Cyklus fosforu

Zdroj: Eduarda Servidio Claudino, CC BY-SA 4.0, cez Wikimedia Commons

Aký je cyklus fosforu?

On Cyklus fosforu Je to skladovanie a obeh tohto prvku prostredníctvom hydrosféry, litosféry, živých organizmov a atmosféry. Toto je sedimentárny biogeochemický cyklus, ktorého fáza skladovania sa vyskytuje hlavne v morskom lôžku.

Cyklus sa začína vystavením fosfratovaným horninám erozívnemu pôsobeniu vodných, veterných a živých organizmov. Hornina, keď sa opotrebuje, je fragmentovaná a ťahá častice, ktoré nesú fosfáty, ktoré sú začlenené do zeme alebo sú vtiahnuté do vodných útvarov.

Fosfor absorbovaný ako fosfáty rastlinami cez ich korene, je integrovaný do jeho tela a používa sa v metabolizme. Takto ide od geologického štádia cyklu do biologickej fázy, kde cirkuluje potravinami alebo trofickými sieťami.

Charakteristiky cyklu fosforu

Zápas

Jedná sa o nemetalický chemický prvok, ktorý je znázornený symbolom P a ktorý nie je čistý, pretože rýchlo oxiduje. Keď dôjde k tomuto procesu, uvoľňuje kalorickú energiu a vytvára svetlo, a preto bol uvedený názov fosforu („nositeľ svetla“ v gréčtine).

V prírode je vo forme anorganických molekúl fosforu alebo ako súčasť živých organizmov.

Váš cyklus

Cyklus fosforu je sedimentárny biogeochemický cyklus úzko súvisiaci s vodou, uhlíkom, vápnikom, železným a hliníkovým cyklom. Nazýva sa to sedimentárna, pretože väčšina jej rezerv je v morských sedimentoch a vo fosfovaných skalách zemskej kôry.

Vystavenie

Fosfratované horniny, ktoré sa tvoria v hĺbkach Zeme. Ak k tomu dôjde, sú vystavení pôsobeniu fyzických látok, ako sú dážď a vietor, ako aj biologické.

Fosforka. Zdroj: David Stanley z Nanaimo, Kanada/CC od (https: // creativecommons.Org/licencie/BY/2.0)

Ďalšou formou uvoľňovania jeho podzemného skladovania je sopečná aktivita, tiež spôsobená tektonickými pohybmi.

Erózia

Tým, že sú vystavené horniny fosfatované do vonkajšieho prostredia na zemskom povrchu, vyskytuje sa proces erózie. Hornina je teda prasknutá a fragmentovaná rozdielmi v teplote, dažďu, vetre a pôsobení živých bytostí a fosfor sa stáva súčasťou zeme alebo sa presúva na iné miesta.

Preprava

Hlavným erozívnym činidlom je voda, ktorá presúva fosfor na ďalšie body litosféry a nakoniec do oceánov.

Biologická absorpcia a oslobodenie

Väčšina fosforu na zemi je nerozpustná, a preto ho rastliny nemôžu používať. Tento fosfor sa prilepuje na ílové častice, hydroxidy železa a hliníka alebo vo forme vápnika, železitého alebo iného fosfátu.

Tak v hektári pôdy môže byť medzi 2 a 10 ton fosfor, ale rastliny môžu používať iba 3 až 15 kg. Rozpustný fosfor je absorbovaný koreňmi a prechádza do tela rastliny, kde sa používa v rôznych metabolických procesoch.

Môže vám slúžiť: 10 biomov v Mexiku a jeho vlastnosti

Fosfor je integrovaný do štruktúry rastlín, tvoriace proteíny, ATP, DNA a ďalšie molekuly. Podobne, keď sa rozpustí v morskej vode, je absorbovaný fytoplanktónom v oceánoch.

Fosfor sa stáva súčasťou trofických reťazcov, keď rastliny a fytoplanktón konzumujú bylinožravce a tieto mäsožravce. Následne je prepustený zo živých organizmov buď prostredníctvom ich vylučovania, alebo keď zomrú.

Sedimentácia a akumulácia

Fosfor v oceánoch sa ukladá v morskom dne, ktorý sa stáva súčasťou sedimentu, ktorý bude uložený v nasledujúcich vrstvách.

Litifikácia a skladovanie

Horniny sa tvoria, keď sú sedimenty v najhlbších častiach zemskej kôry vystavené vysokým tlakom a teplotám (litifikácia). K tomu dochádza, pretože hmotnosť horných sedimentov spôsobuje, že dolné sú zhutnené.

