Cikel fosforja

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

Kakšen je cikel fosforja?

On Cikel fosforja To je skladiščenje in kroženje tega elementa skozi hidrosfero, litosfero, žive organizme in atmosfero. To je sedimentni biogeokemijski cikel, katerega faza skladiščenja se pojavlja predvsem v morskem dnu.

Cikel se začne z izpostavljenostjo fosfatiranih kamnin erozivnim delovanjem vode, vetra in živih organizmov. Kazalo, ko se nosi, je razdrobljena in vleče delce, ki prenašajo fosfate, ki so vgrajeni v tla ali se vlečejo v vodna telesa.

Fosfor, absorbirani kot fosfati s pomočjo rastlin skozi njihove korenine, je integriran v svoje telo in se uporablja pri presnovi. Tako gre od geološke faze cikla do biološke faze, kjer kroži skozi hrano ali trofične mreže.

Značilnosti cikla fosforja

Tekma

To je nemetalni kemični element, ki je predstavljen s simbolom P in ki ni čista po naravi, ker hitro oksidira. Ko se ta postopek zgodi, sprosti kalorično energijo in proizvaja svetlobo, zato je bilo dano ime fosforja ("nosilec svetlobe" v grščini).

V naravi je v obliki anorganskih molekul fosforja ali kot del živih organizmov.

Vaš cikel

Cikel fosforja je sedimentni biogeokemijski cikel, tesno povezan z vodo, ogljikom, kalcija, železom in aluminijem. Imenuje se sedimentno, ker je večina njegovih rezerv v morskih usedlinah in v fosfatiranih kamninah Zemljine skorje.

Izpostavljenost

Fosfatirane kamnine, ki nastanejo v globinah zemlje, se na zemeljsko površino odpeljejo s premiki tektonskih plošč. Ko se to zgodi, so izpostavljeni delovanju fizičnih povzročiteljev, kot sta dež in veter, pa tudi biološki.

Fosforna skala. Vir: David Stanley iz Nanaimo, Kanada/CC by (https: // creativeCommons.Org/licence/by/2.0

Druga oblika sproščanja fosforja v podzemnem skladišču je z vulkansko aktivnostjo, ki jo povzročajo tudi tektonski gibi.

Erozija

Z izpostavljenimi kamninami, fosfaženimi v zunanje okolje na zemeljski površini, se pojavi proces erozije. Tako je skala razpokana in razdrobljena zaradi razlik v temperaturi, dežju, vetru in delovanju živih bitij, fosfor pa postane del tal ali se premakne na druga mesta.

Prevoz

Glavno erozivno sredstvo je voda, ki fosfor premika na druge točke litosfere in na koncu v oceane.

Biološka absorpcija in osvoboditev

Večina fosforja na tleh je netopna, zato ga rastline ne morejo uporabiti. Ta fosfor se oprimejo glineni delci, železo in aluminijasti hidroksidi ali v obliki kalcija, železovega ali drugega fosfata.

Tako je v hektarju tal lahko med 2 in 10 ton fosforja, vendar lahko rastline uporabljajo le 3 do 15 kg. Topni fosfor se absorbira skozi korenine in prehaja na telo rastline, kjer se uporablja v različnih presnovnih procesih.

Vam lahko služi: 10 biomov Mehike in njegove značilnosti

Fosfor je vključen v strukturo rastlin, ki tvori beljakovine, ATP, DNK in druge molekule. Podobno je pri raztapljanju v morski vodi absorbiran fitoplankton v oceanih.

Fosfor postane del trofičnih verig, ko rastline in fitoplankton zaužijejo rastlinojede in te mesojede. Kasneje ga izpustijo iz živih organizmov bodisi skozi njihove izločitve ali ko umrejo.

Sedimentacija in kopičenje

Fosfor v oceanih je odlagan v morskem dnu, ki postane del usedlin, ki se bo odložil v zaporedne plasti.

Litifikacija in shranjevanje

Kamnine nastanejo, ko so sedimenti v najglobljih delih Zemljine skorje podvrženi visokim pritiskom in temperaturam (litifikacija). To se zgodi, ker teža zgornjih usedlin povzroči, da se spodnje stiskajo.

