ΚΥΚΛΟΙ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΗ: Ο κύκλος του ΦΩΣΦΟΡΟΥ

ΚΥΚΛΟΙ ΤΗΣ ΥΛΗΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΣΤΑΣΗ: Ο κύκλος του ΦΩΣΦΟΡΟΥ

της Δήμητρας Σπανού, Χημικού καθηγήτριας του 1ου Γυμνασίου Δάφνης

 

Πρωϊνό : Διον.  Σαββόπουλος -Αφρ.  Μάνου από την Ρεζέρβα

 

..ξημερώνει με στάχτες στον αέρα...

αλλάζοντας ταχύτητες...

κι όταν ριζώνει

ουράνιο τόξο τέλειο...

 

Εισαγωγή

Ροή ενέργειας στο φυσικό περιβάλλον, εξελικτική διαδικασία και διαμόρφωση ισορροπιών (απόσπασμα)

Η ροή και ανακύκλυση ενέργειας και ύλης γίνεται  με τους βιογεωχημικούς κύκλους

Οι βιογεωχημικοί κύκλοι περιλαμβάνουν α. φυσικούς μετασχηματισμούς όπως διάλυση, κατακρήμνηση, αεριοποίηση και ενσωμάτωση 

β. χημικές μετατροπές όπως βιοσύνθεση, βιοδιάσπαση, οξειδοαναγωγή και βιομετατροπές 

 γ. συνδυασμόυς φυσικών και χημικών μετατροπών   που μπορούν να προξενίσουν μετάθεση υλικών στον χώρο όπως ιζηματοποίηση , εξαέροση κ.α.

Με τον τρόπο αυτό η παραγώμενη ενέργεια απορροφάταιμετατρέπεται και παροδικά αποθηκεύεται και διασκορπίζεται με τέτοιο τρόπο ώστε να συμβαίνει ενεργειακή ροή ή ροή ενέργειας που είναι απαραίτητη για την λειτουργία των οικοσυστημάτων.

  

    Περιγράφοντας το φυσικό περιβάλλον και τους  γεωβιοχημικούς κύκλους της ύλης

Οι παράγοντες που αποτελούν ένα οικοσύστημα και αλληλοεπιδρούν είναι παράγοντες ύλης και ενέργειας

Η ύλη στο γήϊνο οικοσύστημα παραμένει σχεδόν ανεπιρρέαστη εφόσον τα ποσά ύλης που δέχεται ο πλανήτης από το διάστημα (μετεωρίτες κ.α.) είναι αναλογικά πολύ μικρά. Τα χημικά στοιχεία που επικρατούν στην ζωή (άνθρακας, υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο, θείο, φωσφόρος, κ.α.) αλλά και τα άλλα σε μικρότερες αναλογίες είναι κυρίως αυτά που κυκλοφορούν σε βιοχημικούς κύκλους χημικών στοιχείων ώστε να γίνονται εκ νέου διαθέσιμα. Κύκλος του άνθρακα, κύκλος του αζώτου, κύκλος του οξυγόνου, κύκλος του θείου.

Ανακυκλώνονται επίσης αλλά με μικρότερη ένταση δευτερεύοντα στοιχεία των οργανισμών όπως μαγνήσιο, κάλιο, νάτριο και αλογόνα αλλά και  ή ιχνοστοιχεία

Ο βαθμός ανάλυσης και λεπτομέριας στην ροή των κύκλων έχει ορισμένα χαρακτηριστικά όπως 

η δεξαμενή αποθήκευσης  (τα υλικά κινούνται αργά) η δεξαμενή ανταλλαγής (μικρότερο τμήμα ανταλλαγής συστατικών)  και επίσης οι γεωβιοχημικοί κύκλοι διακρίνονται σε αέριες (υδρογόνου, οξυγόνου κ.α.) και ιζηματογενείς (φωσφόρου, θείου κ.α.)

 

Ο βιοχημικός κύκλος του φωσφόρου στην φύση

Το χημικό στοιχείο φωσφόρος ανήκει στην ομάδα του αζώτου, είναι πολύ δραστικός και μάλιστα  στα ορυκτά δίνει την μεγαλύτερη βαθμίδα οξείδωσής του (+5), συναντάται σε δύο αλλοτροπικές μορφές τον λευκό και τον ερυθρό φωσφόρο. Ο λευκός φωσφόρος φωσφορίζει -εκπέμπει ακτινοβολία- όταν φωτίζεται για ένα χρονικό διάστημα

Ο κύκλος του φωσφόρου είναι από τους βασικούς κύκλους χημικών στοιχείων και είναι κύκλος ιόντων. Βασικό  στοιχείο της ζωής ο φωσφόρος , αφού αποτελεί ένα από τα 4  στοιχεία κατασκευής του DNA και RNA αλλά και άλλων οργανικών μορίων της ζωής.

Ο κύκλος του φωσφόρου δεν περιλαμβάνει αέρια φάση και οι ανταλλαγές του είναι πιο αργές και πιο δύσκολες..

Τα διαμερίσματα του είναι τα φυτά , οι άλλοι οργανισμοί, το έδαφος, το νερό, ο βυθός των ωκεανών. 

