Ecológica functionEdit

o Fósforo é um nutriente essencial para as plantas e animais. O fósforo é um nutriente limitante para os organismos aquáticos. O fósforo forma partes de importantes moléculas que sustentam a vida que são muito comuns na biosfera. O fósforo entra na atmosfera em quantidades muito pequenas quando a poeira é dissolvida em água da chuva e seaspray, mas permanece principalmente em terra e em minerais de rocha e solo., Oitenta por cento do fósforo extraído é usado para fazer fertilizantes. Os fosfatos provenientes de fertilizantes, esgotos e detergentes podem causar poluição em Lagos e cursos de água. O excesso de enriquecimento do fosfato em águas marinhas, tanto frescas como costeiras, pode levar a uma proliferação maciça de algas que, quando morrem e se deterioram, conduzem apenas à eutrofização das águas doces. Um exemplo disso é a área experimental de Lagos Canadenses. Estas flores de algas de água doce não devem ser confundidas com as de ambientes de água salgada., Estudos recentes sugerem que o poluente predominante responsável pela proliferação de algas nos estuários de água salgada e nos habitats marinhos costeiros é o azoto.

Phosphorus occurs most abundantly in nature as part of the ortophosphate ion (PO4) 3−, consisting of a p atom and 4 oxygen atoms. Em terra, a maior parte do fósforo é encontrado em rochas e minerais. Depósitos ricos em fósforo geralmente se formaram no oceano ou a partir de guano, e ao longo do tempo, os processos geológicos trazem sedimentos oceânicos para a terra., A meteorização de rochas e minerais liberta fósforo numa forma solúvel, onde é absorvido pelas plantas, e é transformado em compostos orgânicos. As plantas podem então ser consumidas por herbívoros e o fósforo é incorporado nos seus tecidos ou excretado. Após a morte, o animal ou planta decai e o fósforo é devolvido ao solo, onde uma grande parte do fósforo é transformado em compostos insolúveis. O escoamento pode levar uma pequena parte do fósforo de volta ao oceano., Geralmente, com o tempo (milhares de anos) os solos tornam-se deficientes em fósforo levando à regressão do ecossistema.existem quatro grandes grupos de fósforo nos ecossistemas de água doce: fósforo inorgânico dissolvido (DIP), fósforo orgânico dissolvido (DOP), fósforo orgânico particulado (POP) e fósforo inorgânico particulado (PIP). O material dissolvido é definido como substâncias que passam por um filtro de 0,45 µm. O DIP é constituído principalmente por ortofosfato (PO43-) e polifosfato, enquanto que a DOP é constituída por ADN e fosfoproteínas., As partículas são as substâncias que são capturadas num filtro de 0,45 µm e não passam. POP consiste em organismos vivos e mortos, enquanto PIP consiste principalmente de hidroxiapatite, Ca5 (PO4) 3OH.

funções biológicas

a importância biológica primária dos fosfatos é como um componente dos nucleótidos, que servem como armazenamento de energia dentro das células (ATP) ou quando ligados entre si, formam os ácidos nucleicos DNA e RNA. A dupla hélice do nosso ADN só é possível devido à ponte éster fosfato que se liga à hélice., Além de fazer biomoléculas, o fósforo também é encontrado no osso e no esmalte dos dentes dos mamíferos, cuja força é derivada do fosfato de cálcio na forma de hidroxiapatita. É também encontrado no exoesqueleto de insetos e fosfolípidos (encontrados em todas as membranas biológicas). Ele também funciona como um agente tampão na manutenção da homeostase ácido base no corpo humano.,

fosfatos de fósforo ciclingedit

fosfatos movem-se rapidamente através de plantas e animais; no entanto, os processos que os movem através do solo ou do oceano são muito lentos, tornando o ciclo de fósforo um dos ciclos biogeoquímicos mais lentos.,

