फास्फोरस चक्र: विशेषताओं, चरणों, परिवर्तनों, महत्व - जीवविज्ञान - 2025

फास्फोरस चक्र जलमंडल, स्थलमंडल, रहने वाले जीवों, और वातावरण के माध्यम से भंडारण और इस तत्व का प्रचलन है। यह एक तलछटी-प्रकार जैव-रासायनिक चक्र है जिसका भंडारण चरण मुख्य रूप से समुद्री तट पर होता है।

जल, वायु और जीवित जीवों के क्षरण की क्रिया के लिए फॉस्फेट चट्टानों के संपर्क में आने से चक्र शुरू होता है। जब चट्टान पहनता है, तो यह फॉस्फेट को ले जाने वाले कणों को टुकड़े करता है और ढोता है, जिन्हें मिट्टी में शामिल किया जाता है या पानी के शरीर में खींच लिया जाता है।

पूरा फास्फोरस चक्र। स्रोत: नासा अर्थ साइंस एंटरप्राइज / सीसी बीवाई-एसए (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) द्वारा बोनीनेमफ इनकॉर्पोरेट काम करते हैं

फास्फोरस अपनी जड़ों के माध्यम से पौधों द्वारा फॉस्फेट के रूप में अवशोषित किया जाता है और आपके शरीर में एकीकृत होता है और चयापचय में उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, यह चक्र के भूवैज्ञानिक चरण से जैविक चरण तक गुजरता है जहां यह भोजन या ट्रॉफिक जाले से घूमता है।

यह चरण तब शुरू होता है जब शाकाहारी जानवर पौधों का सेवन करते हैं और उनसे फास्फोरस प्राप्त करते हैं। यह तत्व तब मांसाहारियों को जाता है, जो शाकाहारी जीवों को खिलाते हैं और मलमूत्र के माध्यम से मिट्टी में लौटते हैं या जब जीव मर जाते हैं और सड़ जाते हैं।

दूसरी ओर, फॉस्फेट के रूप में फास्फोरस झीलों और महासागरों में खींचा जाता है, इसके हाइड्रोलॉजिकल चरण में गुजरता है। इसके अलावा, पानी में घुलने वाले फॉस्फेट जैविक अवस्था में पास हो जाते हैं, जब वे फाइटोप्लांकटन द्वारा अवशोषित हो जाते हैं और समुद्री खाद्य पदार्थों में प्रवेश करते हैं।

इसके बाद, फॉस्फोरस को जीवित प्राणियों के मलमूत्र या अपघटन के माध्यम से जारी किया जाता है और फिर से हाइड्रोलॉजिकल चरण में एकीकृत किया जाता है। इस चरण में, यह समुद्र की धाराओं के साथ घूम सकता है या समुद्र तल के तलछट पर बस सकता है।

जब फॉस्फोरस सीबेड में जाता है, तो तलछट की परतें जम जाती हैं और निचली परतें बड़ी गहराई पर दब जाती हैं। यहां उच्च दबाव और तापमान का उत्पादन होता है जो फॉस्फोरस से भरपूर नई चट्टान का निर्माण करता है जिसे चक्र को जारी रखने के लिए फिर से उजागर किया जाएगा।

इस चक्र को मानव गतिविधि द्वारा बदल दिया जा सकता है, जो कि पर्यावरण को प्रदूषित करने वाले फास्फोरस की अतिरिक्त मात्रा को शामिल करने के कारण होता है।

विशेषताएँ

मैच

यह एक गैर-धातु रासायनिक तत्व है जिसे प्रतीक पी द्वारा दर्शाया गया है और जो प्रकृति में शुद्ध नहीं है क्योंकि यह जल्दी से ऑक्सीकरण करता है। जब यह प्रक्रिया होती है, तो यह ऊष्मा ऊर्जा जारी करती है और प्रकाश उत्पन्न करती है, यही कारण है कि इसे ग्रीक में फॉस्फोर (प्रकाश का वाहक) का नाम दिया गया।

प्रकृति में यह अकार्बनिक फॉस्फोरस अणुओं के रूप में या जीवित जीवों के हिस्से के रूप में पाया जाता है।

