Cykl fosforu

Źródło: Eduarda Servidio Claudino, CC BY-SA 4.0, Via Wikimedia Commons

Jaki jest cykl fosforu?

On Cykl fosforu Jest to przechowywanie i krążenie tego elementu przez hydrosfera, litosfera, żywe organizmy i atmosferę. Jest to osadowy cykl biogeochemiczny, którego faza przechowywania występuje głównie w łóżku morskim.

Cykl rozpoczyna się od narażenia fosforowanych skał na erozyjne działanie wody, wiatru i organizmów żywych. Skała, gdy noszona jest rozdrobniona i ciągnie cząstki, które niosą fosforany, które są włączone do ziemi lub wciągane do zbiorników wody.

Fosfor pochłonięty jako fosforany przez rośliny przez ich korzenie jest zintegrowane z jego ciałem i jest stosowany w metabolizmie. Zatem przechodzi od etapu geologicznego cyklu do fazy biologicznej, w której krąży przez żywność lub sieci troficzne.

Charakterystyka cyklu fosforu

Mecz

Jest to nie -metalowy element chemiczny, który jest reprezentowany z symbolem P i który nie ma czystego natury, ponieważ utlenia się szybko. Kiedy ten proces występuje, uwalnia energię kalorii i wytwarza światło, dlatego podano nazwę fosforu („nosiciel światła” w języku greckim).

W naturze ma postać nieorganicznych cząsteczek fosforu lub jako część żywych organizmów.

Twój cykl

Cykl fosforu jest osadowym cyklem biogeochemicznym ściśle związanym z wodą, węglem, wapniem, żelazem i glinem. Nazywa się to osadem, ponieważ większość jego rezerw znajduje się w osadach morskich i w fosforowanych skałach skorupy Ziemi.

Narażenie

Fosforowane skały utworzone w głębokościach ziemi są przenoszone na powierzchnię ziemi przez ruchy płyt tektonicznych. Kiedy tak się dzieje, są narażeni na działanie środków fizycznych, takich jak deszcz i wiatr, a także biologiczne.

Skała fosforowa. Źródło: David Stanley z Nanaimo, Kanada/CC przez (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0)

Inną formą uwalniania fosforu podziemnego magazynu jest aktywność wulkaniczna, również spowodowana ruchami tektonicznymi.

Erozja

Przekazując skały fosforowane na środowisko zewnętrzne na powierzchni Ziemi, następuje proces erozji. Zatem skała jest pęknięta i rozdrobniona przez różnice w temperaturze, deszczu, wiatrze i działaniu żywych istot, a fosfor staje się częścią ziemi lub porusza się do innych miejsc.

Transport

Głównym środkiem erozyjnym jest woda, która przesuwa fosfor do innych punktów litosfery, a na koniec do oceanów.

Biologiczne wchłanianie i wyzwolenie

Większość fosforu na ziemi jest nierozpuszczalna i dlatego nie może być stosowana przez rośliny. Ten fosfor jest przylegany do cząstek gliny, wodorotlenków żelaza i glinu lub w postaci wapnia, żelaza lub innego fosforanu.

Zatem w hektaru gleby może być od 2 do 10 ton fosforu, ale rośliny mogą używać tylko 3 do 15 kg. Rozpuszczalny fosfor jest wchłaniany przez korzenie i przechodzi do ciała rośliny, gdzie jest stosowany w różnych procesach metabolicznych.

Może ci służyć: 10 biomów Meksyku i jego cechy

Fosfor jest zintegrowany ze strukturą roślin, tworząc białka, ATP, DNA i inne cząsteczki. Podobnie, podczas rozpuszczania się w wodzie morskiej, jest wchłaniana przez fitoplankton w oceanach.

Fosfor staje się częścią łańcuchów troficznych, gdy rośliny i fitoplankton są spożywane przez roślinożerne i te przez mięsożerne. Następnie zostaje zwolniony z żywych organizmów przez ich wydalanie, albo kiedy umierają.

Sedymentacja i akumulacja

Fosfor w oceanach osadza się na dnie morskim, stając się częścią osadu, który zostanie zdeponowany w kolejnych warstwach.

Litia i przechowywanie

Skały powstają, gdy osady w najgłębszych częściach skorupy Ziemi są poddawane wysokim ciśnieniu i temperaturom (litowanie). Dzieje się tak, ponieważ waga górnych osadów powoduje zagęszczenie dolnych.

