Ecologică functionEdit

Fosforul este un nutrient esențial pentru plante și animale. Fosforul este un nutrient limitator pentru organismele acvatice. Fosforul formează părți ale moleculelor importante care susțin viața, care sunt foarte frecvente în biosferă. Fosforul intră în atmosferă în cantități foarte mici atunci când praful este dizolvat în apa de ploaie și în apa de mare, dar rămâne mai ales pe uscat și în mineralele din rocă și sol., Optzeci la sută din fosforul Extras este folosit pentru a face îngrășăminte. Fosfații din îngrășăminte, canalizare și detergenți pot provoca poluare în lacuri și cursuri. Supra-îmbogățirea fosfatului atât în apele marine proaspete, cât și în apele de coastă poate duce la înflorirea masivă a algelor, care, atunci când mor și se descompun, duce la eutrofizarea numai a apelor dulci. Un exemplu în acest sens este zona lacurilor experimentale canadiene. Aceste flori de alge de apă dulce nu trebuie confundate cu cele din mediile cu apă sărată., Cercetările recente sugerează că poluantul predominant responsabil pentru înflorirea algelor în estuarele de apă sărată și în habitatele marine de coastă este azotul.fosforul apare cel mai abundent în natură ca parte a ionului ortofosfat (PO4)3−, constând dintr-un atom P și 4 atomi de oxigen. Pe uscat, majoritatea fosforului se găsește în roci și minerale. Depozitele bogate în fosfor s-au format în general în ocean sau din guano și, în timp, procesele geologice aduc sedimente oceanice pe uscat., Intemperiile rocilor și mineralelor eliberează fosfor într-o formă solubilă în care este preluat de plante și este transformat în compuși organici. Plantele pot fi apoi consumate de erbivore, iar fosforul este fie încorporat în țesuturile lor, fie excretat. După moarte, animalul sau planta se descompune, iar fosforul este returnat în sol unde o mare parte din fosfor este transformat în compuși insolubili. Scurgerea poate duce o mică parte din fosfor înapoi în ocean., În general, în timp (mii de ani) solurile devin deficitare în fosfor, ceea ce duce la regresia ecosistemului.există patru bazine majore de fosfor în ecosistemele de apă dulce: fosfor anorganic dizolvat (DIP), fosfor organic dizolvat (DOP), fosfor organic sub formă de particule (POP) și fosfor anorganic sub formă de particule (PIP). Materialul dizolvat este definit ca substanțe care trec printr-un filtru de 0,45 µm. DIP constă în principal din ortofosfat (PO43 -) și polifosfat, în timp ce DOP constă din ADN și fosfoproteine., Particulele sunt substanțele care sunt prinse pe un filtru de 0,45 µm și nu trec. POP este format din organisme vii și moarte, în timp ce PIP constă în principal din hidroxiapatită, CA5(PO4)3OH. importanța biologică primară a fosfaților este ca o componentă a nucleotidelor, care servesc ca stocare de energie în celule (ATP) sau atunci când sunt legate între ele, formează acizii nucleici ADN și ARN. Helixul dublu al ADN-ului nostru este posibil numai datorită punții esterului fosfat care leagă helixul., Pe lângă fabricarea biomoleculelor, fosforul se găsește și în oase și în smalțul dinților mamiferelor, a căror rezistență este derivată din fosfat de calciu sub formă de hidroxiapatită. Se găsește, de asemenea, în exoscheletul insectelor și fosfolipidelor (găsite în toate membranele biologice). De asemenea, funcționează ca un agent de tamponare în menținerea homeostaziei bazice acide în corpul uman.,fosfații se deplasează rapid prin plante și animale; cu toate acestea, procesele care le mișcă prin sol sau ocean sunt foarte lente, făcând ciclul fosforului în general unul dintre cele mai lente cicluri biogeochimice.,