O global fósforo ciclo compreende quatro processos principais: (i) levantamento tectónico e exposição de fósforo-rochas, tais como a apatite, a superfície de intemperismo; (ii) erosão física, química e biológica do intemperismo de fósforo-rochas para fornecer dissolvidas e partículas de fósforo para os solos, rios e lagos; (iii) fluviais e subterrâneas de transporte de fósforo para vários lagos e o escoamento para o oceano; (iv) a sedimentação de partículas de fósforo (por exemplo,,, fósforo associado com matéria orgânica e minerais de óxido/carbonato) e eventualmente enterramento em sedimentos marinhos (este processo também pode ocorrer em Lagos e rios).

em sistemas terrestres, A P biodisponível (‘p reativa’) provém principalmente da meteorização de rochas que contêm fósforo. O mineral de fósforo primário mais abundante na crosta é a apatite, que pode ser dissolvida por ácidos naturais gerados por micróbios e fungos do solo, ou por outras reações químicas de meteorização e erosão física., O fósforo dissolvido é biodisponível aos organismos e plantas terrestres e é devolvido ao solo após o seu decaimento. A retenção de fósforo pelos minerais do solo (por exemplo, adsorção em oxi-hidróxidos de ferro e alumínio em solos ácidos e precipitação em calcite em solos neutros a calcários) é geralmente considerada como os processos mais importantes para controlar a biodisponibilidade terrestre do fósforo no solo mineral. Este processo pode levar ao baixo nível de concentrações de fósforo dissolvido na solução do solo., Várias estratégias fisiológicas são usadas por plantas e microorganismos para obter fósforo a partir deste baixo nível de concentração de fósforo.o fósforo do solo é normalmente transportado para rios e lagos e pode então ser enterrado em sedimentos lacustres ou transportado para o oceano através do escoamento de rios. A deposição de fósforo atmosférico é outra importante fonte de fósforo marinho para o oceano. Na água do mar de superfície, o fósforo inorgânico dissolvido, principalmente ortofosfato (PO43 -), é assimilado pelo fitoplâncton e transformado em compostos orgânicos de fósforo., A lise celular de fitoplâncton liberta fósforo orgânico e inorgânico dissolvido celular no ambiente circundante. Alguns dos compostos orgânicos de fósforo podem ser hidrolisados por enzimas sintetizadas por bactérias e fitoplâncton e subsequentemente assimilados. A grande maioria do fósforo é remineralizada dentro da coluna de água, e aproximadamente 1% do fósforo associado transportado para o mar profundo pelas partículas em queda é removido do reservatório do oceano por enterramento em sedimentos., Uma série de processos diagenéticos atuam para enriquecer as concentrações de fósforo nos poros de sedimentos, resultando em um fluxo bentônico apreciável de retorno de fósforo para águas profundas. Estes processos incluem: i) respiração microbiana da matéria orgânica nos sedimentos, II) redução microbiana e dissolução dos óxidos de ferro e manganês (oxihidr)com subsequente libertação de fósforo associado, que liga o ciclo do fósforo ao ciclo do ferro, e iii) redução abiótica dos óxidos de ferro (oxihidr)pelo sulfeto de hidrogénio e libertação de fósforo associado ao ferro., Adicionalmente, I) fosfato associado ao carbonato de cálcio e ii) transformação do fósforo ligado no óxido de ferro em vivianite desempenham papéis críticos no enterramento do fósforo nos sedimentos marinhos. Estes processos são semelhantes ao ciclo de fósforo em Lagos e rios.embora ortofosfato (PO43-), a principal espécie de P inorgânico na natureza, seja o estado de oxidação (P5+), certos microrganismos podem usar fosfonato e fosfito (estado de oxidação P3+) como uma fonte de P por oxidação para ortofosfato., Recentemente, a rápida produção e liberação de compostos de fósforo reduzidos tem fornecido novas pistas sobre o papel de P reduzido como um elo perdido no fósforo oceânico.