Delci, ki tvorijo kamnine, se držijo skupaj zaradi kristalizacije oksidov, kremena in drugih snovi, procesa, ki je znan kot cementacija. Na ta način nastanejo tako imenovane sedimentne kamnine, med katerimi je fosforit, ki vsebuje do 20-30% fosfatov.

Če so sedimentne kamnine podvržene višjim temperaturnim in tlačnim procesom raztopljene, če so del metamorfnih in magnetnih kamnin (18%). Obstajajo tudi fosfati v apnenčastih kamninah do 0,18% in celo v peščenjakih do 0,27%.

Čas za kolesarjenje

Hitrost, s katero molekula fosforja ustreza ciklu, je odvisna od vrste rezervoarja. Na primer, v obalnih vodah se lahko molekula fosforja mobilizira vsakih 9 mesecev, v globokih morskih usedlinah pa lahko traja več kot 11 več kot 11.000 let.

Faze cikla fosforja

Največje recikliranje fosforja se pojavi med živimi organizmi in vodo ali zemljo, odvisno od vrste ekosistema. Enako gre skozi tri stopnje, ki so:

1. Geološki

Najpomembnejše rezerve fosforja v tej fazi cikla najdemo v morskih sedimentih in tleh. Prisoten je tudi v fosfatnih kamninah podzemne plošče in v morskih pticah (Guano).

Iz morskih sedimentov nastanejo fosfatirane kamnine, ki so sedimentne kamnine, ki vsebujejo do 30% fosfatov. Ko erodirajo, fosfati postanejo del tal.

Podobno erozija tal in kamnine vlečejo fosfate v vodna telesa in na koncu dosežejo ocean, kjer jih absorbirajo morski organizmi. Po drugi strani pa se razmeroma nizek delež fosfatov tal raztopi v vodi in jih absorbirajo rastline.

2. Hidrološki

Hidrološka faza fosforjevega cikla ohranja stalno izmenjavo s celino in z organizmi, ki naseljujejo vodni svet. Največja količina fosforja najdemo v globokih oceanskih vodah, kot je raztopljeni fosfat.

Lahko vam služi: naravni pojavi: vrste, vzroki in primeri

Fosfor, prisoten v površinskih vodah, absorbirajo živi organizmi in zato postane del biološke faze.

Vstopnice

Ocenjuje se, da približno 10 milijonov ton fosforja letno vstopi v vodna telesa. Vstopi v hidrološko stopnjo, ki jo vlečejo vodni tokovi, predvsem zaradi odtoka deževnice.

Na ta način doseže reke in od tam do jezer in oceanov, poleg majhnega odstotka iz atmosferskega prahu, ki se odlaga v oceane ali druga vodna telesa.

Obtok

Fosfor kroži v oceanih, zlasti v najhladnejših nižjih plasteh, vendar na območjih kirurdov doseže površino. V nujnih primerih so območja, kjer se globoke hladne vode vzpenjajo z vlečenjem fosfatov in drugih hranilnih snovi.

Na teh območjih je razpoložljivost fosfatov v izobilju, kar daje prednost razvoju fitoplanktona, ki privabi veliko število rib, ki se hranijo s tem.

Odhodi

Ker fosfor ne tvori hlapnih spojin (plinov) v oceanu, ga ni mogoče izmenjati neposredno z atmosfero. Zato so edini rezultati hidrološke faze tvorba kamnin ali ribolov (po morskih pticah ali delovanje človeka).

V prvem primeru se na morskem dnu odloži fosfor, raztopljen v morju ali iz izločkov ali mrtvih živih bitja. Sčasoma so te usedline pokrite z drugimi plastmi in so konsolidirane kot fosfatirane kamnine, ki bodo nato izpostavljene zemeljski površini.

Seabird. Medtem ko človek skozi ribolov izvleče velike količine oceanskega fosforja, saj ribje kosti sestavljajo 35% tega elementa.

3. Biološko

Ko fosfor vstopi v trofične verige ali prehranske verige, je del biološke faze cikla fosforja. To se začne, ko fosfati absorbirajo rastline ali fitoplankton, tvorijo beljakovine in druge vitalne molekule.

