Plik cykl fosforowy Jest to magazynowanie i cyrkulacja tego pierwiastka przez hydrosferę, litosferę, organizmy żywe i atmosferę. Jest to cykl biogeochemiczny typu osadowego, którego faza magazynowania zachodzi głównie na dnie morskim.
Cykl rozpoczyna się wystawieniem skał fosforanowych na erozyjne działanie wody, wiatru i organizmów żywych. Kiedy skała się zużywa, fragmentuje i ciągnie cząsteczki zawierające fosforany, które są wbudowywane w glebę lub wciągana do zbiorników wodnych..
Fosfor wchłaniany przez rośliny w postaci fosforanów przez ich korzenie jest integrowany z organizmem i wykorzystywany w metabolizmie. W ten sposób przechodzi z geologicznego etapu cyklu do fazy biologicznej, w której krąży w sieciach pokarmowych lub troficznych..
Ten etap rozpoczyna się, gdy zwierzęta roślinożerne zjadają rośliny i pozyskują z nich fosfor. Następnie pierwiastek ten przechodzi do mięsożerców, które żywią się roślinożercami i wraca do gleby wraz z odchodami lub gdy organizmy umierają i rozkładają się..
Z drugiej strony fosfor w postaci fosforanów trafia do jezior i oceanów, przechodząc do stanu hydrologicznego. Ponadto fosforany rozpuszczone w wodzie przechodzą do etapu biologicznego, gdy są wchłaniane przez fitoplankton i dostają się do morskich sieci pokarmowych..
Następnie fosfor jest uwalniany przez wydaliny lub rozkład żywych istot i jest ponownie włączany do etapu hydrologicznego. W tej fazie może krążyć z prądami morskimi lub osiadać w osadach na dnie oceanu..
Kiedy fosfor trafia na dno morskie, warstwy osadów gromadzą się, a dolne warstwy są zakopywane na dużych głębokościach. Tutaj wytwarzane są wysokie ciśnienia i temperatury, które tworzą nową skałę bogatą w fosfor, która zostanie ponownie odsłonięta, aby kontynuować cykl..
Cykl ten może zostać zmieniony przez działalność człowieka z powodu włączenia dodatkowych ilości fosforu zanieczyszczającego środowisko, które powodują eutrofizację..
Indeks artykułów
Jest to niemetaliczny pierwiastek chemiczny oznaczony symbolem P, który nie jest czysty z natury, ponieważ szybko się utlenia. Kiedy zachodzi ten proces, uwalnia energię cieplną i wytwarza światło, dlatego nadano mu nazwę fosforu (po grecku „nośnik światła”)..
W naturze występuje w postaci nieorganicznych cząsteczek fosforu lub jako część organizmów żywych.
Cykl fosforu to osadowy cykl biogeochemiczny ściśle powiązany z obiegiem wody, węgla, wapnia, żelaza i glinu. Nazywa się osadowy, ponieważ większość jego rezerw znajduje się w osadach morskich i skałach fosforanowych skorupy ziemskiej..
Fosforanowe skały, które powstają w głębi Ziemi, są przenoszone na powierzchnię Ziemi w wyniku ruchów płyt tektonicznych. Kiedy tak się dzieje, narażone są na działanie czynników fizycznych, takich jak deszcz i wiatr, a także biologicznych..
Innym sposobem uwalniania fosforu z jego podziemnych magazynów jest aktywność wulkaniczna, również spowodowana ruchami tektonicznymi..
Ponieważ skały fosforanowe są narażone na działanie środowiska zewnętrznego na powierzchni ziemi, następuje proces erozji. W ten sposób skała jest pęknięta i rozdrobniona przez różnice temperatur, deszczu, wiatru i działania żywych istot, a fosfor staje się częścią gleby lub przenosi się w inne miejsca..
Głównym czynnikiem erozyjnym jest woda, która przenosi fosfor do innych punktów litosfery, a ostatecznie do oceanów..
Większość fosforu w glebie występuje w postaci nierozpuszczalnej i dlatego nie może być wykorzystywana przez rośliny. Ten luminofor jest przyłączony do cząstek gliny, wodorotlenków żelaza i glinu lub w postaci fosforanu wapnia, żelaza lub innego..
Tak więc na jednym hektarze gleby może znajdować się od 2 do 10 ton fosforu, ale rośliny mogą zużywać tylko od 3 do 15 kg. Fosfor rozpuszczalny jest wchłaniany przez korzenie i przenika do organizmu rośliny, gdzie jest wykorzystywany w różnych procesach przemiany materii. procesy.