Cząstki, które tworzą skały, są trzymane razem dzięki krystalizacji tlenków, krzemionki i innych substancji, proces znany jako cementowanie. W ten sposób powstają tak zwane skały osadowe, w tym fosfor, który zawiera do 20-30% fosforanów.

Jeśli skały osadowe są poddawane wyższym procesom temperatury, a procesy ciśnienia rozpuszczane są, będąc częścią skał metamorficznych i magmowych (18%). Istnieją również fosforany w skałach wapiennych do 0,18%, a nawet w skałach z piaskowca do 0,27%.

Czas cyklu

Prędkość, z jaką cząsteczka fosforu spełnia cykl, zależy od rodzaju zbiornika, który jest rozważany. Na przykład w wodach przybrzeżnych cząsteczka fosforu może mobilizować się co 9 miesięcy, aw głębokich osadach morskich może zająć więcej niż 11 więcej niż 11.000 lat.

Etapy cyklu fosforu

Największy recykling fosforu występuje między żywymi organizmami a wodą lub glebą w zależności od rodzaju ekosystemu. To samo przechodzi trzy etapy, które są:

1. Geologiczny

Najważniejsze rezerwy fosforu na tym etapie cyklu znajdują się w osadach morskich i glebie. Jest również obecny w skałach fosforanowych podgazowych oraz w morskich wydalkach ptaków (Guano).

Z osadów morskich powstają skały fosforowane, które są skałami osadowymi, które zawierają do 30% fosforanów. Kiedy erodują, fosforany stają się częścią ziemi.

Podobnie erozja gleby i skały przeciągają fosforany do zbiorników wody i kończą do oceanu, gdzie są wchłaniane przez organizmy morskie. Z drugiej strony stosunkowo niski odsetek fosforanów gleby rozpuszcza się w wodzie i jest wchłaniany przez rośliny.

2. Hydrologiczne

Hydrologiczny stadium cyklu fosforu utrzymuje stałą wymianę z kontynentem i organizmami zamieszkującymi świat wodny. Największa ilość fosforu znajduje się w głębokich wodach oceanicznych, takich jak rozpuszczony fosforan.

Może ci służyć: zjawiska naturalne: typy, przyczyny i przykłady

Fosfor obecny w wodach powierzchniowych jest absorbowany przez żywe organizmy i dlatego staje się częścią etapu biologicznego.

Bilety

Szacuje się, że około 10 milionów ton fosforu wchodzi do zbiorników wodnych rocznie. Wchodzi do etapu hydrologicznego ciągniętego przez prądy wodne, głównie z powodu spływu wody deszczowej.

W ten sposób dociera do rzek, a stamtąd do jezior i oceanów, oprócz niewielkiego odsetka z proszku atmosferycznego, który jest osadzony w oceanach lub innych zbiornikach wodnych.

Krążenie

Fosfor krąży w oceanach, szczególnie w najzimniejszych niższych warstwach, jednak w obszarach chirurga dociera do powierzchni. W nagłych wypadkach są obszary, w których wznoszą się głębokie zimne wody, przeciągając fosforany i inne składniki odżywcze.

Na tych obszarach dostępność fosforanów jest obfita, co sprzyja rozwojowi fitoplanktonu, który przyciąga dużą liczbę ryb, które żywi się tym.

Odloty

Ponieważ fosfor nie tworzy lotnych związków (gazów) w oceanie, nie można go wymieniać bezpośrednio z atmosferą. Dlatego jedynymi wynikami etapu hydrologicznego są tworzenie się skalnych lub połowy (przez ptaki morskie lub działanie człowieka).

W pierwszym przypadku fosfor rozpuszczał się w morzu lub z wydalania lub martwych ciał żywych istot. Z czasem osady te są pokryte innymi warstwami i są skonsolidowane jako fosforowane skały, które będą następnie narażone na powierzchnię Ziemi.

Ze swojej strony, ptak morski. Podczas gdy człowiek wyciąga duże ilości fosforu oceanicznego poprzez połowy, ponieważ kości ryb składają się z 35% tego elementu.

3. Biologiczny

Gdy fosfor wejdzie do łańcuchów troficznych lub łańcuchów pokarmowych, jest częścią stadium biologicznego cyklu fosforu. Zaczyna się, gdy fosforan wchłaniane przez rośliny lub fitoplankton tworzą białka i inne istotne cząsteczki.