Τα φυτά απορροφούν ενώσεις του φωσφόρου , τα φωσφορικά άλατα και μεταφέρουν έτσι τον φωσφόρο σε άλλους οργανισμούς.

Τα φωσφορικά άλατα συγκεντρώνονται στο έδαφος, στο νερό αλλά και σε μεγάλες ποσότητες στους βυθούς των ωκεανών  σχηματίζουν αδιάλυτα φωσφορικά καθιζήματα και βέβαια απορροφάται από το θαλάσσιο περιβάλλον. 

Ο κύκλος του φωσφόρου δεν περιλαμβάνει αέρια φάση και οι ανταλλαγές του είναι πιο αργές και πιο δύσκολες..

 Ο φωσφόρος μεταφέρεται μεταξύ των διαμερισμάτων, μέσω αιωρούμενων σωματιδίων στο νερό, ή σκόνης στον αέρα. Αυτό συμβαίνει γιατί η διαλυτότητα και η πτητικότрτα του φωσφόρου είναι χαμηλή.

Στο έδαφος 

σε όλες τις περιπτώσεις ο φωσφόρος βρίσκεται σε μορφή φωσφορικών ανιόντων PO4--- που βρίσκονται ενωμένα με κατιόν σχηματίζοντας αδιάλυτες ανόργανες ουσίες , Σχέδιο του κύκλου φωσφόρου, σχέδιο επιπέδων Διανυσματική ...

(π.χ. απατίτες  Ca10(PO4)6C(F,OH)2

φωσφορίτες με φωσφορικό ασβέστιο κυρίως (Ca3(PO4)2 )

, φωσφορικό σίδηρο κ.α.)                 

που συνήθως βρίσκονται διαστρωματωμένα σε ασβεστολιθικά και πηλοπαγή πετρώματα.

στο νερό

Με την βαθμιαία αποσάρθρωση φωσφορικών ορυκτών τα άλατα αυτά διαλύονται σε νερό και απορροφώνται από τα φυτά 'η 

Σε ιζηματογενείς λεκάνες των ωκεανών

Αν έχουμε  ανόργανες ενώσεις του φωσφόρου στο νερό, αυτό που γίνεται είναι,  από τα ρηχά νερά των ποταμών και λιμνών, να μεταφέρονται στους ωκεανούς όπου καθιζάνουν και σχηματίζουν ιζηματογενή φωσφορικά κρυσταλικά πετρώματα  

 

στους οργανισμούς

Τα φυτά απορροφούν τα φωσφορικά άλατα από το έδαφος και τα χρησιμοποιούν για την κατασκευή και την λειτουργία των μορίων τους . Ο φωσφόρος περνά και στους άλλους οργανισμούς μέσω των τροφικών αλυσίδων   Βρίσκεται ακόμα σε τμήματα οργανικών μορίων και αποτελεί βασικό δομικό και λειτουργικό στοιχείο . Οι αποικοδομητές αποικοδομούν τους ζωϊκούς και φυτικούς οργανισμούς  και οι φωσφορικές ουσίες περνούν στο έδαφος

 

Ο κύκλος του φωσφόρου δεν περιλαμβάνει αέρια φάση και οι ανταλλαγές του είναι πιο αργές και πιο δύσκολες..

Ο κύκλος του φωσφόρου περιλαμβάνει ανταλλαγή ανάμεσα στους οργανισμούς, στο έδαφος και στα θαλάσσια ιζήματα

Επίδραση του ανθρώπου στον κύκλο του φωσφόρου.

Η σημαντικότερη παρεμβολή του ανθρώπου στον κύκλο του φωσφόρου είναι η χρήση φωσφορούχων ενώσεων σαν λιπάσματα του εδάφους ώτε να συμπληρώνουν την απώλεια φωσφόρου από την απορρόφησή του από τα φυτά. Με την βαθμιαία αποσάρθρωση φωσφορικών ορυκτών τα άλατα αυτά διαλύονται σε νερό και απορροφώνται από τα φυτά.

Η υπερβολική χρήση λιπασμάτων προκαλεί φαινόμενο ευτροφισμού στα υδάτινα οικοσυστήματα

ΔΗΜΗΤΡΑ ΣΠΑΝΟΥ

ΠΗΓΕΣ

https://eclass.teiion.gr/modules/document/file.php/ECO166/%CE%94%CE%B9%CE%B1%CF%86%CE%AC%CE%BD%C