आपका चक्र

फास्फोरस चक्र एक अवसादी जैव-रासायनिक चक्र है जो पानी, कार्बन, कैल्शियम, लोहा और एल्यूमीनियम के चक्र से निकटता से संबंधित है। इसे तलछटी कहा जाता है क्योंकि इसके अधिकांश भंडार समुद्री तलछट में और पृथ्वी की पपड़ी के फॉस्फेट चट्टानों में हैं।

प्रदर्शनी

फॉस्फेट चट्टानें जो पृथ्वी की गहराई में बनती हैं, वे टेक्टोनिक प्लेटों के आंदोलनों द्वारा पृथ्वी की सतह पर ले जाती हैं। जब ऐसा होता है, तो वे भौतिक एजेंटों जैसे कि बारिश और हवा, साथ ही साथ जैविक लोगों की कार्रवाई के संपर्क में होते हैं।

फॉस्फेट रॉक। स्रोत: डेविड स्टेनली नानाइमो, कनाडा / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)

फास्फोरस को अपने भूमिगत भंडारण से मुक्त करने का दूसरा तरीका ज्वालामुखी गतिविधि के माध्यम से है, जो टेक्टोनिक आंदोलनों के कारण भी है।

कटाव

चूंकि फॉस्फेट चट्टानें पृथ्वी की सतह पर बाहरी वातावरण के संपर्क में हैं, इसलिए अपरदन की प्रक्रिया होती है। इस प्रकार, चट्टान को तापमान, बारिश, हवा और जीवित प्राणियों की क्रिया में अंतर से दरार और खंडित किया जाता है, और फास्फोरस मिट्टी का हिस्सा बन जाता है या अन्य साइटों पर चला जाता है।

ट्रांसपोर्ट

मुख्य इरोसिव एजेंट पानी है, जो फास्फोरस को लिथोस्फीयर में अन्य बिंदुओं और अंत में महासागरों में स्थानांतरित करता है।

जैविक अवशोषण और विमोचन

मिट्टी में अधिकांश फास्फोरस अघुलनशील रूप में होता है और इसलिए पौधों द्वारा इसका उपयोग नहीं किया जा सकता है। यह फॉस्फर मिट्टी के कणों, लोहे और एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड्स या कैल्शियम, फेरिक या अन्य फॉस्फेट के रूप में पालन किया जाता है।

इस प्रकार, एक हेक्टेयर मिट्टी में 2 से 10 टन फॉस्फोरस हो सकता है, लेकिन पौधे केवल 3 से 15 किलोग्राम का उपयोग कर सकते हैं। घुलनशील फॉस्फोरस जड़ों के माध्यम से अवशोषित होता है और पौधे के शरीर में गुजरता है जहां इसका उपयोग विभिन्न में किया जाता है। चयापचय की प्रक्रिया।

फास्फोरस पौधों की संरचना में एकीकृत होता है, जिससे प्रोटीन, एटीपी, डीएनए और अन्य अणु बनते हैं। इसी प्रकार, जब यह समुद्री जल में घुल जाता है, तो यह महासागरों में फाइटोप्लांकटन द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है।

फॉस्फोरस ट्रॉफिक श्रृंखलाओं का हिस्सा बन जाता है जब पौधों और फाइटोप्लांकटन का उपयोग जड़ी-बूटियों द्वारा किया जाता है और ये मांसाहारी द्वारा। बाद में, यह जीवित जीवों से या तो उनके उत्सर्जन के माध्यम से या जब वे मर जाते हैं तब से जारी किया जाता है।

तलछट और संचय

समुद्रों में फास्फोरस समुद्री तल पर जमा हो जाता है, तलछट का हिस्सा बन जाता है जो क्रमिक परतों में जमा हो जाएगा।

पृथक्करण और भंडारण

चट्टानों का निर्माण तब होता है जब पृथ्वी की पपड़ी के सबसे गहरे हिस्सों में तलछट उच्च दबाव और तापमान (लिथिफ़िकेशन) के अधीन होती है। यह इसलिए होता है क्योंकि ऊपरी तलछट का वजन कम लोगों को कॉम्पैक्ट करने का कारण बनता है।

