Fosforisykli

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

Mikä on fosforisykli?

Hän Fosforisykli Se on tämän elementin varastointi ja kiertäminen hydrosfäärin, litosfäärin, elävien organismien ja ilmakehän läpi. Tämä on sedimenttinen biogeokemiallinen sykli, jonka säilytysvaihe tapahtuu pääasiassa merisängyssä.

Sykli alkaa fosfatoituneiden kivien altistumisella veden, tuulen ja elävien organismien eroosioon liittyvään vaikutukseen. Kivi, kun kulun aikana.

Fosfori, joka absorboi kasvien fosfaateina juurtensa kautta, integroitu sen vartaloon ja sitä käytetään aineenvaihdunnassa. Siten se siirtyy syklin geologisesta vaiheesta biologiseen vaiheeseen, jossa se kiertää ruoan tai troofisten verkkojen kautta.

Fosforisyklin ominaisuudet

Ottelu

Tämä on ei -metallinen kemiallinen elementti, jota esitetään P -symbolilla ja joka ei ole luonteeltaan puhdasta, koska se hapettaa nopeasti. Kun tämä prosessi tapahtuu, se vapauttaa kalorienergiaa ja tuottaa valoa, minkä vuoksi fosforin nimi (”valon haltija” kreikassa) annettiin.

Luonnossa se on epäorgaanisten fosforimolekyylien muodossa tai osana eläviä organismeja.

Sykli

Fosforisykli on sedimenttinen biogeokemiallinen sykli, joka liittyy läheisesti veteen, hiili-, kalsium-, rauta- ja alumiinisykliin. Sitä kutsutaan sedimentiksi, koska suurin osa sen varannoista on meren sedimenteissä ja maankuoren fosfatoiduissa kivissä.

Altistuminen

Maan syvyyksiin muodostuvat fosfatoidut kivet vievät maan pinnalle tektonisten levyjen liikkeiden kautta. Kun näin tapahtuu, he altistuvat fyysisten aineiden, kuten sateen ja tuulen, vaikutukselle sekä biologisesti.

Fosforikivi. Lähde: David Stanley Nanaimosta, Kanada/CC kirjoittanut (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/2.0)

Toinen muoto sen maanalaisen varastoinnin fosforin vapautumisesta on vulkaanisen aktiivisuuden kautta, myös tektonisten liikkeiden aiheuttama.

Eroosio

Altistamalla kivet fosfoituvat ulkoiseen ympäristöön maan pinnalla, eroosioprosessi tapahtuu. Siten kallio on murtunut ja pirstoutunut elävien olennon lämpötilan, sateen, tuulen ja vaikutuksen eroista, ja fosforista tulee osa maata tai siirtyy muihin kohtiin.

Kuljetus

Tärkein eroosio -aine on vesi, joka siirtää fosforia muihin litosfäärin pisteisiin ja lopulta valtameriin.

Biologinen imeytyminen ja vapautus

Suurin osa fosforista maassa on liukenematon, joten kasvit eivät voi käyttää sitä. Tätä fosforia kiinnitetään savihiukkasten, rauta- ja alumiinihydroksidien tai kalsiumin, rauta- tai muun fosfaatin muodossa.

Siten maaperän hehtaarissa voi olla 2–10 tonnia fosforia, mutta kasvit voivat käyttää vain 3-15 kg. Liukoinen fosfori imeytyy juurten läpi ja kulkee kasvin runkoon, jossa sitä käytetään erilaisissa aineenvaihduntaprosesseissa.

Voi palvella sinua: Meksikon 10 biomista ja sen ominaisuudet

Fosfori on integroitu kasvien rakenteeseen, muodostaen proteiineja, ATP: tä, DNA: ta ja muita molekyylejä. Samoin meriveteen liukeneessa se absorboi valtamerten kasviplanktoni.

Fosforista tulee osa troofisia ketjuja, kun kasvit ja kasviplanktonit kuluttavat kasvissyöjät ja ne lihansyöjillä. Myöhemmin hänet vapautetaan elävistä organismeista joko heidän erittymisensä kautta tai kun he kuolevat.

Sedimentaatio ja kertyminen

Valtamerten fosfori on kerrostettu merenpohjaan, josta tulee osa sedimenttiä, joka talletetaan peräkkäisissä kerroksissa.

Litisointi ja tallennus

Kivet muodostuvat, kun maapallon kuoren syvimpien osien sedimentit kohdistuvat korkeisiin paineisiin ja lämpötiloihin (litifikaatio). Tämä tapahtuu, koska ylemmän sedimenttien paino saa pienet tiivistymisen.

