วัฏจักรฟอสฟอรัสและกำมะถัน
วัฏจักรฟอสฟอรัสและกำมะถันเป็นการเคลื่อนที่ของธาตุสำคัญสองชนิดที่เกี่ยวข้องกับมลพิษ ผ่านหิน น้ำ ดิน และชั้นบรรยากาศ โดยมีคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกันซึ่งส่งผลต่อระบบนิเวศ
Definition
การหมุนเวียนทั่วโลกของฟอสฟอรัสและกำมะถันผ่านแหล่งกักเก็บทางธรณีวิทยา ทางน้ำ ทางบก และสำหรับกำมะถันคือทางบรรยากาศ
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมวัฏจักรฟอสฟอรัสแบบตะกอนที่ขับเคลื่อนโดยการผุพังและการทับถม วัฏจักรกำมะถันที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดอกซ์ซึ่งครอบคลุมซัลเฟต ซัลไฟด์ และชนิดของกำมะถันในบรรยากาศ รวมถึงบทบาทของธาตุทั้งสองในฐานะสารอาหารและตัวการของมลพิษและการเกิดกรด
Core questions
- เหตุใดฟอสฟอรัสจึงหมุนเวียนโดยไม่มีวัฏจักรแก๊สที่สำคัญ?
- เคมีรีดอกซ์มีโครงสร้างวัฏจักรกำมะถันอย่างไร?
- ธาตุเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นสารอาหารและสารมลพิษได้อย่างไร?
- มนุษย์เปลี่ยนแปลงวัฏจักรฟอสฟอรัสและกำมะถันอย่างไร?
Key theories
- วัฏจักรแบบตะกอนเทียบกับวัฏจักรที่ขับเคลื่อนด้วยรีดอกซ์
- ฟอสฟอรัสเป็นไปตามวัฏจักรตะกอนที่ช้าของการผุพัง การดูดซึม และการทับถมโดยไม่มีวัฏจักรแก๊สที่สำคัญ ในขณะที่กำมะถันหมุนเวียนอย่างรวดเร็วผ่านการเปลี่ยนแปลงรีดอกซ์และองค์ประกอบในบรรยากาศที่กระตือรือร้น
Mechanisms
ฟอสฟอรัสถูกปล่อยออกมาจากการผุพังของหิน ถูกดูดซึมโดยสิ่งมีชีวิต และในที่สุดก็ถูกฝังอยู่ในตะกอน ซึ่งมักจะเป็นปัจจัยจำกัดการผลิต วัฏจักรกำมะถันผ่านการออกซิเดชันและการรีดักชันของจุลินทรีย์ระหว่างซัลเฟตและซัลไฟด์ การปล่อยกำมะถันรีดิวซ์ที่ระเหยได้ และการออกซิเดชันในบรรยากาศเป็นซัลเฟตซึ่งกลับคืนสู่พื้นผิวในการตกตะกอน
Clinical relevance
ฟอสฟอรัสเป็นสารอาหารจำกัดที่สำคัญและเป็นตัวขับเคลื่อนการเกิดยูโทรฟิเคชันและเป็นทรัพยากรปุ๋ยที่มีจำกัด ในขณะที่คุณสมบัติทางเคมีของกำมะถันเชื่อมโยงกับการตกตะกอนของกรดและสภาพภูมิอากาศผ่านละอองลอยซัลเฟต
History
การรับรู้ว่าฟอสฟอรัสเป็นสารอาหารจำกัดที่พบได้ทั่วไป และบทบาทของวัฏจักรกำมะถันของจุลินินทรีย์ในตะกอนและบรรยากาศได้พัฒนาขึ้นตลอดช่วงศตวรรษที่ 20 ในสาขาชีวธรณีเคมี โดยภายหลังได้ให้ความสนใจกับผลกระทบจากปุ๋ยและมลพิษ
Key figures
- William H. Schlesinger
Related topics
Seminal works
- schlesinger2013
- vanLoon2017
Frequently asked questions
- เหตุใดฟอสฟอรัสจึงถือเป็นทรัพยากรที่มีจำกัด?
- เนื่องจากไม่มีวัฏจักรแก๊สและสะสมอยู่ในตะกอน แหล่งสำรองหินฟอสเฟตที่ขุดได้ง่ายซึ่งใช้ทำปุ๋ยจึงมีจำกัดและไม่สามารถฟื้นฟูได้อย่างรวดเร็ว