चट्टानों को बनाने वाले कणों को ऑक्साइड, सिलिका और अन्य पदार्थों के क्रिस्टलीकरण के लिए एक साथ रखा जाता है, एक प्रक्रिया जिसे सीमेंटेशन के रूप में जाना जाता है। इस तरह, तथाकथित तलछटी चट्टानें बनती हैं, जिनमें फॉस्फोराइट होता है, जिसमें 20-30% फॉस्फेट होते हैं।

यदि तलछटी चट्टानों को उच्च तापमान और दबाव की प्रक्रियाओं के अधीन किया जाता है, तो वे भंग हो जाते हैं, मेटामॉर्फिक और आग्नेय चट्टानों (18%) का हिस्सा बनते हैं। चूना पत्थर चट्टानों में भी फॉस्फेट 0.18% तक और यहां तक ​​कि बलुआ पत्थर चट्टानों में 0.27% तक होते हैं।

समय चक्र

एक फास्फोरस अणु जिस गति से चक्र पूरा करता है, उस पर निर्भर जलाशय के प्रकार पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, तटीय जल में, हर 9 महीने में एक फॉस्फोरस का अणु जुटाया जा सकता है और गहरे समुद्री तलछट में 11,000 से अधिक साल लग सकते हैं।

फॉस्फोरस चक्र के चरण

फास्फोरस की सबसे बड़ी रीसाइक्लिंग जीवित जीवों और पानी या मिट्टी के बीच होती है जो पारिस्थितिकी तंत्र के प्रकार पर निर्भर करती है। यह तीन चरणों से गुजरता है, जो हैं:

- भूवैज्ञानिक

चक्र के इस चरण में सबसे महत्वपूर्ण फॉस्फोरस भंडार समुद्री तलछट और मिट्टी में पाए जाते हैं। यह सबसॉइल के फॉस्फेट चट्टानों में और सीबर्ड्स (गुआनो) के उत्सर्जन में भी मौजूद है।

फॉस्फेट चट्टानें समुद्री तलछट से बनती हैं, जो अवसादी चट्टानें हैं जिनमें 30% फॉस्फेट होते हैं। जब वे मिटते हैं, तो फॉस्फेट मिट्टी का हिस्सा बन जाते हैं।

इसी तरह, मिट्टी और चट्टान का क्षरण फॉस्फेट को जल निकायों में ले जाता है और समुद्र तक पहुंचता है, जहां वे समुद्री जीवों द्वारा अवशोषित होते हैं। दूसरी ओर, मिट्टी में फॉस्फेट की अपेक्षाकृत कम मात्रा पानी में घुल जाती है और पौधों द्वारा अवशोषित कर ली जाती है।

- हाइड्रोलॉजिकल

फॉस्फोरस चक्र का हाइड्रोलॉजिकल चरण मुख्य भूमि के साथ और जलीय दुनिया में रहने वाले जीवों के साथ एक स्थायी विनिमय बनाए रखता है। फास्फोरस की सबसे बड़ी मात्रा गहरे समुद्र के पानी में भंग फॉस्फेट के रूप में पाई जाती है।

सतही जल में मौजूद फास्फोरस जीवित जीवों द्वारा अवशोषित होता है और इसलिए जैविक अवस्था का हिस्सा बन जाता है।

टिकट

यह अनुमान है कि लगभग 10 मिलियन टन फास्फोरस सालाना जल निकायों में प्रवेश करते हैं। यह मुख्य रूप से वर्षा जल से अपवाह द्वारा जल धाराओं द्वारा खींचे गए हाइड्रोलॉजिकल चरण में प्रवेश करता है।

इस तरह यह नदियों और वहाँ से झीलों और महासागरों तक पहुँचता है, साथ ही वायुमंडलीय धूल से एक छोटा प्रतिशत जो महासागरों या पानी के अन्य निकायों में जमा होता है।

प्रसार

फास्फोरस महासागरों में विशेष रूप से ठंडी निचली परतों में फैलता है, हालाँकि ऊपर के क्षेत्रों में यह सतह तक पहुँच जाता है। अपवेलिंग ऐसे क्षेत्र हैं जहां गहरे ठंडे पानी बढ़ते हैं, फॉस्फेट और अन्य पोषक तत्व ले जाते हैं।