Kivet muodostavat hiukkaset pidetään yhdessä oksidien, piidioksidien ja muiden aineiden kiteytymisen ansiosta, prosessista, joka tunnetaan sementtinä. Tällä tavalla muodostuu ns. Sedimenttikivet, joista joukossa on fosforiitti, joka sisältää jopa 20-30% fosfaatteja.

Jos sedimenttikiviä altistetaan korkeammalle lämpötilasta ja paineprosessit liuentaan olemalla osa metamorfisia ja tuntemattomia kiviä (18%). Kalkkikivikivissä on myös fosfaatteja jopa 0,18%: iin ja jopa hiekkakivikiveissä jopa 0,27%.

Syklin aika

Nopeus, jolla fosforimolekyyli täyttää syklin, riippuu harkittujen säiliötyypistä. Esimerkiksi rannikkovesillä fosforimolekyyli voi mobilisoida 9 kuukauden välein ja syvissä meren sedimenteissä se voi viedä yli 11 yli 11.000 vuotta.

Fosforisyklin vaiheet

Suurin fosforin kierrätys tapahtuu elävien organismien ja veden tai maaperän välillä ekosysteemin tyypistä riippuen. Sama käy läpi kolmen vaiheen, jotka ovat:

1. Geologinen

Tärkeimmät fosforivarannot syklin tässä vaiheessa löytyvät meren sedimenteistä ja maaperästä. Sitä esiintyy myös pohjafosfaattikiveissä ja merilintujen reikissä (Guano).

Meren sedimenteistä muodostuu fosfatoidut kivet, jotka ovat sedimenttikiviä, jotka sisältävät jopa 30% fosfaatteja. Kun ne heikentävät, fosfaateista tulee osa maata.

Samoin maaperän eroosio ja kivet vetävät fosfaatit veden runkoihin ja lopulta saavuttavat valtameren, missä ne absorboivat meri -organismit. Toisaalta suhteellisen pieni osa maaperän fosfaatista liukenee veteen ja imevät kasvit.

2. Hydrologinen

Fosforisyklin hydrologinen vaihe ylläpitää pysyvää vaihtoa mantereen kanssa ja vesimaailmassa asuvien organismien kanssa. Suurin määrä fosforia löytyy syvistä valtamerellisistä vesistä, kuten liuenneen fosfaatin.

Se voi palvella sinua: luonnonilmiöt: tyypit, syyt ja esimerkit

Pintavesillä esiintyvä fosfori absorboivat elävät organismit ja siitä tulee siksi osa biologista vaihetta.

Liput

Arvioidaan, että noin 10 miljoonaa tonnia fosforia tulee vesistöihin vuodessa. Se siirtyy vesivirtojen vettämään hydrologiseen vaiheeseen, lähinnä sadeveden valumisen takia.

Tällä tavoin se saavuttaa joet ja sieltä järville ja valtamerille pienen prosenttiosuuden lisäksi valtameriin tai muihin vesistöihin kerrostuneesta ilmakehän jauheesta.

Kierto

Fosfori kiertää valtameriä etenkin kylmimmissä alemmissa kerroksissa, mutta kirurgian alueilla se saavuttaa pinnan. Hätätilanteet ovat alueita, joilla syvät kylmät vedet nousevat vetämällä fosfaatteja ja muita ravintoaineita.

Näillä alueilla fosfaattien saatavuus on runsaasti, mikä suosii kasviplanktonin kehitystä, joka houkuttelee suurta määrää kaloja, jotka ruokkivat tätä.

Lähdöt

Koska fosfori ei muodosta haihtuvia yhdisteitä (kaasuja) meressä, sitä ei voida vaihtaa suoraan ilmakehän kanssa. Siksi hydrologisen vaiheen ainoat tuotokset ovat kalliomuodostus tai kalastus (merilintuilla tai ihmisen vaikutus).

Ensimmäisessä tapauksessa mereen tai elävien olentojen erikseen tai kuolleista ruumiista liuennettu fosfori talletetaan merenpohjaan. Ajan myötä nämä sedimentit peittävät muut kerrokset ja ne yhdistyvät fosfatoiduiksi kiviksi, jotka sitten altistuvat maan pinnalle.

Heidän puolestaan, merilintu. Kun taas ihminen ottaa suuria määriä valtameren fosforia kalastuksen kautta, koska kalaluut koostuvat 35% tästä elementistä.

3. Biologinen

Kun fosfori tulee troofisiin ketjuihin tai ruokaketjuihin, se on osa fosforisyklin biologista vaihetta. Tämä alkaa, kun kasvien tai kasviplanktonin absorboimat fosfaatit muodostavat proteiineja ja muita elintärkeitä molekyylejä.

