Phosphorzyklus

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

Was ist der Phosphorzyklus?

Er Phosphorzyklus Es ist die Lagerung und Kreislauf dieses Elements durch die Hydrosphere, die Lithosphäre, die lebenden Organismen und die Atmosphäre. Dies ist ein sedimentärer biogeochemischer Zyklus, dessen Speicherphase hauptsächlich im Meeresbett auftritt.

Der Zyklus beginnt mit der Exposition von phosphatierten Gesteinen gegenüber erosiven Wirkung von Wasser, Wind und lebenden Organismen. Das Gestein beim Abnutzen ist fragmentiert und schlepp.

Phosphor, das durch Pflanzen durch ihre Wurzeln als Phosphate absorbiert ist, wird in seinen Körper integriert und wird im Stoffwechsel verwendet. So geht es vom geologischen Stadium des Zyklus in die biologische Phase, in der es durch Lebensmittel oder trophische Netzwerke zirkuliert.

Phosphorzykluseigenschaften

Das Match

Dies ist ein nicht -metallisches chemisches Element, das mit dem P -Symbol dargestellt wird und der in der Natur nicht rein ist, weil es schnell oxidiert. Wenn dieser Prozess auftritt, wird Kalorienenergie freigesetzt und erzeugt Licht, weshalb der Name des Phosphors („Träger des Lichts“ in Griechisch) gegeben wurde.

In der Natur ist es in Form von anorganischen Phosphormolekülen oder als Teil lebender Organismen.

Dein Zyklus

Der Phosphorzyklus ist ein sedimentärer biogeochemischer Zyklus, der eng mit Wasser, Kohlenstoff, Kalzium, Eisen und Aluminium zusammenhängt. Es heißt Sedimentär.

Belichtung

Die phosphatierten Gesteine, die in den Tiefen der Erde gebildet werden, werden durch die Bewegungen der tektonischen Platten auf die Erdoberfläche gebracht. In diesem Fall sind sie der Wirkung von physikalischen Wirkstoffen wie Regen und Wind sowie biologisch ausgesetzt.

Phosphorgestein. Quelle: David Stanley aus Nanaimo, Kanada/CC von (https: // CreePecommons.Org/lizenzen/by/2.0)

Eine andere Form der Phosphorfreisetzung seiner unterirdischen Lagerung ist die vulkanische Aktivität, die auch durch tektonische Bewegungen verursacht wird.

Erosion

Indem der Erosionsprozess der externen Umgebung auf der Erdoberfläche ausgesetzt wird, tritt die Gesteine ​​aus, die an die äußere Umgebung auf der Erdoberfläche phosphiert ist. Somit ist das Gestein durch die Unterschiede in Temperatur, Regen, Wind und Wirkung von Lebewesen geknackt und fragmentiert, und Phosphor wird Teil des Bodens oder bewegt sich zu anderen Stellen.

Transport

Das wichtigste erosive Mittel ist Wasser, das Phosphor zu anderen Punkten der Lithosphäre und schließlich zu den Ozeanen bewegt.

Biologische Absorption und Befreiung

Die meisten Phosphor am Boden sind unlöslich und können daher nicht von Pflanzen verwendet werden. Dieser Phosphor wird an Tonpartikeln, Eisen und Aluminiumhydroxiden oder in Form von Calcium, Eisen oder anderen Phosphat eingehalten.

Somit kann es in einem Hektar des Bodens zwischen 2 und 10 Tonnen Phosphor liegen, aber Pflanzen können nur 3 bis 15 kg verwenden. Löslicher Phosphor wird durch die Wurzeln absorbiert und übergeht zum Körper der Pflanze, wo sie in verschiedenen Stoffwechselprozessen verwendet wird.

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Phosphor ist in die Struktur von Pflanzen integriert, bildet Proteine, ATP, DNA und andere Moleküle. In ähnlicher Weise wird es beim Auflösen in Meereswasser von Phytoplankton in den Ozeanen absorbiert.

Phosphor wird Teil der trophischen Ketten, wenn Pflanzen und Phytoplankton von Pflanzenfressern und Fleischfresser konsumiert werden. Anschließend wird er entweder durch ihre Exkreta oder wenn sie sterben, aus lebenden Organismen entlassen.

Sedimentation und Akkumulation

Phosphor in den Ozeanen wird in dem Meeresboden abgelagert, der Teil des Sediments wird, das in aufeinanderfolgenden Schichten abgelagert wird.

Lithifizierung und Lagerung

Die Felsen werden gebildet, wenn die Sedimente in den tiefsten Teilen der Erdkruste hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt sind (Lithifizierung). Dies geschieht, weil das Gewicht der oberen Sedimente dazu führt, dass die unteren verdichteten.