global fosfor ciclu cuprinde patru mari procese: (i) ridicărilor tectonice și expunerea de fosfor purtătoare de roci, cum ar fi apatit la suprafață intemperii; (ii) fizică eroziune și chimice și biologice intemperii de fosfor purtătoare de pietre pentru a oferi dizolvate și a particulelor de fosfor a solurilor, lacuri și râuri; (iii) riverane și subterane de transport de fosfor la diverse lacuri și a alerga-off la ocean; (iv) de sedimentare a particulelor de fosfor (de exemplu,,, fosfor asociat cu materie organică și oxid/carbonat minerale) și în cele din urmă îngroparea în sedimente marine (acest proces poate avea loc, de asemenea, în lacuri și râuri).în sistemele terestre, p biodisponibil („p reactiv”) provine în principal din intemperiile rocilor care conțin fosfor. Cel mai abundent fosfor-mineral primar din crustă este apatitul, care poate fi dizolvat de acizii naturali generați de microbii și ciupercile solului sau de alte reacții chimice de intemperii și eroziune fizică., Fosforul dizolvat este biodisponibil pentru organismele și plantele terestre și este returnat în sol după decăderea lor. Fosfor retenție de minerale din sol (de exemplu, prin adsorbție pe fier și aluminiu oxyhydroxides în soluri acide și cantitatea pe calcit în neutru-pentru a-soluri calcaroase) este de obicei privit ca cele mai importante procese în controlul terestre P-biodisponibilitatea în sol mineral. Acest proces poate duce la un nivel scăzut de concentrații de fosfor dizolvat în soluția de sol., Diferite strategii fiziologice sunt utilizate de plante și microorganisme pentru obținerea fosforului din acest nivel scăzut de concentrație de fosfor.fosforul din sol este de obicei transportat în râuri și lacuri și poate fi apoi îngropat în sedimentele lacurilor sau transportat în ocean prin scurgerea râului. Depunerea de fosfor atmosferic este o altă sursă importantă de fosfor marin la ocean. În apa de mare de suprafață, fosforul anorganic dizolvat, în principal ortofosfat (PO43 -), este asimilat de fitoplancton și transformat în compuși organici ai fosforului., Liza celulelor fitoplanctonice eliberează fosforul anorganic și organic dizolvat celular în mediul înconjurător. Unii dintre compușii organici ai fosforului pot fi hidrolizați de enzimele sintetizate de bacterii și fitoplancton și ulterior asimilate. Marea majoritate a fosforului este remineralizat în coloana de apă, iar aproximativ 1% din fosforul asociat transportat la mare adâncime de particulele care se încadrează este îndepărtat din rezervorul oceanului prin îngroparea în sedimente., O serie de procese diagenetice acționează pentru a îmbogăți sedimente porilor de apă concentrațiile de fosfor, rezultând într-un flux de retur bentonice apreciabil de fosfor la apele de fund suprapuse. Aceste procese includ (i) respirația microbiană a materiei organice în sedimente, (ii) microbiene și reducerea dizolvarea de fier și mangan (oxyhydr)oxizi cu eliberarea ulterioară a asociat fosfor, care se conectează la circuitul fosforului cu fier ciclu, și (iii) abiotici reducere de fier (oxyhydr)oxizi de hidrogen sulfurat și de eliberare de fier asociate cu fosfor., În plus, (i) fosfatul asociat cu carbonatul de calciu și (ii) transformarea fosforului legat de oxidul de fier în vivianit joacă roluri critice în îngroparea fosforului în sedimentele marine. Aceste procese sunt similare cu ciclismul fosforului în lacuri și râuri.deși ortofosfatul (PO43-), specia dominantă anorganică P în natură, este starea de oxidare (P5+), anumite microorganisme pot utiliza fosfonatul și fosfitul (starea de oxidare P3+) ca sursă P prin oxidarea acestuia la ortofosfat., Recent, producția rapidă și eliberarea compușilor cu fosfor redus au oferit noi indicii despre rolul p redus ca verigă lipsă în fosforul oceanic.

minerale Fosfaticemodificare

disponibilitatea fosforului într-un ecosistem este limitată de rata de eliberare a acestui element în timpul intemperiilor. Eliberarea fosforului din dizolvarea apatitei este un control cheie asupra productivității ecosistemului. Mineralul primar cu conținut semnificativ de fosfor, apatitul suferă carbonatare.,puțin din acest fosfor eliberat este preluat de biota (formă organică), în timp ce o proporție mai mare reacționează cu alte minerale din sol. Acest lucru duce la precipitarea în forme indisponibile în stadiul ulterior al intemperiilor și dezvoltării solului. Fosforul disponibil se găsește într-un ciclu biogeochimic în profilul superior al solului, în timp ce fosforul găsit la adâncimi mai mici este implicat în principal în reacțiile geochimice cu minerale secundare. Creșterea plantelor depinde de absorbția rapidă a rădăcinii fosforului eliberat din materia organică moartă în ciclul biochimic., Fosforul este limitat în aprovizionare pentru creșterea plantelor. Fosfații se mișcă rapid prin plante și animale; cu toate acestea, procesele care le mișcă prin sol sau ocean sunt foarte lente, făcând ciclul fosforului în general unul dintre cele mai lente cicluri biogeochimice.

acizii organici cu greutate moleculară mică (LMW) se găsesc în soluri. Ele provin din activitățile diferitelor microorganisme din soluri sau pot fi exudate din rădăcinile plantelor vii. Mai mulți dintre acești acizi organici sunt capabili să formeze complexe organo-metalice stabile cu diferiți ioni metalici găsiți în soluțiile de sol., Ca urmare, aceste procese pot duce la eliberarea fosforului anorganic asociat cu aluminiu, fier și calciu în mineralele din sol. Producția și eliberarea acidului oxalic de către ciupercile micorizale explică importanța lor în menținerea și furnizarea de fosfor plantelor.disponibilitatea fosforului organic pentru a susține creșterea microbiană, vegetală și animală depinde de rata de degradare a acestora pentru a genera fosfat liber. Există diferite enzime, cum ar fi fosfataze, nucleaze și fitază implicate pentru degradare., Unele dintre căile abiotice din mediul studiat sunt reacțiile hidrolitice și reacțiile fotolitice. Hidroliza enzimatică a fosforului organic este un pas esențial în ciclul fosforului biogeochimic, incluzând nutriția fosforului plantelor și microorganismelor și transferul fosforului organic din sol în corpurile de apă. Multe organisme se bazează pe fosforul derivat din sol pentru nutriția lor cu fosfor.,

Fosfor și EutrophicationEdit