Następnie fosfor krąży, gdy rośliny i fitoplankton są spożywane przez roślinożerne i te przez mięsożerne. Następnie przejdź przez wydalanie i rozkład ciał martwych organizmów przez bakterie i grzyby.

Chociaż ilość fosforu w etapie biologicznym jest stosunkowo niska, odgrywa on fundamentalną rolę. Zatem około 80% całkowitego fosforu ciała żywej istoty powstaje hydroksyapatyt (CA5 (PO4) 3 OH).

Ten minerał stanowi około 70% kości kręgowców i emalii zębów.

Odloty

Z tego etapu fosfor podąża za swoim cyklem w kierunku stadiów hydrologicznych i geologicznych, poprzez śmierć organizmów lub ich wydalanie. Podobnie człowiek interweniuje w cyklu fosforu poprzez wydobywanie go z ziemi i morza, aby użyć go jako surowca przemysłowego lub nawozu.

Może ci służyć: kwasowy deszcz: jak się powstaje, skład, reakcje i skutki

Guano

Ważnym źródłem fosforu z etapu biologicznego są wydatki ptaków morskich, zwanych guano, które zawiera około 4% fosforanów.

Guano akumulacja. Źródło: Alex Proimos z Sydney, Australia/CC przez (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/2.0)

Ptaki morskie, które żywią się rybami, tworzą duże kolonie przybrzeżne, a ich odchody gromadzą się w ogromnych ilościach w swoich siedliskach. Te wydatki są szczególnie bogate w fosforany i były używane przez człowieka jako nawóz.

Zmiany

Podstawową zmianą cyklu fosforu jest jego przyspieszenie ze względu na działalność człowieka. Fosforany są jednym z głównych zanieczyszczeń ścieków, powodując zmiany cyklu fosforu poprzez włączenie dodatkowych ilości do ekosystemów w ekosystemach.

EUROPHICIZACJA

Fosforany są włączone do ścieków ze względu na zastosowanie detergentów, które obejmują fosforan trisodyczny. Związki te w połączeniu z wodą tworzą fosforany zasymilowalne przez żywe istoty.

Eutrofizacja. Źródło: f. Lamiot (własna praca)/CC BY-SA (https: // creativeCommons.ORG/Licencje/BY-SA/2.5)

Gdy wchodzą duże ilości tych fosforanów, populacje glonów i roślin wodnych znacznie rosną. Ta nierównowaga ekologiczna kończy się spożywaniem rozpuszczonego tlenu w wodzie, powodując śmierć ryb i innych organizmów.

Jakość wody

Nadmiar fosforanów w wodzie wpływa na jego jakość zużycia człowieka, zmniejszając w ten sposób źródła słodkiej wody.

Znaczenie cyklu fosforu

Niezbędny do życia

Fosfor jest centralną częścią ATP (trifosforan adenozyny), który jest cząsteczką, za pomocą której energia jest przechowywana i przenoszona. Z drugiej strony DNA (kwas deoksyrybonukleinowy), który jest cząsteczką odpowiedzialną za przenoszenie informacji genetycznych, obejmuje grupę fosforanową.

Dieta i zdrowie

Fosfor jest niezbędnym elementem zdrowia, biorąc pod uwagę, że jest to drugi pod względem obfitości w ciele. Jest to również podstawowy składnik zębów i kości, w ścisłym związku z witaminami kompleksu B.

Ponadto odgrywa istotną rolę w funkcjonowaniu nerek, mięśni (w tym serca) i w układzie nerwowym (sygnały nerwowe).

Surowce dla przemysłu

W branży fosforany są używane do różnych celów, na przykład w przemyśle spożywczym są stosowane jako anty -gutyki i stabilizatory. Fosfor to podstawowy składnik produkcji meczów, fajerwerków i znaków światła.

Podobnie jest stosowany w opracowywaniu stopów metali, olejów przemysłowych, a fosforan trisodowy jest stosowany w detergentach.

Nawozy

Fosfor jest ważnym składnikiem nawozów i nawozów stosowanych w rolnictwie, szczególnie przydatnych do wywoływania kwitnienia w uprawach. Produkcja nawozów jest odpowiedzialna za około 90% zapotrzebowania na fosforan.

Owadobójcze

Fosforany organiczne mają postać estrów kwasu fosforowego, aw większości przypadków mają działanie neurotoksyczne, więc są one stosowane do produkcji owadobójczych.