Kitaran fosforus

Sumber: Eduarda Servidio Claudino, CC By-SA 4.0, melalui Wikimedia Commons

Berapakah kitaran fosforus?

Dia Kitaran fosforus Ia adalah penyimpanan dan peredaran elemen ini melalui hidrosfera, litosfera, organisma hidup dan atmosfera. Ini adalah kitaran biogeokimia sedimen yang fasa penyimpanannya berlaku terutamanya di katil laut.

Kitaran bermula dengan pendedahan batuan fosfat untuk tindakan erosif air, angin dan organisma hidup. Batu apabila dipakai dipecah dan menyeret zarah -zarah yang membawa fosfat, yang dimasukkan ke dalam tanah atau diseret ke dalam badan air.

Fosforus diserap sebagai fosfat oleh tumbuh -tumbuhan melalui akarnya, diintegrasikan ke dalam badannya dan digunakan dalam metabolisme. Oleh itu, ia pergi dari peringkat geologi kitaran ke fasa biologi di mana ia beredar melalui makanan atau rangkaian trophik.

Ciri -ciri kitaran fosforus

Perlawanan itu

Ini adalah elemen kimia bukan logam yang diwakili dengan simbol P dan yang tidak murni kerana ia mengoksidakan dengan cepat. Apabila proses ini berlaku, ia mengeluarkan tenaga kalori dan menghasilkan cahaya, itulah sebabnya nama fosforus ("pembawa cahaya" dalam bahasa Yunani) diberikan.

Secara semula jadi, dalam bentuk molekul fosforus bukan organik atau sebagai sebahagian daripada organisma hidup.

Kitaran anda

Kitaran fosforus adalah kitaran biogeokimia sedimen yang berkait rapat dengan kitaran air, karbon, kalsium, besi dan aluminium. Ia dipanggil sedimen kerana kebanyakan rizabnya berada di sedimen marin dan di dalam batu fosfat kerak bumi.

Dedahan

Batu -batu fosfat yang terbentuk di kedalaman bumi dibawa ke permukaan bumi dengan pergerakan plat tektonik. Apabila ini berlaku, mereka terdedah kepada tindakan agen fizikal seperti hujan dan angin, serta biologi.

Batu fosforik. Sumber: David Stanley dari Nanaimo, Kanada/CC oleh (https: // creativeCommons.Org/lesen/by/2.0)

Satu lagi bentuk pelepasan fosforus penyimpanan bawah tanahnya adalah melalui aktiviti gunung berapi, juga disebabkan oleh pergerakan tektonik.

Hakisan

Dengan mendedahkan batu -batu yang fosfat ke persekitaran luaran di permukaan bumi, proses hakisan berlaku. Oleh itu, batu itu retak dan dipecah oleh perbezaan suhu, hujan, angin dan tindakan makhluk hidup, dan fosforus menjadi sebahagian daripada tanah atau bergerak ke tapak lain.

Pengangkutan

Ejen erosif utama adalah air, yang bergerak fosforus ke titik lain litosfera dan akhirnya ke lautan.

Penyerapan dan pembebasan biologi

Kebanyakan fosforus di atas tanah tidak larut dan oleh itu tidak dapat digunakan oleh tumbuh -tumbuhan. Fosforus ini dipatuhi zarah tanah liat, besi dan aluminium hidroksida atau dalam bentuk kalsium, ferrik atau fosfat lain.

Oleh itu, dalam hektar tanah boleh ada antara 2 dan 10 tan fosforus, tetapi tumbuh -tumbuhan hanya boleh menggunakan 3 hingga 15 kg. Fosforus larut diserap melalui akar dan pas ke badan tumbuhan di mana ia digunakan dalam pelbagai proses metabolik.

Boleh melayani anda: 10 biomes mexico dan ciri -cirinya

Fosforus diintegrasikan ke dalam struktur tumbuhan, membentuk protein, ATP, DNA dan molekul lain. Begitu juga, apabila melarutkan air laut, ia diserap oleh fitoplankton di lautan.

Fosforus menjadi sebahagian daripada rantai tropik apabila tumbuh -tumbuhan dan fitoplankton dimakan oleh herbivora dan ini oleh karnivor. Seterusnya, dia dibebaskan dari organisma hidup sama ada melalui excreta mereka atau ketika mereka mati.

Pemendapan dan pengumpulan

Fosforus di lautan disimpan di dasar laut menjadi sebahagian daripada sedimen yang akan disimpan dalam lapisan berturut -turut.

