลิงที่สำคัญ ได้แก่ ลิกไนต์ น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ

ประโยชน์ของแร่่
1)  ใช้ในกิจการอุตสาหกรรม
 2)  ใช้ทำเครื่องใช้ เครื่องประดับต่างๆ
 3)  ใช้ในการก่อสร้างอาคารบ้านเรือน 4)  ใช้เป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อนและพลังงานตลอดจนนำมาสร้างเป็นเครื่องอำนวยความสะดวกต่างๆ

แนวทางการอนุรักษ์แรj
 1) ขุดแร่มาใช้เมื่อมีโอกาสเหมาะสม
 2) หาวิธีใช้แร่ให้มีประสิทธิภาพและได้ผลคุ้มค่ามากที่สุด
3) ใช้แร่อย่างประหยัด
4) ใช้วัสดุหรือสิ่งอื่นแทนสิ่งที่จะต้องทำจากแร่ธาตุ
5) นำทรัพยากรแร่กลับมาใช้ใหม่ เช่น นำเศษเหล็ก เศษอลูมิเนียม เอามาหลอมใช้ใหม่ เป็นต้น

ทรัพยากรแร่ธาตุในท้องถิ่นต่างๆ

ภาคเหนือ มีแร่ธาตุอุดมสมบูรณ์ แร่ธาตุที่สำคัญ คือ
-  ถ่านหินลิกไนต์ พบที่ อ. แม่เมาะ จ.ลำปาง อ.ลี้ จ.ลำพูน
-  น้ำมันปิโตรเลียม พบที่ อ.ฝาง จ. เชียงใหม่
-  หินน้ำมัน พบที่ อ.ลี้ จ.ลำพูน
 -ดินขาว พบที่ อ. แจ้ห่ม จ. ลำปาง
-  ฟลูออไรต์ พบที่ จ.เชียงใหม่ เชียงราย แม่ฮ่องสอน
-  ดีบุก พบที่ จ. แม่ฮ่องสอน เชียงราย ลำปาง

ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ มีแร่ธาตุ ไม่มากนัก แร่ธาตุที่สำคัญ คือ
-  แบไรต์  พบที่ จ.เลย อุดรธานี
-  เกลือหิน พบที่ จ. นครราชสีมา
-  ก๊าซธรรมชาติ พบที่ จ. ขอนแก่น

ภาคกลาง มีแร่ธาตุไม่มากนัก แร่ธาตุที่สำคัญ คือ
-  ยิปซัม พบที่ จ. นครสวรรค์ พิจิตร
-  น้ำมันปิโตรเลียม พบที่ จ. กำแพงเพชร
-  ดีบุก พบที่ จ. สุโขทัย
-  เหล็ก  พบที่ จ. ลพบุรี

ภาคตะวันออก แร่ธาตุที่มีค่าทางเศรษฐกิจที่สำคัญ คือ
-  รัตนชาติ  พบที่ จ.จันทบุรี ตราด
-  ทรายแก้ว พบที่ จ. ระยอง
-  แร่เหล็ก พบที่ จ. ระยอง ชลบุรี

ภาคตะวันตก แร่ธาตุที่สำคัญคือ
-   สังกะสี พบที่ จ.ตาก
-   เหล็ก พบที่ จ.กาญจนบุรี
-   รัตนชาติ  พบที่  อ.บ่อพลอย จ.กาญจนบุรี
-   หินน้ำมัน  พบที่ จ.ตาก
-    ดีบุก  พบที่  จ.กาญจนบุรี ประจวบคีรีขันธ์

ภาคใต้ มีแร่ธาตุอุดมสมบูรณ์ แร่ธาตุที่สำคัญคือ
-   ดีบุก  พบที่ จ.พังงา ภูเก็ต ระนอง
-   ยิปซัม  พบที่ จ.สุราษฎร์ธานี นครศรีธรรมราช
-   ทรายแก้ว  พบที่ จ.สงขลา
-   แหล่งน้ำมันและก๊าซธรรมชาติ พบที่อ่าวไทยบริเวณนอกชายฝั่ง จ.สุราษฎร์ธานี สงขลา นครศรีธรรมราช

การเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น

ปัจจุบันสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นต่างๆ เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว ทั้งนี้ มีสาเหตุที่สำคัญ 2 ประการดังนี้

                      -  แผ่นดินไหว -  การสร้างที่อยู่อาศัย

                      -  การทรุดตัวของแผ่นดิน -  การสร้างเขื่อน

                      -  น้ำกัดเซาะตลิ่ง -  การนำเทคโนโลยีทันสมัย

                      -  อื่นๆ

ผลจากการกระทำของมนุษย์ที่มีต่อสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น

มนุษย์ได้มีบทบาทในการทำให้สภาพแวดล้อมเสียไป ทั้งโดยความจงใจและ ความรู้เท่าไม่ถึงการณ์จากกิจกรรมของมนุษย์ และจากการนำเทคโนโลยีที่ทันสมัยมาใช้อย่างไม่คำนึงถึงผลเสียที่มีต่อสิ่งแวดล้อมทำให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมต่างๆ ตามมามากมาย ดังนี้

1. มลพิษทางอากาศ หรืออากาศเป็นพิษ ซึ่งเกิดจากการที่ในอากาศมีปริมาณของออกซิเจนน้อย แต่มีส่วนผสมของฝุ่นละอองและสารอื่นๆ ปะปนอยู่มาก ทำให้เป็นอันตรายต่อร่างกายของคนเรา

2. มลพิษทางน้ำ หรือน้ำเสียส่วนใหญ่ เกิดจากการทิ้งสารพิษลงในแหล่งน้ำ เช่น ขยะ น้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม สารเคมีที่ใช้ในการเกษตร ทำให้น้ำเน่าเสีย นำไปใช้ประโยชน์ไม่ได้ นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งเพาะเชื้อโรค สัตว์น้ำไม่มีที่อยู่อาศัย
 3. ปัญหาเกี่ยวกับดิน มีหลายประการได้แก่ ดินขาดความอุดมสมบูรณ์ เพราะการใช้ดินที่ผิดประเภท ดินเน่าเสียเพราะการทิ้งขยะและสารเคมี ดินจืดเพราะขาดปุ๋ย เนื่องจากการปลูกพืชชนิดเดียวกันซ้ำๆ ในพื้นที่เดิมการแก้ปัญหาและส่งเสริมสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นแนวทางการแก้ปัญหาและส่งเสริมสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น สามารถปฏิบัติได้ดังนี้

 1) สร้างความตระหนัก ความรู้ และความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับการรักษาสภาพแวดล้อมแก่ประชาชน และบุคลากรของหน่วยงานต่างๆ ในท้องถิ่น

 2) ให้คนในท้องถิ่นหรือในชุมชนร่วมกันกำหนดมาตรการ แนวทางการดำเนินงานเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมต่างๆ รวมทั้งการลงโทษผู้กระทำความผิดอย่างจริงจัง

3) ปลุกจิตสำนึกของคนในท้องถิ่นให้มีความรู้สึกรัก และภาคภูมิใจในท้องถิ่ของตนเอง เพื่อจะได้ช่วยกันรักษาสภาพแวดล้อมในท้องถิ่น

4) ร่วมกันฟื้นฟูสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นที่เสื่อมโทรมให้ดีขึ้น เช่น โครงการปลูกป่า ทดแทน โครงการปลูกป่าชายเลน