Fosfor integruje się ze strukturą roślin, tworząc białka, ATP, DNA i inne cząsteczki. Podobnie, gdy rozpuszcza się w wodzie morskiej, jest wchłaniany przez fitoplankton w oceanach..
Fosfor staje się częścią łańcuchów troficznych, gdy rośliny i fitoplankton są spożywane przez roślinożerne, a te przez drapieżniki. Później jest uwalniany z żywych organizmów przez ich odchody lub po ich śmierci..
Fosfor w oceanach osadza się na dnie morskim, stając się częścią osadu, który będzie osadzał się w kolejnych warstwach.
Skały powstają, gdy osady w najgłębszych częściach skorupy ziemskiej poddawane są działaniu wysokich ciśnień i temperatur (litacja). Dzieje się tak, ponieważ ciężar osadów górnych powoduje zagęszczenie osadów dolnych.
Cząsteczki tworzące skały są utrzymywane razem dzięki krystalizacji tlenków, krzemionki i innych substancji, procesowi zwanemu cementacją. W ten sposób powstają tzw. Skały osadowe, wśród których jest fosforyn, który zawiera do 20-30% fosforanów..
Skały osadowe poddane procesom wyższej temperatury i ciśnienia rozpuszczają się, tworząc część skał metamorficznych i magmowych (18%). Istnieją również fosforany w skałach wapiennych do 0,18%, a nawet w skałach piaskowcowych do 0,27%.
Szybkość, z jaką cząsteczka fosforu kończy cykl, zależy od typu rozpatrywanego zbiornika. Na przykład w wodach przybrzeżnych cząsteczka fosforu może być mobilizowana co 9 miesięcy, a w osadach głębinowych może to zająć ponad 11 000 lat..
Największy recykling fosforu zachodzi między organizmami żywymi a wodą lub glebą w zależności od rodzaju ekosystemu. Przechodzi przez trzy etapy, którymi są:
Najważniejsze rezerwy fosforu na tym etapie cyklu znajdują się w osadach morskich i glebie. Występuje również w skałach fosforanowych podłoża oraz w odchodach ptaków morskich (guano).
Skały fosforowe powstają z osadów morskich, które są skałami osadowymi zawierającymi do 30% fosforanów. Podczas erozji fosforany stają się częścią gleby.
Podobnie erozja gleby i skał wciąga fosforany do zbiorników wodnych i trafia do oceanu, gdzie są absorbowane przez organizmy morskie. Z drugiej strony stosunkowo niewielka część fosforanów glebowych rozpuszcza się w wodzie i jest przyswajana przez rośliny..
Etap hydrologiczny cyklu fosforu utrzymuje stałą wymianę z lądem i organizmami zamieszkującymi świat wodny. Większość fosforu znajduje się w głębokich wodach oceanu w postaci rozpuszczonego fosforanu.
Fosfor obecny w wodach powierzchniowych jest wchłaniany przez organizmy żywe i dlatego staje się częścią etapu biologicznego.
Szacuje się, że rocznie do zbiorników wodnych przedostaje się około 10 milionów ton fosforu. Wchodzi w stan hydrologiczny ciągnięty przez prądy wodne, głównie przez spływy z wód opadowych..
W ten sposób dociera do rzek, a stamtąd do jezior i oceanów, oprócz niewielkiego procentu pyłu atmosferycznego, który osadza się w oceanach lub innych zbiornikach wodnych..
Fosfor krąży w oceanach, zwłaszcza w chłodniejszych niższych warstwach, jednak w rejonach upwellingu dociera do powierzchni. Uniesienia to obszary, w których unoszą się głębokie, zimne wody niosące fosforany i inne składniki odżywcze.
Na tych obszarach dostępność fosforanów jest obfita, co sprzyja rozwojowi fitoplanktonu, który przyciąga dużą liczbę żerujących na nim ryb..
Ponieważ fosfor nie tworzy lotnych związków (gazów) w oceanie, nie może być wymieniany bezpośrednio z atmosferą. Dlatego jedynymi wyjściami z etapu hydrologicznego są formacje skalne lub połowy (ptaki morskie lub działania człowieka).
W pierwszym przypadku na dnie morskim osadza się fosfor rozpuszczony w morzu lub z odchodów lub martwych ciał istot żywych. Z biegiem czasu osady te są pokryte innymi warstwami i konsolidują się jako skały fosforanowe, które następnie zostaną odsłonięte na powierzchni ziemi..