mineraledit fosfatado

a disponibilidade de fósforo num ecossistema é restringida pela taxa de libertação deste elemento durante a meteorização. A libertação de fósforo da dissolução da apatia é um controlo fundamental da produtividade do ecossistema. O mineral primário com teor significativo de fósforo, a apatite, sofre carbonatação.,pouco deste fósforo libertado é absorvido pelo biota (forma orgânica), enquanto uma maior proporção reage com outros minerais do solo. Isso leva à precipitação em formas indisponíveis na fase posterior de intempéries e desenvolvimento do solo. O fósforo disponível é encontrado em um ciclo biogeoquímico no perfil superior do solo, enquanto o fósforo encontrado em profundidades mais baixas é envolvido principalmente em reações geoquímicas com minerais secundários. O crescimento das plantas depende da rápida absorção de fósforo pela raiz libertado da matéria orgânica morta no ciclo bioquímico., O fósforo é limitado no fornecimento para o crescimento das plantas. Os fosfatos movem-se rapidamente através de plantas e animais; no entanto, os processos que os movem através do solo ou do oceano são muito lentos, tornando o ciclo de fósforo um dos ciclos biogeoquímicos mais lentos.os ácidos orgânicos de baixo peso molecular (LMW) são encontrados nos solos. Originam-se das actividades de vários microrganismos nos solos ou podem ser exsudados das raízes das plantas vivas. Vários desses ácidos orgânicos são capazes de formar complexos organo-metálicos estáveis com vários íons metálicos encontrados em soluções de solo., Como resultado, estes processos podem levar à libertação de fósforo inorgânico associado com alumínio, ferro e cálcio em minerais do solo. A produção e libertação de ácido oxálico por fungos micorrízicos explicam a sua importância na manutenção e fornecimento de fósforo às plantas.a disponibilidade de fósforo orgânico para suportar o crescimento microbiano, vegetal e animal depende da taxa de degradação para gerar fosfato livre. Existem várias enzimas, tais como fosfatases, nucleases e fitase envolvidas na degradação., Algumas das vias abióticas no ambiente estudado são reacções hidrolíticas e reacções fotolíticas. A hidrólise enzimática do fósforo orgânico é uma etapa essencial no ciclo biogeoquímico do fósforo, incluindo a alimentação de fósforo das plantas e dos microrganismos e a transferência de fósforo orgânico do solo para massas de água. Muitos organismos dependem do fósforo derivado do solo para a sua alimentação de fósforo.,

Fósforo e EutrophicationEdit

eutrofização é um enriquecimento da água por nutriente que leva a mudanças estruturais no ecossistema aquático, tais como a proliferação de algas, desoxigenação, redução de espécies de peixes. A fonte primária que contribui para a eutrofização é considerada como azoto e fósforo., Quando estes dois elementos excederem a capacidade da massa de água, ocorre eutrofização. O fósforo que entra nos lagos irá acumular-se nos sedimentos e na biosfera, também pode ser reciclado a partir dos sedimentos e do sistema de água. A água de drenagem das terras agrícolas também transporta fósforo e azoto. Uma vez que uma grande quantidade de fósforo está no conteúdo do solo, a utilização excessiva de fertilizantes e o excesso de enriquecimento com nutrientes levará ao aumento da concentração de fósforo no escoamento agrícola., Quando o solo erodido entra no lago, tanto o fósforo quanto o nitrogênio no solo contribuem para a eutrofização, e a erosão causada pelo desmatamento, que também resulta de planejamento e urbanização descontrolados.as zonas húmidas são frequentemente aplicadas para resolver a questão da eutrofização. O nitrato é transformado em zonas húmidas em azoto livre e descarregado no ar. O fósforo é adsorvido por solos húmidos que são absorvidos pelas plantas. Por conseguinte, as zonas húmidas poderiam ajudar a reduzir a concentração de azoto e fósforo, a fim de remediarem e resolverem a eutrofização., No entanto, os solos húmidos só podem conter uma quantidade limitada de fósforo. Para remover o fósforo continuamente, é necessário adicionar mais novos solos dentro da zona húmida de caules remanescentes de plantas, folhas, detritos de raízes e partes indecomponíveis de algas mortas, bactérias, fungos e invertebrados.