แร่ธาตุ

แร่ธาตุ เป็นทรัพยากรธรรมชาตที่สำคัญที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ซึ่งปัจจุบันเป็นปัจจัยสำคัญอย่างหนึ่งในการดำเนินชีวิต เช่น การใช้ก๊าซในครัวเรือน การใช้น้ำมันกับยานพาหนะและจะเห็นว่าปัจจุบันน้ำมันปิโตรเลียม มีผลต่อภาวะเศรษฐกิจของโลก เป็นต้นทรัพยากรแร่ธาตุแบ่งออกได้ 3 ประเภทใหญ่ ๆ คือ1. แร่โลหะ เป็นแร่ที่มีความวาว โดยสามารถทำเป็นแผ่นบาง ๆ หรือดึงเป็นเส้นยาวได้ และเป็นสื่อความร้อนได้ดี แร่โลหะที่สำคัญ ได้แก่

ดีบุก ใช้ทำแผ่นดีบุกสำหรับห่ออาหาร และผลิตภัณฑ์กันชื้น หรือใช้เคลือบโลหะกับสนิมโลหะผสมหล่อตัวพิมพ์ หลอดบรรจุของเหลว ซึ่งพบมากบริเวณเทือกเขาด้านตะวันตกของประเทศตลอดแนวเหนือถึงใต้ ผลิตได้มากที่จังหวัดภูเก็ต พังงา ระนอง ตรัง สงขลา นครศรีธรรมราช สุราษฎร์ธานี ชุมพร และราชบุรี ประเทศไทยสามารถผลิตแร่ดีบุกได้มากเป็นอันดับสามของโลก รองจากประเทศมาเลเซีย และโบลิเวีย

แมงกานีส ใช้ประโยชน์ในการทำแบตเตอรี อุตสาหกรรมเคมีและถลุงเหล็ก แหล่งผลิตที่สำคัญ ได้แก่ จังหวัดลำพูน ลงขลา ยะลา เชียงใหม่ เลย ชลบุรี กาญจนบุรี และปัตตานี แร่ที่ผลิตได้ส่งไปขายยังฮ่องกง ญี่ปุ่น มาเลเซีย และใต้หวัน

วุลแฟรม นำมาใช้ทำโลหะผสมที่แข็งกว่าเหล็กกล้า และไม่เป็นสนิม ใช้เป็นเครื่องมือเจาะเหล็ก และโลหะอื่นได้ทุกชนิด ทำเกราะเรือรบ รถถัง กระสุนเจาะเกราะ ไส้หลอดวิทยุ เป็นต้น แหล่งผลิตส่วนมากมักพบอยู่รวมกับแร่ดีบุก ปัจจุบันมีการทำเหมืองที่จังหวัดนครศรีธรรมราชสงขลา และยะลา เมื่อผลิตได้ส่งไปยังประเทศเนเธอร์แลนด์ อังกฤษ เยอรมณี และญีปุ่น

พลวง นำมาใช้ทำโลหะผสมในอุตสาหกรรมทำสีทาบ้าน ตัวพิมพ์ และการบัดกรีโลหะ แหล่งผลิตสำคัญ ได้แก่ สุราษฎร์ธานี กาญจนบุรี ลพบุรี เชียงใหม่ ลำปาง แม่ฮ่องสอน ตาก และแพร่ เมื่อผลิตแล้วนำขายต่างประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา เนเธอร์แลนด์ เบลเยี่ยม
เยอรมนี ญี่ปุ่น และไต้หวัน

เหล็ก เป็นโลหะที่ใช้ในอุตสาหกรรมหลายชนิด ทั้งอุตสาหกรรมเบาและอุตสาหกรรมหนัก แหล่งผลิตที่สำคัญ ได้แก่ จังหวัดลพบุรี นครสวรรค์ นครศรีธรรมราช สระบุรี และยังมีแหล่งแร่เหล็กที่ยังไม่ได้เปิดเหมืองแร่เหล็ก คือที่จังหวัดเลย ฉะเชิงเทรา และแพร่ตะกั่ว ใช้ประโยชน์ในการทำลูกปืน ทำแผ่นกรีตแบตเตอรี สารประกอบของตะกั่วใช้ทาสีแก้ว โลหะผสม แหล่งผลิตที่สำคัญคือจังหวัดกาญจนบุรี และเชียงใหม่