Die Partikel, die die Gesteine ​​bilden. Auf diese Weise werden die sogenannten Sedimentgesteine ​​gebildet, darunter der Phosphor, der bis zu 20 bis 30% Phosphate enthält.

Wenn sedimentäre Gesteine ​​höhere Temperatur- und Druckprozesse ausgesetzt sind, indem sie Teil von metamorphen und magmatischen Gesteinen sind (18%). Es gibt auch Phosphate in Kalksteingesteinen bis zu 0,18% und sogar in Sandsteingesteinen bis zu 0,27%.

Zykluszeit

Die Geschwindigkeit, mit der ein Phosphormolekül den Zyklus erfüllt. Zum Beispiel kann in Küstengewässern ein Phosphormolekül alle 9 Monate mobilisieren und in tiefen marinen Sedimenten mehr als 11 mehr als 11 dauern.000 Jahre.

Phosphor -Zyklusstadien

Das größte Recycling von Phosphor tritt je nach Art des Ökosystems zwischen lebenden Organismen und Wasser oder Böden auf. Gleiches durchläuft drei Phasen, nämlich:

1. Geologisch

Die wichtigsten Phosphorreserven in diesem Stadium des Zyklus finden sich in Meeressedimenten und Böden. Es ist auch in den Subbodenphosphatgesteinen und in Marine Bird Excrements (Guano) vorhanden.

Aus den marinen Sedimenten werden die phosphatierten Gesteine ​​gebildet, bei denen es sich um Sedimentgesteine ​​handelt, die bis zu 30% Phosphate enthalten. Wenn sie untergraben, werden Phosphate Teil des Bodens.

In ähnlicher Weise ziehen Bodenerosion und Gesteine ​​Phosphate in den Körper des Wassers und erreichen den Ozean, wo sie von marinen Organismen absorbiert werden. Andererseits löst sich ein relativ geringer Anteil an Bodenphosphaten in Wasser auf und wird von Pflanzen absorbiert.

2. Hydrologisch

Das hydrologische Stadium des Phosphorzyklus behält einen dauerhaften Austausch mit dem Festland und mit den Organismen, die in der Wasserwelt leben. Die größte Menge an Phosphor findet sich in tiefen ozeanischen Gewässern wie gelöstem Phosphat.

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In Oberflächengewässern vorhandene Phosphor wird von lebenden Organismen absorbiert und wird daher Teil des biologischen Stadiums.

Tickets

Es wird geschätzt, dass jährlich etwa 10 Millionen Tonnen Phosphor in die Gewässer eintreten. Es tritt in die hydrologische Stufe ein, die durch Wasserströmungen geschleppt wird, hauptsächlich aufgrund des Regenwasserabflusses.

Auf diese Weise erreicht es die Flüsse und von dort zu den Seen und Ozeanen, zusätzlich zu einem kleinen Prozentsatz aus dem atmosphärischen Pulver, der in den Ozeanen oder anderen Wasserkörpern abgelagert wird.

Verkehr

Phosphor zirkuliert in den Ozeanen, insbesondere in den kältesten unteren Schichten. Die Notfälle sind Bereiche, in denen tiefes kaltes Wasser durch Ziehen von Phosphaten und anderen Nährstoffen aufsteigt.

In diesen Bereichen ist die Verfügbarkeit von Phosphaten reichlich vorhanden, was die Entwicklung von Phytoplankton begünstigt, die eine große Anzahl von Fischen anzieht, die sich davon ernähren.

Abflüge

Da Phosphor keine flüchtigen Verbindungen (Gase) im Ozean bildet, kann es nicht direkt mit der Atmosphäre ausgetauscht werden. Daher sind die einzigen Produkte der hydrologischen Stufe die Gesteinsbildung oder -fischerei (durch Seevögel oder Aktion des Menschen).

Im ersten Fall wird der im Meer oder aus Exkreta oder Leichen lebende Wesen gelöste Phosphorus im Meeresboden abgelagert. Im Laufe der Zeit werden diese Sedimente von anderen Schichten bedeckt und als phosphatete Gesteine ​​konsolidiert, die dann der Erdoberfläche ausgesetzt sind.

Seabird ihrerseits. Während der Mensch durch Fischen große Mengen an Ozeanphosphor extrahiert, besteht die Fischknochen aus 35% dieses Elements.

3. Biologisch

Sobald der Phosphor in die trophischen Ketten oder Lebensmittelketten gelangt, ist er Teil des biologischen Stadiums des Phosphorzyklus. Dies beginnt, wenn Phosphate, die von Pflanzen oder Phytoplankton absorbiert werden, Proteine ​​bilden.

Als nächstes zirkuliert der Phosphor, wenn Pflanzen und Phytoplankton von Pflanzenfressern und diesen von Fleischfressern konsumiert werden. Dann bewegen.