Seuraavaksi fosfori kiertää, kun kasvissyöjät kuluttavat kasveja ja kasviplanktonia, ja ne lihansyöjillä. Siirry sitten eritteen läpi ja bakteerien ja sienten kuolleiden organismien ruumiiden hajoamisella.

Vaikka fosforin määrä biologisessa vaiheessa on suhteellisen alhainen, sillä on perustavanlaatuinen rooli. Siten noin 80% elävän olennon kehon kokonaisfosforista muodostaa hydroksiapatiitin (CA5 (PO4) 3 OH).

Tämä mineraali muodostaa noin 70% selkärankaisten luista ja hampaiden emalista myös suurella osuudella tästä fosfatoidusta malmista.

Lähdöt

Tästä vaiheesta fosfori seuraa sykliä kohti hydrologisia ja geologisia vaiheita organismien kuoleman tai sen eritteen kuoleman kautta. Samoin ihminen puuttuu fosforisykliin uuttamalla sen maasta ja merestä käyttämään sitä teollisena raaka -aineena tai lannoitteena.

Voi palvella sinua: hapan sade: miten se muodostuu, koostumus, reaktiot ja vaikutukset

Guano

Tärkeä fosforilähde biologisesta vaiheesta ovat merilintujen, nimeltään guano, erittyminen, joka sisältää noin 4% fosfaatteja.

Guanon kertyminen. Lähde: Alex Proimos Sydneystä, Australia/CC kirjoittanut (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/2.0)

Kalaa ruokkivat merilinnut muodostavat suuria rannikkopesäkkeitä ja niiden erittymis. Nämä eritteet ovat erityisen runsaasti fosfaatteja, ja ihminen on käyttänyt niitä lannoitteena.

Muutokset

Fosforisyklin perustavanlaatuinen muutos on sen kiihtyvyys ihmisen toiminnan vuoksi. Fosfaatit ovat yksi jäteveden tärkeimmistä epäpuhtauksista, jotka aiheuttavat fosforisyklin muutoksia sisällyttämällä ylimääräisiä määriä ekosysteemeihin ekosysteemeihin.

Eutrofisointi

Fosfaatit sisällytetään jäteveteen johtuen trisodista fosfaattia sisältävien pesuaineiden käytöstä. Nämä yhdisteet yhdistettynä veteen muodostavat fosfaatit, jotka voidaan asentaa eläviin olentoihin.

Eutrofikaatio. Lähde: f. Lamiot (oma työ)/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/2.5)

Kun suuret määrät näitä asennettuja fosfaatteja tulee, levien ja vesikasvien populaatiot kasvavat huomattavasti. Tämä ekologinen epätasapaino lopulta kuluttaa liuenneen happea veteen, aiheuttaen kalojen ja muiden organismien kuoleman.

Veden laatu

Veden ylimääräiset fosfaatit vaikuttavat sen laatuun ihmisravinnoksi, mikä vähentää makean veden lähteitä.

Fosforisyklin merkitys

Välttämätöntä elämälle

Fosfori on ATP: n keskeinen osa (adenosiinitrifosfaatti), joka on molekyyli, jolla energiaa varastoidaan ja välitetään. Toisaalta DNA (deoksihiobonukleiinihappo), joka on geneettisen tiedon siirrosta vastaava molekyyli, sisältää fosfaattiryhmän.

Ruokavalio ja terveys

Fosfori on olennainen osa terveydelle, ottaen huomioon, että se on kehossa toinen runsaasti. Se on myös hampaiden ja luiden perustavanlaatuinen aine, läheisessä suhteessa B -kompleksin vitamiineihin.

Lisäksi sillä on merkityksellinen rooli munuaisten, lihaksien (mukaan lukien sydän) ja hermoston (hermo signaalien) toiminnassa.

Raaka -aine teollisuudelle

Teollisuudessa fosfaatteja käytetään erilaisiin tarkoituksiin, esimerkiksi elintarviketeollisuudessa niitä käytetään anti -gutiinina ja stabilointiaineita. Fosfori on perustavanlaatuinen ainesosa otteluiden, ilotulitteiden ja kevyiden merkintöjen valmistuksessa.

Samoin sitä käytetään metalliseosten, teollisuusöljyjen ja trisodiumfosfaatin laatimisessa pesuainteissa.

Lannoitteet

Fosfori on tärkeä komponentti lannoitteissa ja lannoitteissa, joita käytetään maataloudessa, erityisen hyödyllinen satojen kukinnan indusoimiseksi. Lannoitteiden tuotanto on vastuussa noin 90% fosfaatin kysynnästä.

Hyönteismyrkky

Orgaaniset fosfaatit ovat fosforihappoestereiden muodossa ja useimmissa tapauksissa niillä on neurotoksinen vaikutus, joten niitä käytetään hyönteismyrkkyjen valmistukseen.