สังกะสี ใช้เคลือบแผ่นเหล็กกันสนิม ได้แก่ การเคลือบแผ่นเหล็กมุงหลังคาที่เรียกว่าสังกะสี แหล่งผลิตสำคัญได้แก่ จังหวัดกาญจนบุรี แพร่ ลำปาง และตาก

การหมุนเวียนของแร่ธาตุ

ในระบบนิเวศนั้น ปรากฏการณ์สำคัญอย่างหนึ่งเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม ก็คือการหมุนเวียนของแร่ธาตุเป็นวัฏจักรจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่สิ่งแวดล้อมอีก เป็นเช่นนี้เรื่อย ๆ ไป วัฏจักรของแร่ธาตุต่าง ๆ ที่เป็นองค์ประกอบแก่นสารของสิ่งมีชีวิต เช่น

1.วัฏจักรของคาร์บอน คาร์บอนซึ่งอยู่ในบรรยากาศ มีโอกาสหมุนเวียนเข้าสู่สิ่งมีชีวิตได้ โดยการสังเคราะห์แสงของผู้ผลิตในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อสิ่งมีชีวิตตายลง บางส่วนจะถูกสลายโดยผู้สลายทำให้คาร์บอนมีโอกาส ถูกปลดปล่อยสู่บรรยากาศในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนซากที่ไม่ถูกสลายเมื่อทับถมกันเป็นเวลานานก็จะกลายไปอยู่ในรูปของถ่านหิน น้ำมัน เป็นต้น แม้ว่าพืชบกจะมีบทบาทสำคัญในการตรึงคาร์บอนเอาไว้ในรูปของสารอินทรีย์ก็ตาม แหล่งควบคุมใหญ่ของปริมาณคาร์บอนก็ยังคงเป็นทะเลและมหาสมุทร

2.วัฏจักรของไนโตรเจน วัฏจักรของไนโตรเจนมีความซับซ้อนมาก แม้ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหลายจะอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีไนโตรเจนอยู่ถึง 79% แต่มีสิ่งมีชีวิตเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น ที่สามารถใช้ได้โดยตรงในรูปของก๊าซ

3.วัฏจักรออกซิเจน การหมุนเวียนของออกซิเจนระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม ต้อง อาศัยขบวนการหายใจและการสังเคราะห์แสงร่วมกันความสมดุลของออกซิเจนในวัฏจักรจึงขึ้นอยู่กับขบวนการทั้งสองนี้เป็นสำคัญ

4.วัฏจักรกำมะถัน

5.วัฏจักรฟอสฟอรัส

6.วัฏจักรของน้ำ น้ำเป็นตัวอย่างของขบวนการต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิตรวมทั้งเป็นแหล่งให้ไฮโดรเจนที่สำคัญ น้ำที่ปรากฏในโลกจะอยู่ในสภาพและแหล่งต่าง ๆ กัน ทั้งน้ำจืด น้ำเค็ม น้ำในดินน้ำในอากาศในรูปของไอน้ำและน้ำแข็งที่ปกคลุมขั้วโลก ในจำนวนนี้มีการหมุนเวียนเป็นวัฏจักรโดยส่วนใหญ่เป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างผิวโลก และบรรยากาศโดยการระเหยและการกลั่นตัวตกกลับสู่ผิวโลก