Obwohl die Menge an Phosphor im biologischen Stadium relativ niedrig ist, spielt es eine grundlegende Rolle. Somit wird etwa 80% des gesamten Phosphors des Körpers eines Lebewesens durch Hydroxylapatit (CA5 (PO4) 3 OH) gebildet.

Dieses Mineral macht etwa 70% der Wirbeltierknochen aus, und der Zahnschmelz wird auch durch einen hohen Anteil dieses phosphatischen Erzes gebildet.

Abflüge

Ab diesem Stadium folgt Phosphor seinen Zyklus in Richtung hydrologischer und geologischer Stadien durch den Tod von Organismen oder ihrer Exkreta. Ebenso interveniert der Mensch im Phosphorzyklus, indem er ihn aus der Erde und dem Meer extrahiert, um ihn als industrielles Rohstoff oder als Dünger zu verwenden.

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Der Guano

Eine wichtige Quelle für Phosphor aus dem biologischen Stadium sind die Exkreta der Meeresvögel, die Guano genannt wird und ungefähr 4% Phosphate enthält.

Guano -Akkumulation. Quelle: Alex Proimos aus Sydney, Australien/CC von (https: // CreePecommons.Org/lizenzen/by/2.0)

Meeresvögel, die sich von Fischen ernähren. Diese Ausscheidungen sind besonders reich an Phosphaten und wurden vom Menschen als Dünger verwendet.

Änderungen

Die grundlegende Veränderung des Phosphorzyklus ist seine Beschleunigung aufgrund der menschlichen Aktivität. Phosphate sind eine der Hauptverunreinigungen im Abwasser und verursachen Veränderungen des Phosphorzyklus, indem zusätzliche Mengen in Ökosysteme in Ökosystemen einbezogen werden.

Eutrophisierung

Phosphate werden aufgrund der Verwendung von Reinigungsmitteln, die trisodisches Phosphat enthalten, in Abwasser eingebaut. Diese Verbindungen in Kombination mit Wasser bilden Phosphate, die von Lebewesen angewiesen werden können.

Eutrophierung. Quelle: f. Lamiot (eigene Arbeit)/CC BY-SA (https: // CreePecommons.Org/lizenzen/by-sa/2.5)

Wenn große Mengen dieser assimilierbaren Phosphate eintreten, nehmen die Populationen von Algen und Wasserpflanzen erheblich zu. Dieses ökologische Ungleichgewicht verbraucht letztendlich gelösten Sauerstoff im Wasser und verursacht den Tod von Fischen und anderen Organismen.

Wasserqualität

Überschüssige Phosphate im Wasser beeinflussen seine Qualität für den menschlichen Verbrauch und reduzieren so Süßwasserquellen.

Bedeutung des Phosphorzyklus

Wesentlich für das Leben

Phosphor ist ein zentraler Bestandteil des ATP (Adenosintriphosphat), das das Molekül ist, durch das Energie gespeichert und übertragen wird. Andererseits umfasst DNA (Desoxyribonukleinsäure), das das Molekül, das für die Übertragung genetischer Informationen verantwortlich ist, eine Phosphatgruppe.

Diät und Gesundheit

Phosphor ist ein wesentliches Element für die Gesundheit, wobei berücksichtigt wird, dass es das zweite im Körper im Körper ist. Es ist auch ein grundlegender Bestandteil der Zähne und Knochen, in enger Beziehung zu den Vitaminen des B -Komplexes.

Darüber hinaus spielt es eine relevante Rolle bei der Funktionsweise der Nieren, Muskeln (einschließlich des Herzens) und im Nervensystem (Nervensignale).

Rohstoff für die Industrie

In der Branche werden Phosphate für verschiedene Zwecke verwendet, beispielsweise in der Lebensmittelindustrie, sie werden als Anti -Gutinanten und Stabilisatoren verwendet. Phosphor ist ein grundlegender Bestandteil bei der Herstellung von Spielen, Feuerwerkskörpern und Lichtzeichen.

In ähnlicher Weise wird es zur Ausarbeitung von Metalllegierungen, Industrieölen und als Trisodiumphosphat verwendet.

Düngemittel

Phosphor ist eine wichtige Komponente bei Düngemitteln und Düngemitteln, die in der Landwirtschaft verwendet werden, besonders nützlich, um die Blüte in Pflanzen zu induzieren. Die Düngemittelproduktion ist für etwa 90% des Phosphatbedarfs verantwortlich.

Insektizide

Organische Phosphate sind in Form von Phosphorsäurestern und haben in den meisten Fällen neurotoxische Wirkung, sodass sie zur Herstellung von Insektiziden verwendet werden.