Кругообіг фосфору

Фосфор - один з найважливіших хімічних елементів, що беруть участь у розвитку живих організмів. Він входить до складу протоплазми і більшості тварин і рослинних білків. Людині фосфор життєво необхідний для повноцінного розвитку органів і тканин, а також для забезпечення нормальної роботи мозку. Недарма академік А. Е. Ферсман назвав його елементом життя і думки.

Кругообіг фосфору в біосфері складається з кількох головних ланок - це гірські породи, грунт, рослини і тварини організми. Джерелом більшості фосфоровмісних сполук у природі є мінерал апатит, до складу якого входить від 5 до 36% оксиду фосфору. Кристалики апатиту зустрічаються в магматичних породах і в місцях їх контакту з осадовими. Значні запаси цього мінералу виявлені в Бразилії та Норвегії, а найбільше родовище знаходиться в Хибинах (Кольський півострів).

У процесі вивітрювання, що відбувається під впливом атмосферних умов, ґрунтових кислот, живих організмів, апатити руйнуються і залучаються до біохімічний круговорот фосфору, що охоплює біо-, гідро- і літосферу.

Рослини поглинають з розчинених фосфатів аніони фосфорної кислоти і накопичують елемент головним чином в генеративних органах - плодах і насінні. Різні частини рослин вживають в їжу тварини і люди, і круговорот фосфору продовжується.

У будь-якому тваринному організмі постійно відбуваються фізіологічні процеси, пов`язані з розщепленням, синтезом та іншими хімічними перетвореннями фосфоровмісних сполук. У ссавців цей елемент міститься в білках крові, молока, нервової, кісткової і мозкової тканин. Також він присутній у складі нуклеїнових кислот - сполук, що беруть участь у процесах передачі спадкової інформації. Після загибелі тварин організмів круговорот фосфору замикається - елемент повертається в літосферу, випадаючи з біохімічного циклу. За певних умов (наприклад, при різкій зміні кліматичних умов, при коливаннях солоності, температури, кислотності води та ін.) Відбувається масова загибель організмів і скупчення їх залишків на морському дні. У результаті формуються нові родовища фосфоровмісних гірських порід осадового походження (наприклад, фосфоритів). З часом органогенні породи - біоліти - стають новим джерелом цього елемента в біогенному циклі.

Як і у всі кругообіг речовин у природі, в даний процес енергійно втручається людина. Фосфор і його сполуки використовуються в металургії, хімічній промисловості, при виробництві миючих засобів, сірників і лікарських препаратів. Але головним споживачем фосфатів є сільське господарство. Цей елемент необхідний рослинам для повноцінного цвітіння і плодоношення, він підвищує зимостійкість і бере участь у розвитку кореневої системи. Але на окультурених грунтах запас фосфору поступово виснажується, у зв`язку з чим виникає необхідність внесення добрив, для виробництва яких використовуються всі ті ж фосфорити і апатити.

Таким чином, в круговорот фосфору включаються нові ланки антропогенного характеру - промисловість і сільське господарство. Діяльність людини спрямована на збільшення концентрації цього елемента у навколишньому середовищі. Це явище, назване вченими фосфатизації суші, відбувається за рахунок вилову морепродуктів і видобутку фосфоровмісних корисних копалин з подальшим використанням у різних галузях агропромислового комплексу. Найбільш інтенсивно фосфатування розвивається в промислово розвинених регіонах з високою щільністю населення. У малонаселених областях і в районах видобутку апатитів і фосфоритів спостерігається, навпаки, дефосфатізація.