Lithifikasi dan penyimpanan

Batu -batu terbentuk apabila sedimen di bahagian paling dalam kerak bumi tertakluk kepada tekanan dan suhu yang tinggi (lithification). Ini berlaku kerana berat sedimen atas menyebabkan yang lebih rendah dipadatkan.

Zarah -zarah yang membentuk batuan disimpan bersama -sama berkat penghabluran oksida, silika dan bahan lain, proses yang dikenali sebagai penyemakan. Dengan cara ini, batu-batu sedimen yang dipanggil dibentuk, antaranya adalah fosforit yang mengandungi sehingga 20-30% fosfat.

Sekiranya batuan sedimen tertakluk kepada proses suhu dan tekanan yang lebih tinggi dibubarkan dengan menjadi sebahagian daripada batu metamorf dan igneus (18%). Terdapat juga fosfat di batu kapur sehingga 0.18% dan bahkan di batu pasir sehingga 0.27%.

Kitaran masa

Kelajuan di mana molekul fosforus memenuhi kitaran bergantung kepada jenis takungan yang dipertimbangkan. Sebagai contoh, di perairan pantai, molekul fosforus dapat menggerakkan setiap 9 bulan dan sedimen laut yang mendalam, ia dapat mengambil lebih dari 11 lebih dari 11.000 tahun.

Tahap kitaran fosforus

Kitar semula fosforus terbesar berlaku antara organisma hidup dan air atau tanah bergantung kepada jenis ekosistem. Begitu juga melalui tiga peringkat, iaitu:

1. Geologi

Rizab fosforus yang paling penting pada tahap kitaran ini terdapat di sedimen dan tanah laut. Ia juga terdapat di dalam batu -batu fosfat bawah tanah dan dalam kotoran burung marin (guano).

Dari sedimen marin, batuan fosfat terbentuk, yang merupakan batu sedimen yang mengandungi sehingga 30% fosfat. Apabila mereka mengikis, fosfat menjadi sebahagian daripada tanah.

Begitu juga, hakisan tanah dan batu menyeret fosfat ke badan air dan akhirnya sampai ke lautan di mana mereka diserap oleh organisma laut. Sebaliknya, sebahagian besar fosfat tanah dibubarkan di dalam air dan diserap oleh tumbuh -tumbuhan.

2. Hidrologi

Tahap hidrologi kitaran fosforus mengekalkan pertukaran tetap dengan tanah besar dan dengan organisma yang mendiami dunia akuatik. Jumlah fosforus terbesar terdapat di perairan laut yang mendalam seperti fosfat terlarut.

Ia boleh melayani anda: fenomena semulajadi: jenis, sebab dan contoh

Fosforus yang terdapat di perairan permukaan diserap oleh organisma hidup dan oleh itu menjadi sebahagian daripada tahap biologi.

Tiket

Dianggarkan bahawa kira -kira 10 juta tan fosforus memasuki badan air setiap tahun. Ia memasuki tahap hidrologi yang diseret oleh arus air, terutamanya disebabkan oleh larian air hujan.

Dengan cara ini ia sampai ke sungai dan dari sana ke tasik dan lautan, sebagai tambahan kepada peratusan kecil dari serbuk atmosfera yang disimpan di lautan atau badan lain.

Peredaran

Fosforus beredar di lautan terutamanya di lapisan bawah yang paling sejuk, namun di kawasan pembedahan ia sampai ke permukaan. Kecemasan adalah kawasan di mana air sejuk yang mendalam naik dengan menyeret fosfat dan nutrien lain.

Di kawasan ini ketersediaan fosfat banyak, yang memihak kepada perkembangan fitoplankton yang menarik sejumlah besar ikan yang memakannya.

Berlepas

Oleh kerana fosforus tidak membentuk sebatian yang tidak menentu (gas) di lautan, ia tidak dapat ditukar terus dengan atmosfera. Oleh itu, satu -satunya output tahap hidrologi adalah pembentukan batu atau memancing (oleh burung laut atau tindakan manusia).

Dalam kes pertama, fosforus dibubarkan di laut atau dari mayat makhluk hidup atau mati, disimpan di dasar laut. Dari masa ke masa, sedimen ini dilindungi oleh lapisan lain dan disatukan sebagai batuan fosfat yang kemudiannya akan terdedah kepada permukaan bumi.

Bagi mereka, burung laut. Walaupun manusia mengekstrak sejumlah besar fosforus laut melalui memancing, kerana tulang ikan terdiri daripada 35% daripada elemen ini.

3. Biologi

Sebaik sahaja fosforus memasuki rantai trophik atau rantai makanan, ia adalah sebahagian daripada tahap biologi kitaran fosforus. Ini bermula apabila fosfat diserap oleh tumbuh -tumbuhan atau protein bentuk fitoplankton dan molekul penting lain.