Ze swojej strony ptaki morskie zjadają ryby i przenoszą fosfor, aby wylądować poprzez swoje odchody (guano) lub po śmierci. Podczas gdy ludzie wydobywają duże ilości fosforu z oceanów poprzez połowy, ponieważ kości ryb składają się z 35% tego pierwiastka.
Gdy fosfor dostanie się do łańcuchów troficznych lub łańcuchów pokarmowych, jest częścią biologicznego etapu cyklu fosforowego. Zaczyna się, gdy fosforany wchłonięte przez rośliny lub fitoplankton tworzą białka i inne ważne cząsteczki.
Fosfor krąży wtedy, gdy rośliny i fitoplankton są spożywane przez roślinożerne, a te przez drapieżniki. Następnie przechodzi przez odchody i rozkład ciał martwych organizmów przez bakterie i grzyby..
Chociaż ilość fosforu na etapie biologicznym jest stosunkowo niewielka, odgrywa on fundamentalną rolę. Tak więc około 80% całkowitego fosforu w organizmie żywej istoty tworzy hydroksyapatyt (Ca5 (PO4) 3 OH).
Minerał ten stanowi około 70% kości kręgowców, a szkliwo zębów również zawiera dużą część tego minerału fosforanowego..
Od tego etapu fosfor kontynuuje swój cykl w kierunku etapów hydrologicznych i geologicznych, poprzez obumieranie organizmów lub ich wydalin. Podobnie ludzie ingerują w cykl fosforu, wydobywając go z lądu i morza, aby wykorzystać go jako surowiec przemysłowy lub jako nawóz..
Ważnym źródłem fosforu z fazy biologicznej są odchody ptaków morskich zwane guano, które zawierają około 4% fosforanów.
Ptaki morskie żywiące się rybami tworzą duże kolonie przybrzeżne, a ich odchody gromadzą się w ogromnych ilościach w ich siedliskach. Te odchody są szczególnie bogate w fosforany i były wykorzystywane przez ludzi jako nawóz.
Podstawową zmianą cyklu fosforu jest jego przyspieszenie w wyniku działalności człowieka. Fosforany są jednym z głównych zanieczyszczeń w ściekach, powodując zmiany w obiegu fosforu poprzez wprowadzanie dodatkowych ilości do ekosystemów.
Fosforany są wprowadzane do ścieków dzięki zastosowaniu detergentów zawierających fosforan trójsodowy. Związki te w połączeniu z wodą tworzą fosforany przyswajalne przez żywe istoty.
Ponieważ dostają się duże ilości tych przyswajalnych fosforanów, liczebność glonów i roślin wodnych znacznie wzrasta. Ta nierównowaga ekologiczna kończy się zużyciem rozpuszczonego tlenu w wodzie, powodując śmierć ryb i innych organizmów..
Nadmiar fosforanów w wodzie wpływa na jej jakość do spożycia przez ludzi, zmniejszając tym samym źródła słodkiej wody.
Fosfor jest centralną częścią ATP (trifosforanu adenozyny), czyli cząsteczki, dzięki której energia jest magazynowana i przekazywana w komórkach. Z kolei DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy), czyli cząsteczka odpowiedzialna za przekazywanie informacji genetycznej, zawiera grupę fosforanową.
Fosfor jest pierwiastkiem niezbędnym dla zdrowia, biorąc pod uwagę, że jest drugim pod względem obfitości w organizmie. Podobnie jest podstawowym składnikiem zębów i kości, blisko spokrewnionym z witaminami z grupy B..
Ponadto odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu nerek, mięśni (w tym serca) oraz w układzie nerwowym (sygnały nerwowe).
W przemyśle fosforany są wykorzystywane do różnych celów, np. W przemyśle spożywczym jako środki przeciwzbrylające i stabilizatory. Fosfor jest podstawowym składnikiem do produkcji zapałek, fajerwerków i sygnałów świetlnych..
W ten sam sposób znajduje zastosowanie przy produkcji stopów metali, olejów przemysłowych oraz jako fosforan trójsodowy w detergentach..
Fosfor jest ważnym składnikiem nawozów i nawozów stosowanych w rolnictwie, szczególnie przydatnym do wywoływania kwitnienia w uprawach. Produkcja nawozów odpowiada za około 90% zapotrzebowania na fosforany.
Fosforany organiczne występują w postaci estrów kwasu fosforowego iw większości przypadków mają działanie neurotoksyczne, dlatego są wykorzystywane do produkcji insektycydów.
Jeszcze bez komentarzy