logo
Скрипко

Земная кора

Осадочная оболочка 311 000

Гранитный слой континентального блока 6 330 000

По содержанию в организме человека (0,95 %) фосфор относится к макроэлементам. Фосфор – элемент-органоген (основу живых систем составляют только шесть элементов: С, Н, О, N, P, S, получивших название органогенов; эти элементы составляют в организме 97,4 %) и играет исключительно важную роль в обмене веществ. В форме фосфата фосфор представляет собой необходимый компонент внутриклеточной АТФ. Он входит в состав белков (0,5 - 0,6 %), нуклеиновых кислот, нуклеотидов и других биологически активных соединений. Фосфор является основой скелета животных и человека (кальций ортофосфат, гидроксил- апатит), зубов (гидроксилапатит, фтороапатит).

Многие реакции биосинтеза осуществляются благодаря переносу фосфатных групп от высокоэнергетического акцептора к низкоэнергетическому. Фосфатная буферная система является одной из основных буферных систем крови

(H2PO4-  H+ + HPO42-).

Живые организмы не могут обходиться без фосфора. Значение фосфора состоит и в том, что сахара и жирные кислоты не могут быть использованы клетками в качестве источников энергии без предварительного фосфорилирования.

Круговорот фосфора в биосфере связан с процессами обмена веществ в растениях и животных (рис. 35).

Рис. 35. Глобальный цикл фосфора в биосфере (по ДиVigneaud, 1974)

Резервуаром фосфора является минеральная часть литосферы. Основными источниками неорганического фосфора являются изверженные породы (апатиты) или осадочные породы (фосфориты). Из пород неорганический фосфор вовлекается в циркуляцию выщелачиванием и растворением в континентальных водах. Попадая в экосистемы суши, почву, фосфор поглощается растениями из водного раствора в виде неорганического фосфат-иона (PO43-) и включается в состав различных органических соединений, где он выступает в форме органического фосфата. По пищевым цепям фосфор переходит от растений к другим организмам экосистемы. Химически связанный фосфор попадает с остатками растений и животных в почву, где вновь подвергается воздействию микроорганизмов и превращается в минеральные ортофосфаты, а в дальнейшем происходит повторение цикла.

В водные экосистемы фосфор переносится текучими водами. Реки непрерывно обогащают фосфатами океаны. В соленых морских водах фосфор переходит в состав фитопланктона, в последующем накапливаясь в тканях морских животных, например рыб. Отмершие остатки организмов приводят к накоплению фосфора на разных глубинах. Отсюда следует, что фосфор, попадая в водоемы, насыщает, а нередко и перенасыщает их экосистемы. Частичный возврат фосфатов на сушу связан с поднятием земной коры выше уровня моря. Определенное количество фосфора переносится на сушу морскими птицами, а также благодаря рыболов- ству.

В почвах и породах широко распространено явление фиксации фосфора. Фиксаторами фосфора являются гидроксиды железа, марганца, аммония, глинистые минералы (особенно группы каолинита). Повышенная кислотность среды, образование Н2СО3 способствуют десорбции фосфора и усилению миграции фосфорных соединений. В восстановительной среде образуются соединения фосфора с двухвалентным железом и это тоже способствует выносу фосфора из почвы. Миграция фосфора возможна и за счет таких явлений, как водная и ветровая эрозия.

Соединения фосфора, как и азота, являются важнейшими минеральными удобрениями почв в современном земледелии. Дефицит фосфора для растений объясняется низкой физиологической доступностью его нерастворимых соединений и особенно необратимой фиксацией в почве самого фосфора.

Укажите характерные особенности глобального цикла фосфора…

[1] фосфор в отличие от других биофильных элементов в процессе миграции не образует газовой формы;

[2] присутствие постоянно действующего геохимического потока, возвращающего крупные массы элемента на сушу;

[3] глобальный цикл фосфора является наименее замкнутым по сравнению с углеродом, серой, азотом, водородом, кислородом;

[4] «фосфор – наиболее слабое звено в жизненной цепи, которая обеспечивает существование человека» (П. Дювиньо).