Круговорот фосфора. 
Экология

Особенностью цикла фосфора является то, что его перенос происходит только в системе «почва — вода», т. е. в цикле фосфора нет летучих (газообразных) соединений. Таким образом, атмосфера не участвует в цикле фосфора ни на одном из этапов. Кроме того, редуценты переводят фосфор из органической формы в неорганическую, не окисляя его. В этом случае возможна утрата фосфора из обменного фонда вследствие его захоронения в глубоких слоях литосферы. Фосфор, как правило, поступает к продуцентам из литосферы, поэтому его распределение по земной поверхности крайне неравномерно (проблема транспорта веществ). Его слишком много в североамериканских и европейских почвах, некоторых дельтах рек, однако недостаточно в почвах тропиков, Южной Америки, Сахары и в открытом океане. Человек решает эту проблему через промышленное производство удобрений.

Рис. 4.4. Техногенный круговорот углерода.

Фосфор очень важен для жизни, гак как является строительным материалом для нуклеиновых кислот, белков и липидов. Он также входит в состав аденозингрифосфата (АТР) и никотинамидаденозиндинуклеогидфосфата (NADP) — молекул, которые преобразуют энергию в органических системах. При фотосинтезе растения используют АТР и NADP, чтобы превратить солнечную энергию, атмосферный углекислый газ и воду в сахар и кислород.

Больше всего фосфора встречается в горных породах, где он входит в состав минералов, в которых он обычно встречается в виде фосфатов (один атом фосфора связан с четырьмя атомами кислорода). Процессы природного выветривания выщелачивают фосфор из горных пород, и тот попадает в почву, где используется и рециркулируется растениями и бактериями. В итоге фосфор попадает по водотокам в океаны и осаждается там в виде океанических отложений (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Цикл фосфора.

Возвращение фосфора на сушу крайне затруднено. Основную роль в этом процессе играют птицы, питающиеся морской рыбой. Скелеты рыб весьма богаты соединениями фосфора. Морские птицы, питаясь рыбой, переносят большие массы соединений фосфора обратно на сушу. Большую известность получили в связи с этим чилийские запасы гуано — птичьего помета. Эти запасы столь велики, что Чили ежегодно экспортирует их в качестве удобрения во многие страны.

Хотя фосфор и является необходимым элементом на Земле, но избыточное его количество может быть вредно. Избыточное содержание фосфора в удобрениях, детергентах и других антропогенных источниках делает процесс его попадания в озера и прибрежные воды необратимым, выщелачивание и эрозия вызывают массовое цветение морских водорослей, которые влияют на вкус и чистоту питьевой воды. Кроме того, когда морские водоросли отмирают, то они в массовых количествах погружаются на дно и окисляются (разлагаются), используя растворенный в воде кислород. При этом создаются условия, непригодные для жизни рыб.

Недостаток фосфора также несет проблемы. В бедных, выветренных грунтах и в океанических экосистемах растения имеют достаточное количество нитратов, но часто испытывают дефицит фосфора. Активная аграрная политика в сельскохозяйственных странах может сильно истощить запасы фосфора в почвах, в то время как малоплодородные почвы удерживают пригодные для растений фосфаты. Большинство фосфорных удобрений получено из фосфоритов, которые относятся к невозобиовляемым ресурсам. Органические удобрения могли бы заменить этот источник фосфора, однако необходимо знать формы существования фосфора в природе и временной период его рециркуляции.