Круговороты фосфора и серы

Круговороты фосфора и серы перемещают два важнейших и загрязняющих элемента через горные породы, воды, почвы и атмосферу, с контрастной химией, которая формирует экосистемы.

Definition

Глобальный круговорот фосфора и серы через геологические, водные, наземные и, для серы, атмосферные резервуары.

Scope

Эта тема охватывает осадочный круговорот фосфора, обусловленный выветриванием и захоронением, окислительно-восстановительный круговорот серы, охватывающий сульфатные, сульфидные и атмосферные соединения серы, а также роль обоих элементов как питательных веществ и как агентов загрязнения и подкисления.

Core questions

• Почему фосфор циркулирует без основной газовой фазы?
• Как окислительно-восстановительная химия структурирует круговорот серы?
• Как эти элементы действуют как питательные вещества и как загрязнители?
• Как люди изменили круговороты фосфора и серы?

Key theories

Осадочный против окислительно-восстановительного круговорота

Фосфор следует медленному осадочному циклу выветривания, поглощения и захоронения без значительной газовой фазы, в то время как сера быстро циркулирует посредством окислительно-восстановительных превращений и активного атмосферного компонента.

Mechanisms

Фосфор высвобождается при выветривании горных пород, поглощается организмами и в конечном итоге захоранивается в отложениях, часто ограничивая продуктивность. Сера циркулирует посредством микробного окисления и восстановления между сульфатом и сульфидом, летучих выбросов восстановленной серы и атмосферного окисления до сульфата, который возвращается в виде отложений.

Clinical relevance

Фосфор является ключевым лимитирующим питательным веществом и движущей силой эвтрофикации, а также ограниченным ресурсом удобрений, в то время как химия серы связана с кислотными осадками и с климатом через сульфатные аэрозоли.

History

Признание фосфора как общего лимитирующего питательного вещества и роли микробного круговорота серы в отложениях и атмосфере развивалось на протяжении биогеохимии 20-го века, с последующим вниманием к воздействию удобрений и загрязнения.

Key figures

• William H. Schlesinger

Seminal works

• schlesinger2013
• vanLoon2017

Frequently asked questions

Почему фосфор считается ограниченным ресурсом?

Поскольку он не имеет газового цикла и накапливается в отложениях, легко добываемые запасы фосфатных пород, используемые для удобрений, ограничены и не быстро возобновляются.