Častice, ktoré tvoria horniny, sa udržiavajú pohromade vďaka kryštalizácii oxidov, oxidu kremičitého a iných látok, proces, ktorý je známy ako cementácia. Týmto spôsobom sa tvoria takzvané sedimentárne horniny, medzi ktorými je fosforit, ktorý obsahuje až 20-30% fosfáty.

Ak sú sedimentárne horniny podrobené vyšším teplotným procesom a tlakové procesy sa rozpustia tým, že sú súčasťou metamorfných a vyvratných hornín (18%). V vápencových horninách sú tiež fosfáty až do 0,18% a dokonca aj v pieskovcových horninách až do 0,27%.

Cyklistický čas

Rýchlosť, pri ktorej molekula fosforu spĺňa cyklus, závisí od typu rezervoáru, ktorý sa považuje. Napríklad v pobrežných vodách môže molekula fosforu mobilizovať každých 9 mesiacov a v hlbokých morských sedimentoch môže trvať viac ako 11 viac ako 11.000 rokov.

Fáza fosforu

Najväčšia recyklácia fosforu sa vyskytuje medzi živými organizmami a vodou alebo pôdou v závislosti od typu ekosystému. To isté prechádza tromi fázami, ktoré sú:

1. Geologický

Najdôležitejšie rezervy fosforu v tejto fáze cyklu sa nachádzajú v morských sedimentoch a pôde. Je tiež prítomný v podložia fosfátových hornín a v exkrementoch morských vtákov (guano).

Z morských sedimentov sa vytvárajú fosfované horniny, ktoré sú sedimentárnymi horninami, ktoré obsahujú až 30% fosfáty. Keď erodujú, fosfáty sa stávajú súčasťou zeme.

Podobne erózia pôdy a horniny ťahajú fosfáty do útvarov vody a nakoniec dosiahnú oceán, kde sú absorbované morskými organizmami. Na druhej strane, relatívne nízky podiel fosforečnanov pôdy sa rozpustí vo vode a absorbuje sa rastlinami.

2. Hydrologický

Hydrologické štádium cyklu fosforu si udržuje trvalú výmenu s pevninou a organizmami, ktoré obývajú vodný svet. Najväčšie množstvo fosforu sa nachádza v hlbokých oceánskych vodách, ako je rozpustený fosfát.

Môže vám slúžiť: Prírodné javy: typy, príčiny a príklady

Fosfor prítomný v povrchových vodách je absorbovaný živými organizmami, a preto sa stáva súčasťou biologického štádia.

Vstupenky

Odhaduje sa, že asi 10 miliónov ton fosforu vstupuje do vodných útvarov ročne. Vstupuje do hydrologického štádia ťahaného vodnými prúdmi, hlavne kvôli odtoku dažďovej vody.

Týmto spôsobom sa dosahuje do riek a odtiaľ k jazerám a oceánom, okrem malého percentuálneho podielu od atmosférického prášku, ktorý je uložený v oceánoch alebo iných vodách.

Obeh

Fosfor cirkuluje v oceánoch, najmä v najchladnejších nižších vrstvách, avšak v oblastiach chirurgie dosahuje povrch. Núdzové situácie sú oblasti, kde hlboké studené vody stúpajú ťahaním fosfátov a iných živín.

V týchto oblastiach je dostupnosť fosfátov hojná, čo uprednostňuje vývoj fytoplanktónu, ktorý priťahuje veľké množstvo rýb, ktoré sa tým živia.

Odchod

Pretože fosfor netvorí prchavé zlúčeniny (plyny) v oceáne, nemožno ho vymeniť priamo s atmosférou. Preto jedinými výstupmi hydrologického štádia sú tvorba hornín alebo rybolov (morskými vtákmi alebo pôsobenie ľudskej bytosti).

V prvom prípade je fosfor rozpustený v mori alebo z vylučovania alebo mŕtvych telies živých bytostí, ukladaný do morského dna v morskom dne. V priebehu času sú tieto sedimenty pokryté inými vrstvami a sú konsolidované ako fosfraté horniny, ktoré budú potom vystavené zemskému povrchu.

Pokiaľ ide o ich, Seabird. Zatiaľ čo človek extrahuje veľké množstvo oceánskeho fosforu rybolovom, pretože rybie kosti sú zložené z 35% tohto prvku.

3. Biologický

Keď fosfor vstúpi do trofických reťazcov alebo potravinových reťazcov, je súčasťou biologického štádia fosforového cyklu. Toto sa začína, keď fosfáty absorbované rastlinami alebo fytoplanktónom tvoria proteíny a ďalšie životne dôležité molekuly.