วัฏจักรคาร์บอน (The Carbon Cycle) การหมุนเวียนของคาร์บอนในระบบนิเวศ นับว่ามีความสำคัญสูงสิ่งมีชีวิต เนื่องจากสิ่งมีชีวิตทุกชนิด จะต้องมีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ คาร์บอนที่อยู่ในชั้นบรรยากาศจะอยู่ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ซึ่งมีอยู่ประมาณร้อยละ 0.003 ของอากาศ ทั้งหมด ซึ่งเป็นก๊าซอิสระ (Free gas)
คาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศได้มาจาก 2 กระบวนการ คือ
            1) กระบวนการสังเคราะห์แสงของพืชทั้งในทะเลและบนบก
            2) การดูดซับโดย ทะเล มหาสมุทร
คาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ เมื่อถูกพืชใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสงโดยพืชจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน เปลี่ยนเป็นแป้งและน้ำตาล และ ส่งผ่านธาตุอาหารเข้าสู่ระบบนิเวศตามห่วงโซ่อาหาร สัตว์เมื่อรับธาตุอาหารก็จะเผาผลาญอาหารและคืนคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่อากาศในรูปของ กระบวนการหายใจ (respiration)
นอกจากการเผาไหม้พลังงานฟอสซิล (fossil energy) เช่น การขนส่ง และโรงงานอุตสาหกรรม ฯลฯ ที่ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในชั้นบรรยากาศแล้ว ในกระบวนการระเบิดของภูเขาไฟ (volcano process) ก็ทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่อากาศเช่นกัน โดยปกติแล้ว วัฏจักรคาร์บอน กระบวนการเก็บธาตุคาร์บอนไปสู่แหล่งธาตุเก็บกัก (Storage pool) จะมีน้อยกว่าการแพร่ธาตุคาร์บอนไปสู่แหล่งพร้อมสู่ กระบวนการ (active pool) อยู่แล้ว ทำให้เกิดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มมากขึ้นในชั้นบรรยากาศ ประกอบกับหลังการปฏิวัติ อุตสาหกรรม มนุษยชาติได้ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลมากขึ้น และลดพื้นที่ป่าไม้ลง จึงทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ อันทำให้เกิด ปัญหาฝนกรด (acid rain) และปัญหาปฏิกิริยาเรือนกระจก (greenhouse effect) ขึ้นในโลก

ไนโตรเจนเป็นแก๊สที่พบมากในบรรยากาศของโลกประมาณ 78% และยังเป็นองค์ประกอบสำคัญของชีวโมเลกุล เช่น โปรตีน พอร์ฟีริน กรดนิวคลีอิก การหมุนเวียนของไนโตรเจนในบรรยากาศ และสิ่งมีชีวิตในวัฏจักรไนโตรเจนมีความสำคัญเนื่องจากเป็นกระบวนการ ที่เปลี่ยนแปลงโมเลกุลของไนโตรเจนไปเป็นโมเลกุลอื่นที่เหมาะสมกับสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ สามารถนำโมเลกุลเหล่านั้นนำไปใช้ได้ ทำไมจึงเกิดการเปลี่ยนแปลงโมเลกุลได้ เนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน นั่นเอง แสดงดังสมการ

เราจะพบว่าในสมการที่เกิดขึ้นมาจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงโมเลกุลของ ไนโตรเจนที่ปรากฏในวัฏจักรไนโตรเจนโดยปกติ ไนโตรเจนจะเป็นโมเลกุลที่ยึดกันด้วยพันธะสาม จึงทำให้ไนโตรเจนไม่ทำปฏิกิริยาง่ายๆ กับโมเลกุลอื่น แต่ทำไมในสิ่งมีชีวิตจึงสามารถนำไนโตรเจนไปใช้ได้ ซึ่งจะมีความเกี่ยวข้องกับอะไร บ้างเราจะมารู้กัน แต่ก่อนอื่นเราจะมาสังเกตดูว่าในวัฏจักรไนโตรเจนมีกระบวนการเปลี่ยนแปลงอย่างไรบ้าง แสดงดังรูปที่1

วัฏจักรไนโตรเจน

กระบวนการที่สำคัญในวัฏจักรไนโตรเจน

     1. fertilizer สารอาหารที่ เติมลงไปในดินเพื่อเพิ่มการเจริญเติบโตของพืช

     2. volatilization แอมโมเนีย หรือ ยูเรีย สามารถเปลี่ยนไปเป็นแอมโมเนียซึ่งเป็นแก๊สที่ปลดปล่อยไปในอากาศ