Nato fosfor kroži, ko rastline in fitoplankton zaužijejo rastlinojede rastlinoje. Nato se premaknite skozi izločanje in z razgradnjo trupel mrtvih organizmov z bakterijami in glivami.

Čeprav je količina fosforja v biološki fazi razmeroma nizka, ima temeljno vlogo. Tako približno 80% celotnega fosforja živega bitja tvori hidroksiapatit (CA5 (PO4) 3 OH).

Ta mineral predstavlja približno 70% vretenčarskih kosti in sklenine zob je tudi visok delež te fosphaste rude.

Odhodi

Iz te faze fosfor sledi svojemu ciklu do hidroloških in geoloških faz, s smrtjo organizmov ali njihovega izločanja. Prav tako se človek vmeša v cikel fosforja, tako da ga izvleče iz zemlje in morja, da ga uporablja kot industrijsko surovino ali kot gnojilo.

Vam lahko služi: kisli dež: kako se tvori, sestava, reakcije in učinki

Guano

Pomemben vir fosforja iz biološke faze je izločitev morskih ptic, imenovanih Guano, ki vsebuje približno 4% fosfatov.

Guano kopičenje. Vir: Alex Proimos iz Sydneyja, Avstralija/CC by (https: // creativeCommons.Org/licence/by/2.0

Morske ptice, ki se prehranjujejo z ribami, tvorijo velike obalne kolonije in njihove izločitve se nabirajo v ogromnih količinah v svojih habitatih. Te izločitve so še posebej bogate s fosfati in jih človek uporablja kot gnojilo.

Spremembe

Temeljna sprememba fosforjevega cikla je njegov pospešek zaradi človeške aktivnosti. Fosfati so eden glavnih onesnaževal v odpadni vodi, kar povzroča spremembe cikla fosforja z vključitvijo dodatnih količin v ekosisteme v ekosistemi.

Eutroficizacija

Fosfati so vključeni v kanalizacijo zaradi uporabe detergentov, ki vključujejo trisodni fosfat. Te spojine v kombinaciji z vodo v fosfatih, ki jih lahko pripisujejo živa bitja.

Evtrofikacija. Vir: f. Lamiot (lastno delo)/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/2.5)

Ko vstopijo velike količine teh asimiliranih fosfatov, se populacije alg in vodnih rastlin znatno povečajo. To ekološko neravnovesje na koncu porabi raztopljeni kisik v vodi, kar povzroči smrt rib in drugih organizmov.

Kakovost vode

Prekomerni fosfati v vodi vplivajo na njegovo kakovost za prehrano ljudi in tako zmanjšujejo vire sladke vode.

Pomen fosforjevega cikla

Bistveno za življenje

Fosfor je osrednji del ATP (adenozin trifosfat), ki je molekula, s katero se hrani in prenaša energija. Po drugi strani DNK (deoksiribonukleinska kislina), ki je molekula, ki je odgovorna za prenos genetskih informacij, vključuje fosfatno skupino.

Prehrana in zdravje

Fosfor je bistven element za zdravje, ob upoštevanju, da je v telesu drugi v izobilju. Je tudi temeljna sestavina zob in kosti v tesnem odnosu z vitamini kompleksa B.

Poleg tega ima pomembno vlogo pri delovanju ledvic, mišic (vključno s srcem) in v živčnem sistemu (živčni signali).

Surovina za industrijo

V industriji se fosfati uporabljajo v različne namene, na primer v živilski industriji se uporabljajo kot anti -gutinanti in stabilizatorji. Fosfor je temeljna sestavina pri izdelavi tekem, ognjemetov in svetlobnih znakov.

Podobno se uporablja pri izdelavi kovinskih zlitin, industrijskih olj in kot trisodijev fosfat se uporablja v detergentih.

Gnojila

Fosfor je pomembna sestavina v gnojilih in gnojilih, ki se uporabljajo v kmetijstvu, še posebej koristno za induciranje cvetenja pri pridelkih. Proizvodnja gnojil je odgovorna za približno 90% povpraševanja po fosfatu.

Insekticidi

Organski fosfati so v obliki estrov fosforjeve kisline in v večini primerov imajo nevrotoksični učinek, zato se uporabljajo za izdelavo insekticidov.