इन क्षेत्रों में, फॉस्फेट की उपलब्धता प्रचुर मात्रा में है, जो फाइटोप्लांकटन के विकास का पक्षधर है जो बड़ी संख्या में मछलियों को आकर्षित करता है जो उस पर फ़ीड करते हैं।

प्रस्थान

चूंकि फास्फोरस महासागर में वाष्पशील यौगिकों (गैसों) का निर्माण नहीं करता है, इसलिए इसका सीधे वायुमंडल से आदान-प्रदान नहीं किया जा सकता है। इसलिए, हाइड्रोलॉजिकल चरण से एकमात्र निकास रॉक गठन या मछली पकड़ने (समुद्री पक्षियों या मानव कार्रवाई द्वारा) हैं।

पहले मामले में, फास्फोरस समुद्र में या जीवों के मलमूत्र या मृत शरीर से भंग हो जाता है, समुद्र में जमा होता है। समय के साथ, इन तलछटों को अन्य परतों द्वारा कवर किया जाता है और फॉस्फेट चट्टानों के रूप में समेकित किया जाता है जो बाद में पृथ्वी की सतह के संपर्क में आएंगे।

अपने हिस्से के लिए, समुद्री पक्षी मछली का उपभोग करते हैं और फॉस्फोरस को अपने मलमूत्र (गुआनो) के माध्यम से या मरने के द्वारा भूमि पर ले जाते हैं। जबकि मानव मछली पकड़ने के माध्यम से समुद्रों से बड़ी मात्रा में फास्फोरस निकालता है क्योंकि मछली की हड्डियां इस तत्व के 35% से बनती हैं।

- जैविक

एक बार जब फॉस्फोरस ट्रॉफिक श्रृंखला या खाद्य श्रृंखला में प्रवेश करता है, तो यह फॉस्फोरस चक्र के जैविक चरण का हिस्सा होता है। यह तब शुरू होता है जब फॉस्फेट पौधों द्वारा या फाइटोप्लांकटन द्वारा अवशोषित होते हैं, प्रोटीन और अन्य महत्वपूर्ण अणु बनाते हैं।

फॉस्फोरस तब फैलता है जब पौधों और फाइटोप्लांकटन का उपयोग शाकाहारी और इन मांसाहारी द्वारा किया जाता है। यह तब उत्सर्जन के माध्यम से और बैक्टीरिया और कवक द्वारा मृत जीवों के शरीर के अपघटन के माध्यम से चलता है।

यद्यपि जैविक चरण में फास्फोरस की मात्रा अपेक्षाकृत कम है, यह एक मौलिक भूमिका निभाता है। इस प्रकार, एक जीवित प्राणी के शरीर में कुल फास्फोरस का लगभग 80% हाइड्रॉक्सीपैटाइट (Ca5 (PO4) 3 OH) से बना होता है।

यह खनिज लगभग 70% कशेरुक हड्डियों का गठन करता है और दाँत तामचीनी भी इस फॉस्फेट खनिज के उच्च अनुपात से बना है।

प्रस्थान

इस चरण से, फॉस्फोरस जीवों की मृत्यु या उनके उत्सर्जन के माध्यम से, हाइड्रोलॉजिकल और भूवैज्ञानिक चरणों की ओर अपना चक्र जारी रखता है। इसी तरह, मानव फास्फोरस चक्र में हस्तक्षेप करते हैं, इसे औद्योगिक कच्चे माल के रूप में या उर्वरक के रूप में उपयोग करने के लिए भूमि और समुद्र से निकालते हैं।

मछली से बनी हुई खाद

जैविक चरण से फास्फोरस का एक महत्वपूर्ण स्रोत सीबोरोड का उत्सर्जन होता है, जिसे गुआनो कहा जाता है, जिसमें लगभग 4% फॉस्फेट होते हैं।

गुआन संचय। स्रोत: सिडनी, ऑस्ट्रेलिया / CC BY से एलेक्स प्रिमोस (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)