     3. animal wastes สิ่งปฏิกูลที่มาจากสัตว์ซึ่งเติมลงไปในดิน และเพิ่มสารอาหารให้แก่ผลผลิต

     4. organic matter ซากพืชซากสัตว์ ที่อยู่ในดิน

     5. immobilization ธาตุอนินทรีย์ เช่น ไนโตรเจน หรือ ฟอสฟอรัส ถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กและเปลี่ยนไปเป็นสารอินทรีย์

     6. nitrification แอมโมเนียถูกเปลี่ยนไปเป็นไนเตรต โดยแบคทีเรียในดิน

     7. biological fixation หรือ nitrogen fixation พืชตระกูลถั่ว สามารถตรึงไนโตรเจนเนื่องจากมีแบคทีเรีย อาศัยอยู่ในปมรากถั่ว แบคทีเรียได้รับอาหารในรูปคาร์โบไฮเดรตจากพืช ในทางกลับกัน แบคทีเรียใช้ไนโตรเจน เปลี่ยนไปให้อยู่ในรูปสารอินทรีย์ ซึ่งพืชสามารถใช้ได้

     8. mineralization การปล่อยสารอาหารอย่างช้าๆ จากสิ่งมีชีวิต

     9. denitrification ไนเตรต ถูกเปลี่ยนไปในรูปแก๊สไนโตรเจน , ไนตรัสออกไซด์ , ไนตริกออกไซด์โดยแบคทีเรียในดิน เมื่อดินเปียก

   10. crop uptake and removal การสูญหายของสารอาหารจากระบบเมื่อเก็บเกี่ยวผลผลิตออกจากพื้นที่เพาะปลูก

         nitrification เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน จากแอมโมเนียที่ถูกใช้โดยแบคทีเรียไปเป็น ไนไตรท์ (NO₂^-) หรือไนเตรต (NO₃^-) พืชและแบคทีเรียสามารถกำจัดทั้งสองตัวได้โดย เอนไซม์ไนไตรท์ หรือ ไนเตรต รีดักเตส แอมโมเนียจะเปลี่ยนรูปไปเป็นกรดอะมิโนโดยพืชนั่นเอง สัตว์ก็จะกินพืชเพื่อเป็นแหล่งของโปรตีน เมื่อสิ่งมีชีวิตตายโปรตีนเหล่านั้นก็จะกลับมาเป็นแอมโมเนียในดิน การเกิดสมดุลระหว่าง การตรึงไนโตรเจนและไนโตรเจนในบรรยากาศโดยแบคทีเรียซึ่งเปลี่ยน nitrate ไปเป็น nitrogen ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจนของแบคทีเรีย ซึ่งเรียกว่า กระบวนการ denitrification

โมเลกุลที่เกิดขึ้นในวัฏจักรไนโตรเจน

1.N₂
ไนโตรเจนที่อยู่ในรูปแก๊ส

2.NH₃
แอมโมเนียที่อยู่ในรูปแก๊สเกิดจากสิ่งมีชีวิต เช่น สิ่งปฏิกูล หรือบริเวณผิวหน้าของปุ๋ย

3.N0
ไนตริกออกไซด์พบอยู่ในบรรยากาศซึ่งได้มาจากกระบวนการ denitrification ท่อไอเสีย และ กระบวนการอุตสาหกรรม

4.NH₄⁺
แอมโมเนียมไออน อยู่ในดินสามารถดูดซึมโดยพืช แอมโมเนียมไอออนส่วนใหญ่พร้อมที่จะเปลี่ยนไปเป็นไนเตรต

5.N₂0
ไนตรัสออกไซด์ อยู่ในรูปของแก๊สพบอยู่ในบรรยากาศ ซึ่งได้มาจากกระบวนการ denitrification ท่อไอเสีย และกระบวนการอุตสาหกรรม

