11. Krążenie fosforu w morzu Flashcards
10.2 Korzeniewski
Czemu fosfor jest taki wyjątkowy?
Ponieważ nie da się go niczym zastąpić, a bez niego nie ma życia.
Jaka jest rola fosforu?
- jest nośnikiem energii chemicznej w metabolizmie komórkowym (ATP)
- jest budulcem komórek i tkanek
- buduje DNA i RNA
- jest niezbędnym składnikiem odżywczym dla roślin
W jakich formach występuje fosfor w wodzie morskiej?
- rozpuszczonej nieorganicznej = DIP
- rozpuszczonej organicznej = DOP
- zawieszonej nieorganicznej = PIP
- zawieszonej organicznej = POP
Jakie są rezerwuary fosforu?
- Litosfera - w skałach osadowych (fosforyty) i magmowych (apatyty)
- Gleba - z wietrzenia skał, formy DIP i PIP, niewielkie stężenia przez sorpcję
- Organizmy
- Ocean
- Atmosfera (b.b. mało)
Scharakteryzuj fosforyty:
- Skały pochodzenia chemicznego (wytrącanie fosforanu wapnia z w.m.) lub organicznego (nagromadzenie szczątków).
- Najważniejszy minerał = frankolit.
- W strefach przybrzeżnych, upwellingu
Scharakteryzuj apatyty:
Bezwodne fosforany Ca, w złożach pochodzenia magmowego.
- Stanowią 90% P w skorupie ziemskiej!
- Fluoroapatyt = podstawowy minerał
Jaki może być transport P do morza?
A) Eoliczny - P zawieszony (pyły atmosferyczne), b. zmienny przestrzennie i czasowo, zależy od cyrkulacji atm. i prędkości wiatru
B) Rzeczny - P rozpuszczony, P zawieszony
Jakie znaczenie ma dopływ P z atmosfery?
Rocznie - 3,2 * 1010 mol P w postaci pyłów.
Jakie znaczenie ma dopływ rzeczny P?
Rocznie - 31-54 * 1010 mol P.
- Najważniejsze źródło!!
- Tylko 10-30% jest biodostępne.
- Większość w formie zawieszonej (90%) => 60-80% PIP, 20-40% POP
- Tylko 10% w formie rozpuszczonej => 50% DIP, 50% DOP
- Największe ładunki P dostarczają Amazonka i rzeki poł-wsch. Azji
Jak człowiek wpływa na globalny obieg P?
- Wydobywanie fosforytów do stosowania jako nawozy
- Wylesianie -> zwiększenie erozji -> większy dopływ zawieszonego P
- Intensyfikacja rolnictwa -> wycinka drzew i stosowanie nawozów -> większe wymywanie P
- Zwiększenie ilości ścieków -> wyższe st. fosforanów w rzekach -> eutrofizacja wód śródlądowych i przybrzeżnych morskich
Efektem tych działań jest znaczny wzrost strumienia P (50-300%) do oceanów w ostatnich 100-150 latach.
Jaka jest specjacja fosforanów w wodzie morskiej, w zależności od pH i zasolenia?
- Czysta woda => dwuwodorofosforany i wodorofosforany
- Małe zasolenie => dominują wodorofosforany
- Woda oceaniczna => wodorofosforany i jony ortofosforanowe
Ile wiązanego jest P przez fitoplankton?
35 * 1012 mol P/rok
ponieważ stosunek C:P wynosi 106:1.
Jakie są odstępstwa od C:P = 106:1 w morskiej materii organicznej?
- Mniejsze C:P - występuje w rejonach upwellingu i na dużych szerokościach geograficznych (sedymentuje dużo materii organicznej)
- Większe C:P - występuje w rejonach podzwrotnikowych (stos. mały eksport materii z wód powierzchniowych)
Do czego właściwie odnosi się stosunek Redfielda?
Jest to stały stosunek atomowy węgla, azotu i fosforu występujący w fitoplanktonie morskim i w głębokich oceanach.
Odzwierciedla średnie zapotrzebowanie metaboliczne fitoplanktonu.
Jak wygląda N:P w obszarach przybrzeżnych?
Jest bliski 3-6:1!! Ponieważ fosforany dopływają w nadmiarze w odniesieniu do zapotrzebowania.
Jak wygląda N:P w strefie eufotycznej Bałtyku?
Zbliża się do 14:1
- Za dużo P w stos. do N
- N jest zatem czynnikiem limitującym na większości obszarów Bałtyku
- Sprzyja rozwojowi gatunków diazotroficznych ze zdolnością wiązania azotu z atmosfery (bakterie, archeony, sinice)
Jaka jest zmienność sezonowa fosforanów w Bałtyku?
Najwyższe stężenia zimą, zmniejszają się w okresie letnim.
Co to efektywność recyrkulacji?
Stopień w jakim biolimitujące sole ulegają mineralizacji.
Jakie występują formy P w osadach?
- materia organiczna niepodlegająca dalszemu rozkładowi
- minerały autogeniczne
- zaadsorbowane na powierzchni hydroksytlenków Fe i Al i in. minerałów ilastych
Od czego zależy ilość i forma, w jakiej P jest odkładany w osadach?
- Tempa sedymentacji
- Natlenienia przy dnie
Jak tempo sedymentacji wpływa na ilość i formę P w osadach?
- duże -> sprzyja zachowaniu m.org. w osadach, C:P w osadach zbliżony do tego w sedymentującej m.org.
- małe -> m. org. w większym stopniu ulega remineralizacji, C:P znacznie mniejszy niż w sedymentującej m.org.
Jak natlenienie przy dnie wpływa na ilość i formę P w osadach?
- dobre natlenienie -> tlenowa remineralizacja b. wydajna niż beztlenowa, mniej P zostaje w formie org.; małe C:P, fosforany wiązane przez hydroksytlenki
- ograniczony tlen/warunki beztlenowe -> większa część P odkładana w formie związanej z m.org., Fe(III) redukuje się do Fe(II) przez co zmniejsza się zdolność osadu do wiązania P, większy strumień z osadów do wody naddennej
Jony fosforanowe w wodach o odczynie obojętnym/słabo zasadowym, zasobnym w węglan wapnia:
będą reagować z jonami Ca i Mg z utworzeniem trudno rozp. fosforanów.