Ďalej fosfor cirkuluje, keď rastliny a fytoplanktón konzumujú bylinožravce a tieto mäsožravce. Potom sa pohybujte po vylučovaní a rozkladom telies mŕtvych organizmov baktériami a hubami.

Aj keď množstvo fosforu v biologickom štádiu je relatívne nízke, hrá základnú úlohu. Asi 80% z celkového fosforu tela živej bytosti je tvorené hydroxyapatitom (CA5 (PO4) 3 OH).

Tento minerál predstavuje asi 70% kostí stavovcov a skloviny zubov je tiež tvorený vysokým podielom tejto fosfovanej rudy.

Odchod

Z tejto fázy Fosfor sleduje svoj cyklus smerom k hydrologickým a geologickým štádiám, smrťou organizmov alebo ich exkreta. Podobne aj ľudská bytosť zasahuje do cyklu fosforu ich extrahovaním zo Zeme a mora, aby ju použila ako priemyselná surovina alebo ako hnojivo.

Môže vám slúžiť: kyslý dážď: Ako sa tvorí, zloženie, reakcie a účinky

Guano

Dôležitým zdrojom fosforu z biologického štádia je vylučovanie morských vtákov, nazývaných guano, ktorý obsahuje približne 4% fosfáty.

Akumulácia guano. Zdroj: Alex Proimos zo Sydney, Austrália/CC od (https: // creativeCommons.Org/licencie/BY/2.0)

Morské vtáky, ktoré sa živia rybami, tvoria veľké pobrežné kolónie a ich exkreta sa hromadí v obrovských množstvách v ich biotopoch. Tieto vylučovanie sú obzvlášť bohaté na fosfáty a ľudská bytosť ju používa ako hnojivo.

Zmeny

Základnou zmenou cyklu fosforu je jeho zrýchlenie v dôsledku ľudskej aktivity. Fosfáty sú jedným z hlavných kontaminantov v odpadovej vode, čo spôsobuje zmeny cyklu fosforu začlenením ďalších množstiev do ekosystémov v ekosystémoch.

Eutrofizácia

Fosfáty sú začlenené do odpadových vôd v dôsledku použitia detergentov, ktoré obsahujú trizodický fosfát. Tieto zlúčeniny v kombinácii s vodou tvoria fosfáty asimilovateľné živými bytosťami.

Eutrofizácia. Zdroj: f. LAMIOT (vlastné práce)/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/2.5)

Keď vstupujú veľké množstvá týchto asimilovateľných fosfátov, populácie rias a vodných rastlín sa značne zvyšujú. Táto ekologická nerovnováha skončí konzumáciou rozpusteného kyslíka vo vode, čo spôsobuje smrť rýb a iných organizmov.

Kvalita vody

Prebytočné fosfáty vo vode ovplyvňujú jej kvalitu pre ľudskú spotrebu, čím sa znižuje zdroje sladkej vody.

Dôležitosť cyklu fosforu

Nevyhnutné pre život

Fosfor je ústrednou súčasťou ATP (adenosínového trifosfátu), čo je molekula, ktorou sa energia skladuje a prenáša. Na druhej strane DNA (kyselina deoxyribonukleová), ktorá je molekula zodpovedná za prenos genetických informácií, zahŕňa fosfátovú skupinu.

Diéta a zdravie

Fosfor je nevyhnutným prvkom pre zdravie, berúc do úvahy, že je druhý v množstve v tele. Je to tiež základný zložka zubov a kostí, v úzkom vzťahu s vitamínmi komplexu B.

Okrem toho hrá relevantnú úlohu pri fungovaní obličiek, svalov (vrátane srdca) a v nervovom systéme (nervové signály).

Surovina pre priemysel

V priemysle sa fosfáty používajú na rôzne účely, napríklad v potravinárskom priemysle, používajú sa ako anti -gutinanty a stabilizátory. Fosfor je základnou zložkou pri výrobe zápasov, ohňostrojov a svetelných znakov.

Podobne sa používa pri vypracovaní kovových zliatiny, priemyselných olejov a ako fosforečnan trisodiu sa používa v detergentoch.

Hnojivo

Fosfor je dôležitou súčasťou hnojív a hnojív používaných v poľnohospodárstve, ktoré je užitočné najmä na vyvolanie kvitnutia v plodinách. Výroba hnojív je zodpovedná za približne 90% dopytu po fosfátoch.

Insekticídy

Organické fosfáty sú vo forme esterov kyseliny fosforečnej a vo väčšine prípadov majú neurotoxický účinok, takže sa používajú na výrobu insekticídov.