Fosforul - compusii naturali ai fosforului, implicatiile cresterii concentratiei compusilor fosforului

Fosforul

1. Compusii naturali ai fosforului

Compusii naturali de fosfor se caracterizeaza prin solubilitate si volatilitate scazuta, astfel fluxurile geochimice a acestor compusi sunt dependente de transferul in suspensie a solidului de catre rauri in oceane si transferul prafului in atmosfera, (Fig. 6.7).

Fig 6.7 Ciclul fosforului

Fosforul este prezent in cea mai mare parte in ionul PO₄ ^3- legat de cationi insolubili anorganici sau ca si component al moleculelor organice. Compusii tipic anorganici sunt: apatitul Ca₅(PO₄)₃F,OH, fosfatul de calciu Ca₃(PO₄)₂, aluminiu fosfat (AlPO₄) si fier (Fe³⁺) fosfat Fe(PO₄). Fosforul este un constituent esential al energiei moleculelor ATP, ADP si AMP si al moleculelor purtatoare de informatie genetica AND, ARN.

Fosforul este un compus esential al tuturor organismelor vii si este adesea factorul limita in fertilitatea solurilor si in ecosistemele acvatice. Solubilitatea scazuta a compusilor anorganici limiteaza disponibilitatea lui ca si element nutritiv.

Compozitia mineralelor fosfatice este mult mai complexa decat cea exprimata prin formula chimica datorata gradului ridicat de substitutii izomorfe intre cationii majori Ca²⁺, Al³⁺, Fe²⁺ si Fe³⁺ si elementele urma (As, Cd, Cr, Hg, Pb, U). Fosforul adaugat ca si fertilizator este rapid imobilizat prin formarea compusilor anorganici si aceasta sugereaza ca fosforul solubil migreaza rareori mai mult de 2 sau 3 cm din granulele de fertilizator. Concentratia fosforului in apa raurilor si a lacurilor este scazuta (60ppb). Fosforul este transportat in oceane sub forma de particule si sedimente in suspensie. O mare parte din aceste sedimente in suspensie provin din cresterea eroziunii cauzata de defrisarile masive si de activitatea extensiva agricola. Cresterea concentratiei fosforului dizolvat (in apa) se datoreaza deseurilor si fosfatilor solubili folositi ca detergenti. Grupul anionic fosfat (PO₄^3-) si formele sale (HPO₄)^2- si (H₂PO₄)^- au in general o solubilitate scazuta. Ionul trifosfat P₃O₁₀^5- are o solubilitate mai mare. Polifosfatii sunt adaugati la detergentii organici legati de ionii de Ca²⁺ si Mg²⁺ formand complecsi polifosfati insolubili. Actiunea acestora previne formarea carbonatilor insolubili cu cresterea temperaturii sau a pH-ului apei. In final este important pentru ca detergentii organici lucreaza mult mai eficient in conditii alcaline. Polifosfatii actioneaza ca si tampon ajutand la stabilizarea pH-ului prin reactia cu componentii acizi intalniti in timpul procesului de spalare. Fosfatii reziduali solubili in corpurile de apa favorizeaza cresterea algelor fotosintetice in special in lacuri. Concentratia fosforului in apa descreste, fiind acumulat in biomasa si apoi intra in componenta sedimentelor dupa moartea vetuitoarelor si se fixeaza in partile superioare ale corpurilor de apa. Apoi sunt remobilizati in coloane de apa ca si compusi organici sau sunt imobilizati ca si compusi anorganici cu Fe²⁺, Fe³⁺, Al³⁺, Ca²⁺.

2. Implicatiile cresterii concentratiei compusilor fosforului in apele de suprafata (Eutroficarea)

Fenomenul de imbogatire a corpurilor de apa cu substante nutritive datorate excesului de fosfati si nitrati poarta denumirea de eutroficare.

Lacurile sunt situri mai favorabile pentru cresterea excesiva a biomasei (alge - albastre - verzi) decat apele curgatoare, (izvoare, rauri). In lacuri nivele de nitrati si de fosfati sunt adesea scazute datorita cresterii algelor. Aditia in apele lacurilor a fosfatilor solubili proveniti din excesul de fertilizatori permite dezvoltarea in masa a algelor care impiedica transmisia luminii cu adancimea, in apa. Cand algele mor oxigenul este indepartat din organismele putrezite.