Chu trình Phốt pho và Lưu huỳnh

Chu trình phốt pho và lưu huỳnh di chuyển hai nguyên tố thiết yếu và có liên quan đến ô nhiễm qua đá, nước, đất và khí quyển, với các đặc tính hóa học tương phản định hình hệ sinh thái.

Definition

Sự tuần hoàn toàn cầu của phốt pho và lưu huỳnh qua các bể chứa địa chất, thủy sinh, trên cạn và, đối với lưu huỳnh, trong khí quyển.

Scope

Chủ đề này bao gồm chu trình phốt pho trầm tích được thúc đẩy bởi phong hóa và chôn vùi, chu trình lưu huỳnh hoạt động oxy hóa khử bao gồm các loài sulfat, sulfua và lưu huỳnh trong khí quyển, cũng như vai trò của cả hai nguyên tố này như chất dinh dưỡng và tác nhân gây ô nhiễm và axit hóa.

Core questions

• Tại sao phốt pho tuần hoàn mà không có pha khí chính?
• Hóa học oxy hóa khử cấu trúc chu trình lưu huỳnh như thế nào?
• Các nguyên tố này hoạt động như chất dinh dưỡng và chất gây ô nhiễm như thế nào?
• Con người đã thay đổi chu trình phốt pho và lưu huỳnh như thế nào?

Key theories

Chu trình trầm tích so với chu trình được thúc đẩy bởi oxy hóa khử

Phốt pho tuân theo một chu trình trầm tích chậm của phong hóa, hấp thụ và chôn vùi mà không có pha khí đáng kể, trong khi lưu huỳnh tuần hoàn nhanh chóng thông qua các biến đổi oxy hóa khử và một thành phần khí quyển hoạt động.

Mechanisms

Phốt pho được giải phóng do phong hóa đá, được sinh vật hấp thụ và cuối cùng bị chôn vùi trong trầm tích, thường hạn chế năng suất. Lưu huỳnh tuần hoàn thông qua quá trình oxy hóa và khử của vi sinh vật giữa sulfat và sulfua, phát thải dễ bay hơi của lưu huỳnh khử, và quá trình oxy hóa trong khí quyển thành sulfat sau đó quay trở lại trong quá trình lắng đọng.

Clinical relevance

Phốt pho là một chất dinh dưỡng hạn chế quan trọng và là tác nhân gây phú dưỡng cũng như một nguồn tài nguyên phân bón hữu hạn, trong khi hóa học lưu huỳnh liên quan đến sự lắng đọng axit và khí hậu thông qua các sol khí sulfat.

History

Sự công nhận phốt pho là chất dinh dưỡng hạn chế phổ biến và vai trò của chu trình lưu huỳnh vi sinh vật trong trầm tích và khí quyển đã phát triển thông qua hóa sinh địa chất thế kỷ 20, với sự chú ý sau này đến tác động của phân bón và ô nhiễm.

Key figures

• William H. Schlesinger

Seminal works

• schlesinger2013
• vanLoon2017

Frequently asked questions

Tại sao phốt pho được coi là một nguồn tài nguyên hữu hạn?

Bởi vì nó không có chu trình khí và tích tụ trong trầm tích, các trữ lượng đá phốt phát dễ khai thác được sử dụng làm phân bón bị hạn chế và không được tái tạo nhanh chóng.