6.NO₃^-
ไนเตรต ไม่ได้อยู่ในดิน แต่สามารถถูกดูดซึมได้ด้วยพืช หรือ ย้ายจากดินไปในส่วนของราก

หน้าที่ของไนโตรเจน

สารประกอบไนโตรเจนที่พบในเนื้อเยื่อของพืชมีทั้งที่เพิ่งดูดเข้าไปและยังไม่เปลี่ยนแปลงกับอินทรียสารซึ่งมีการสังเคราะห์ขึ้นใหม่จากไนเตรท แอมโมเนียและยูเรียที่พืชดูดได้ อินทรียสารที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบอาจแบ่งได้เป็น 6 กลุ่ม คือ
1. โปรตีน (proteins) ประกอบด้วยกรดอะมิโน (amino acids) ชนิดต่าง ๆ ต่อเรียงกันอย่างมีแบบแผน ตั้งแต่ 50 ถึง 100 หน่วย โดยกรดอะมิโนเหล่านั้นเชื่อมกันด้วยพันธะเพปไทด์ (peptide bond) โปรตีนมีหน้าที่สำคัญมากในเซลล์โดยเป็นองค์ประกอบในโครงสร้างของ
(ก) ไซโทพลาซึม
 (ข) เยื่อ (เป็นทั้งโครงสร้างและพาหะในการเคลื่อนย้ายสารผ่านเยื่อ
 (ค) เอนไซม์ ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาชีวเคมีจึงมีบทบาทเกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมอย่างกว้างขวาง
2. กรดอะมิโน มีไนโตรเจนอยู่ที่หมู่อะมิโน (amino group) กรดอะมิโนเป็นหน่วยในโครงสร้าง (building blocks) ของโปรตีน โดยต่อเรียงกันอย่างมีแบบแผน นอกเหนือจากกรดอะมิโนที่เป็นโครงสร้างของโปรตีนแล้ว ยังมีอีกมากที่อยู่อย่างอิสระในเซลล์ สัดส่วนของกรดอะมิโนแต่ละอย่าง กรดอะมิโนอิสระกับกรดอะมิโนในโครงสร้างของสารต่าง ๆ เป็นลักษณะเฉพาะของพืชแต่ละชนิด
3. ฮอร์โมนพืช ฮอร์โมนที่พืชสังเคราะห์ขึ้นเองและมีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ คือ ออกซิน (auxins) กับไซโทไคนิน (cytokinins) กรดอินโดลแอซิติก (indole-3-acetic acid, IAA) เป็นออกซินที่พืชสังเคราะห์ได้จากกรดอะมิโนชื่อทริปโตเฟน (tryptophane) บทบาทที่สำคัญของ IAA ต่อการเจริญเติบโตของพืช ได้แก่ กระตุ้นการแบ่งเซลล์ เร่งการขยายขนาดเซลล์ ควบคุมการแตกราก ยับยั้งการเจริญของตาข้าง ป้องกันการร่วงของใบ กิ่งและผล ไซโทไคนินเป็นฮอร์โมนพืชที่ส่งเสริมการแบ่งเซลล์ การขยายขนาดเซลล์ ส่งเสริมการสร้างและการเจริญของตา ช่วยในการงอกของเมล็ด ส่งเสริมการสร้างโปรตีน ชลอความเสื่อมตามอายุ (senescence) ซึ่งองค์ประกอบทางเคมี คือ 6-(4-hydroxy-3-methyl-trans-2-butenylamido) Purine สำหรับไซโทไคนินที่พบในพืชต่าง ๆ ล้วนเป็นอนุพันธ์ของ isopentenyl adenine

สูตรโครงสร้างของ auxins

สูตรโครงสร้างของ cytokinins

4. กรดนิวคลิอิก (nucleic acids) มีอยู่ 2 ชนิด คือ ribo nucleic acid (RNA) ทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน และ deoxyribo nucleic acids (DNA) ทำหน้าที่เป็นศูนย์ข้อมูลทางพันธุกรรม