Διαβάστε περισσότερα: file:///C:/Users/dimsp/Documents/%CF%87%CE%B7%CE%BC%CE%B5%CE%B9%CE%B1/omoiostasi/%CE%9F%CE%9C%CE%9F%CE%99%CE%9F%CE%A3%CE%A4%CE%91%CE%A3%CE%97%20%CE%9A%CE%91%CE%99%20%CE%A6%CE%A5%CE%A3%CE%99%CE%9A%CE%9F%20%CE%A0%CE%95%CE%A1%CE%99%CE%92%CE%91%CE%9B%CE%9B%CE%9F%CE%9D_%20%CE%9F%CE%99%20%CE%B3%CE%B5%CF%89%CE%B2%CE%B9%CE%BF%CF%87%CE%B7%CE%BC%CE%B9%CE%BA%CE%BF%CE%AF%20%CE%BA%CF%8D%CE%BA%CE%BB%CE%BF%CE%B9%20%CF%84%CE%B7%CF%82%20%CF%8D%CE%BB%CE%B7%CF%82%20%CE%BA%CE%B1%CE%B9%20%CE%B7%20%CE%B4%CE%B9%CE%B1%CF%84%CE%AE%CF%81%CE%B7%CF%83%CE%B7%20%CF%84%CE%B7%CF%82%20%CE%B9%CF%83%CE%BF%CF%81%CF%81%CE%BF%CF%80%CE%AF%CE%B1%CF%82%20%CF%84%CE%BF%CF%85%CF%82.%20%CE%9F%20%CE%BA%CF%8D%CE%BA%CE%BB%CE%BF%CF%82%20%CF%84%CE%BF%CF%85%20%CF%86%CF%89%CF%83%CF%86%CF%8C%CF%81%CE%BF%CF%85%20__%20%CE%94%CE%AE%CE%BC%CE%B7%CF%84%CF%81%CE%B1%20%CE%A3%CF%80%CE%B1%CE%BD%CE%BF%CF%8D.html

https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A9%CF%84%CE%BF%CF%85%CE%BD%CE%AF%CF%84%CE%B7%CF%82#/media/%CE%91%CF%81%CF%87%CE%B5%CE%AF%CE%BF:Autunit2_mineralogisches_museum_bonn.jpg

 

 

ακατέργαστο

Μελέτη των θρεπτικών αναγκών των μαθημάτων προκαρυωτικών

5. Πηγές φωσφόρου

Ο φώσφορος είναι απαραίτητο συστατικό των νουκλεϊνικών οξέων, των φωσφολιπιδίων και των συνενζύμων. Η κύρια μορφή φωσφόρου στη φύση είναι τα φωσφορικά άλατα. Η αφομοίωσή τους δεν απαιτεί αποκατάσταση. Στους ζωντανούς οργανισμούς, υπάρχει σχεδόν αποκλειστικά στην κατάσταση οξείδωσης +5, με τη μορφή φωσφορικών. Η διαθεσιμότητά του στη φύση περιορίζεται κυρίως από τη χαμηλή διαλυτότητα των φωσφορικών αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου και την ικανότητα του φωσφορικού άλατος να προσροφά αποτελεσματικά οργανικά και ανόργανα πολυμερή. Η συγκέντρωση φωσφόρου συνήθως δεν υπερβαίνει μερικά μικρογραμμομόρια, ενώ στα κύτταρα περιέχεται σε χιλιοστομοριακές ποσότητες. Κατά συνέπεια, σε πολλά φυσικά ενδιαιτήματα, περιορίζει την ανάπτυξη μικροοργανισμών.

Το φωσφορικό κινητοποιείται από ανόργανα πολυφωσφορικά και οργανικά φωσφορικά άλατα (παράγωγα νουκλεϊνικών οξέων, νουκλεοτίδια) υπό την επίδραση φωσφατασών που κατέχουν προκαρυωτικά. Το φωσφορικό άλας δεν μειώνεται στις αντιδράσεις μετατροπής βιολογικής ενέργειας. Ο δότης-φορέας φωσφορικών στο κύτταρο είναι ΑΤΡ.

Τα υψηλά μοριακά οργανικά φωσφορικά, τα οποία τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν μπορούν να απορροφήσουν, υδρολύονται στον περιπλασματικό χώρο με τη συμμετοχή εστεράσεων. Το απελευθερωμένο ανόργανο φωσφορικό μεταφέρεται στο κύτταρο με τον μηχανισμό ενεργού μεταφοράς. Πολλά βακτήρια σε συνθήκες περίσσειας φωσφόρου και πηγής ενέργειας, εάν η ανάπτυξη περιορίζεται από άλλους παράγοντες, σχηματίζουν πολυφωσφορικά - μια εφεδρική πηγή ενέργειας και φωσφόρου. Διάσπαση ενδοκυτταρικού πυροφωσφορικού (PPεγώ>2Ρεγώ) πραγματοποιεί το ένζυμο πυροφωσφατάση. Ορισμένα αναερόβια χρησιμοποιούν PPεγώ αντί του ATP για φωσφορυλίωση ορισμένων υποστρωμάτων, για παράδειγμα, οξικό.

Η παρουσία ανόργανων φωσφορικών αναστέλλει την αφομοίωση εναλλακτικών πηγών φωσφόρου - οργανικών εστέρων φωσφόρου, διεστέρων, ανυδριτών και φωσφονικών οξέων, στα οποία ο φώσφορος συνδέεται άμεσα με τον άνθρακα.

Πρέπει να σημειωθεί ότι οι οργανοφωσφορικές ενώσεις μπορούν να χρησιμεύσουν ως πηγές άνθρακα, φωσφόρου και ενέργειας [1, 28, 36, 37, 39].