Seterusnya, fosforus beredar apabila tumbuh -tumbuhan dan fitoplankton dimakan oleh herbivora dan ini oleh karnivor. Kemudian bergerak melalui excreta dan dengan penguraian mayat organisma mati oleh bakteria dan kulat.

Walaupun jumlah fosforus dalam peringkat biologi agak rendah, ia memainkan peranan asas. Oleh itu, kira -kira 80% daripada jumlah fosforus badan makhluk hidup dibentuk oleh hidroksiapatit (CA5 (PO4) 3 OH).

Mineral ini membentuk kira -kira 70% tulang vertebrata dan enamel gigi juga dibentuk oleh bahagian yang tinggi dari bijih fosfat ini.

Berlepas

Dari peringkat ini, fosforus mengikuti kitarannya ke tahap hidrologi dan geologi, melalui kematian organisma atau excreta mereka. Begitu juga, manusia campur tangan dalam kitaran fosforus dengan mengekstraknya dari bumi dan laut untuk menggunakannya sebagai bahan mentah perindustrian atau sebagai baja.

Boleh melayani anda: hujan asid: bagaimana ia terbentuk, komposisi, reaksi dan kesan

Guano

Sumber penting fosforus dari peringkat biologi adalah excreta burung laut, yang dipanggil guano, yang mengandungi kira -kira 4% fosfat.

Pengumpulan guano. Sumber: Alex Proimos dari Sydney, Australia/CC oleh (https: // creativeCommons.Org/lesen/by/2.0)

Burung laut yang memakan ikan membentuk koloni pantai yang besar dan excreta mereka berkumpul dalam jumlah besar di habitat mereka. Ekspreta ini sangat kaya dengan fosfat dan telah digunakan oleh manusia sebagai baja.

Perubahan

Perubahan asas kitaran fosforus adalah pecutannya disebabkan oleh aktiviti manusia. Fosfat adalah salah satu bahan pencemar utama dalam air kumbahan, menyebabkan perubahan kitaran fosforus dengan memasukkan jumlah tambahan ke dalam ekosistem dalam ekosistem.

Eutrophicization

Fosfat dimasukkan ke dalam kumbahan kerana penggunaan detergen yang menggabungkan fosfat trisodik. Sebat.

Eutrophication. Sumber: f. Lamiot (Kerja Sendiri)/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/2.5)

Apabila sejumlah besar fosfat yang boleh diasimilasikan ini masuk, populasi alga dan tumbuhan akuatik meningkat dengan ketara. Ketidakseimbangan ekologi ini akhirnya memakan oksigen terlarut di dalam air, menyebabkan kematian ikan dan organisma lain.

Kualiti air

Lebihan fosfat dalam air mempengaruhi kualitinya untuk penggunaan manusia, dengan itu mengurangkan sumber air tawar.

Kepentingan kitaran fosforus

Penting untuk hidup

Fosforus adalah bahagian tengah ATP (adenosin triphosphate), yang merupakan molekul yang mana tenaga disimpan dan dihantar. Sebaliknya, DNA (asid deoxyribonucleic), yang merupakan molekul yang bertanggungjawab untuk penghantaran maklumat genetik, termasuk kumpulan fosfat.

Diet dan kesihatan

Fosforus adalah elemen penting untuk kesihatan, dengan mengambil kira bahawa ia adalah yang kedua dalam banyak badan. Ia juga merupakan penyusun asas gigi dan tulang, dalam hubungan rapat dengan vitamin kompleks b.

Di samping itu, ia memainkan peranan yang relevan dalam fungsi buah pinggang, otot (termasuk jantung) dan dalam sistem saraf (isyarat saraf).

Bahan mentah untuk industri

Dalam industri, fosfat digunakan untuk pelbagai tujuan, contohnya dalam industri makanan yang digunakan sebagai anti -gutin dan penstabil. Fosforus adalah bahan asas dalam pembuatan pertandingan, bunga api dan tanda ringan.

Begitu juga, ia digunakan dalam penjelasan aloi logam, minyak perindustrian dan sebagai trisodium fosfat digunakan dalam detergen.

Baja

Fosforus adalah komponen penting dalam baja dan baja yang digunakan dalam pertanian, terutamanya berguna untuk mendorong berbunga dalam tanaman. Pengeluaran baja bertanggungjawab untuk kira -kira 90% permintaan fosfat.

Insektisida

Fosfat organik adalah dalam bentuk ester asid fosforik dan dalam kebanyakan kes mereka mempunyai kesan neurotoksik, jadi ia digunakan untuk membuat racun serangga.