สูตรโครงสร้างของ DNA และ RNA

5. สารประกอบไนโตรเจนอื่น ๆ เช่น อะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (adenosine triphosphate, ATP) โคเอนไซม์ (Co-enzymes) เช่น NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) และ NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)
6. สารประกอบไนโตรเจนที่พืชสะสมไว้ (reserves) หรือทำหน้าที่ป้องกัน (protective compounds) เช่น แอลคาลอยด์ (alkaloids) ตัวอย่างของแอลคาลอยด์ที่รู้จักกันอย่างกว้างขวาง คือ นิโคติน (nicotine) จากใบยาสูบ และมอร์ฟีน (morphine) จากฝิ่น

สูตรโครงสร้างของ nicotine

สูตรโครงสร้างของ morphine

วัฏจักรฟอสฟอรัส (Phosphorus cycle) มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตเป็นอย่างมากฟอสเฟตเป็นส่วนประกอบกรดนิวคลีอิก สารพลังงานสูง สารประกอบฟอสเฟตของโปรตีน(Phosphoprotein) สารประกอบฟอสเฟตของลิบีด (Phospholipid) นอกจากนี้แคลเซี่ยมฟอสเฟต

เป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่ของกระดูกและฟัน ปุ๋ยฟอสเฟตเป็นปุ๋ยที่สำคัญและมีความจำเป็นใน

การเจริญเติบโตของพืชเป็นอย่างมาก การหมุนเวียนของฟอสเฟตเกิดขึ้นโดยที่ฟอสเฟตที่ละลายน้ำ

ได้ จะถูกพืชนำไปใช้และสร้างเป็นโปรโตปลาสซึมในพืช เมื่อสัตว์กินพืช ฟอสเฟตก็ถูกถ่ายทอด

จากพืชเข้าสู่สัตว์ เมื่อพืชและสัตว์ตาย แบคทีเรียจะสลายสารประกอบฟอสเฟตในพืชและสัตว์ให้

เป็นสารฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้อีก ฟอสเฟตบางส่วนจะถูกเปลี่ยนไปเป็นหินฟอสเฟต ซึ่งจะถูกกัด

เซาะและสลายตัวออกมาเป็นฟอสเฟตที่ละลายน้ำได้อีก

แสดงวัฎจักรของฟอสฟอรัส

วัฏจักรซัลเฟอร์ (The sulphur cycle) ซัลเฟอร์เป็นส่วนประกอบของโปรตีนบางชนิดในสิ่งมีชีวิต ซัลเฟอร์สามารถมีวัฏจักรหมุนเวียนได้ทั้งวัฏจักร ของก๊าซ (gaseous cycle) และวัฏจักรของตะกอน (sedimentary cycle) แหล่งซัลเฟอร์ที่กว้างใหญ่ คือ เปลือกโลกในรูปของแร่ธาตุ เช่น ไฟไรต์ (Pyrite : iron II sulphide) ยิปซั่ม (calcium sulphate)
เมื่อสิ่งมีชีวิตตายลง ตะกอนที่ทับถม มีซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบหนึ่ง เช่น ซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของถ่านหิน น้ำมัน เมื่อเกิดการเผา ไหม้ ก็จะเกิดการกระจายของซัลเฟอร์ออกสู่บรรยากาศ ซัลเฟอร์ออกไซด์ ก็มีผลต่อการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งลำเลียงซัลเฟอร์เข้าสู่ห่วงโซ่อาหารต่อไป อนึ่งซัลเฟอร์เมื่อรวมตัวกับฝน ทำให้ฝนมีฤทธิ์เป็นกรด (acid rain) เกิดการชะล้างสลายตัวสู่ดิน และสู่ทะเลในรูปตะกอน เป็นวัฏจักรในที่สุด แหล่งของ ซัลเฟอร์โดยธรรมชาติอีกแหล่งหนึ่ง คือ จากการระเบิดของภูเขาไฟ จะทำให้เกิดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ได้เช่นกัน