मछली खाने वाले समुद्री पक्षी बड़े तटीय उपनिवेश बनाते हैं और उनका उत्सर्जन उनके आवासों में भारी मात्रा में होता है। ये मलमूत्र विशेष रूप से फॉस्फेट में समृद्ध हैं और मनुष्यों द्वारा उर्वरक के रूप में उपयोग किया गया है।

बदलाव

मानव गतिविधि के कारण फास्फोरस चक्र का मूलभूत परिवर्तन इसकी त्वरण है। फास्फेट अपशिष्ट जल में मुख्य प्रदूषकों में से एक हैं, जो फास्फोरस चक्र में अतिरिक्त मात्रा में पारिस्थितिकी प्रणालियों को शामिल करके परिवर्तन का कारण बनता है।

eutrophication

ट्राईसोडियम फॉस्फेट को शामिल करने वाले डिटर्जेंट के उपयोग के कारण फॉस्फेट को मल में शामिल किया जाता है। ये यौगिक जब पानी के साथ संयुक्त होते हैं, तो जीवित प्राणियों द्वारा आत्मसात कर फॉस्फेट बनाते हैं।

Eutrophication। स्रोत: एफ। लामीट (खुद का काम) / सीसी बाय-एसए (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

जैसे ही बड़ी मात्रा में इन आत्मसात करने वाले फॉस्फेट में प्रवेश होता है, शैवाल और जलीय पौधों की आबादी काफी बढ़ जाती है। यह पारिस्थितिक असंतुलन पानी में घुलित ऑक्सीजन का सेवन समाप्त कर देता है, जिससे मछलियों और अन्य जीवों की मृत्यु हो जाती है।

पानी की गुणवत्ता

पानी में फॉस्फेट की अधिकता मानव उपभोग के लिए इसकी गुणवत्ता को प्रभावित करती है, इस प्रकार ताजे पानी के स्रोतों को कम करती है।

महत्त्व

जीवन के लिए आवश्यक

फास्फोरस एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) का एक केंद्रीय हिस्सा है, जो अणु है, जिसके माध्यम से ऊर्जा कोशिकाओं में संग्रहीत और संचारित होती है। दूसरी ओर, डीएनए (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड), जो आनुवंशिक जानकारी के प्रसारण के लिए जिम्मेदार अणु है, इसमें एक फॉस्फेट समूह शामिल है।

आहार और स्वास्थ्य

फास्फोरस स्वास्थ्य के लिए एक आवश्यक तत्व है, यह ध्यान में रखते हुए कि यह शरीर में बहुतायत में दूसरा है। यह दांतों और हड्डियों का एक मौलिक घटक है, जो बी कॉम्प्लेक्स विटामिन से संबंधित है।

इसके अलावा, यह गुर्दे, मांसपेशियों (हृदय सहित) और तंत्रिका तंत्र (तंत्रिका संकेतों) के कामकाज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

उद्योग के लिए कच्चा माल

उद्योग में फॉस्फेट का उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए खाद्य उद्योग में वे एंटीकाकिंग एजेंटों और स्टेबलाइजर्स के रूप में उपयोग किए जाते हैं। फास्फोरस माचिस, आतिशबाजी और प्रकाश संकेतों के निर्माण में एक प्रमुख घटक है।

इसी तरह, इसका उपयोग धातु मिश्र धातुओं, औद्योगिक तेलों के उत्पादन में किया जाता है और ट्राइसोडियम फॉस्फेट के रूप में इसका उपयोग डिटर्जेंट में किया जाता है।

उर्वरक

फास्फोरस उर्वरकों और कृषि में उपयोग किए जाने वाले उर्वरकों में एक महत्वपूर्ण घटक है, विशेष रूप से फसलों में फूलों को प्रेरित करने के लिए उपयोगी है। उर्वरकों का उत्पादन फॉस्फेट्स की मांग के लगभग 90% के लिए जिम्मेदार है।

कीटनाशक

कार्बनिक फॉस्फेट फॉस्फोरिक एसिड एस्टर के रूप में होते हैं और ज्यादातर मामलों में एक न्यूरोटॉक्सिक प्रभाव होता है, यही कारण है कि उन्हें कीटनाशक बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

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