Chu trình Photpho đóng vai trò quan trọng đối với các sinh vật sống vì nó là phương pháp duy nhất giúp thực vật và động vật tiếp cận được nguyên tố thiết yếu này. Bài viết này hãy cùng BIOGENCY tìm hiểu chi tiết hơn về chu trình Photpho.
Chu trình Photpho là gì?
Chu trình Photpho là chu trình sinh địa hoá mô tả sự biến đổi của Photpho trong đất, nước, vật chất hữu cơ. Sự biến đổi này chủ yếu dựa trên khả năng tan vào nước của một số loại muối Photphat, hoạt động của vi sinh, sinh vật và con người.
Chu trình Photpho diễn ra như thế nào?
Chu trình Photpho bắt đầu từ việc khai thác các muối Photpho trong thạch quyển dưới dạng Phosphat, sau khi tham gia vào quá trình chuyển hóa trong sinh quyển thì chúng quay trở về thủy quyển và thạch quyển.
Cụ thể, Photpho di chuyển qua đá, nước, đất, trầm tích và sinh vật, theo thời gian mưa và phong hoá khiến Photphat vô cơ được loại bỏ khỏi đá và tồn tại trong môi trường đất và nước. Thực vật lấy Phosphat vô cơ từ đất, nhờ sự chuyển hóa từ dạng vô cơ khó tiêu thành dễ tiêu bởi vi sinh vật; động vật lấy Photpho từ thực vật hoặc thức ăn của chúng. Khi ở trong thực vật hoặc động vật, Phosphat được kết hợp vào các phân tử hữu cơ.
Các Phosphat được hấp thụ bởi mô động vật thông qua tiêu thụ, cuối cùng trở lại đất qua quá trình bài tiết nước tiểu và phân. Khi thực vật hoặc động vật chết và phân rã thì Phosphat hữu cơ được đưa trở lại đất.
>>> Xem thêm: Xử lý Nitơ, Photpho khi không có bể Anoxic
Ý nghĩa của chu trình Photpho trong tự nhiên
Photpho (Phosphorus), còn được gọi dưới dạng muối của nó là Phosphate, được ký hiệu là P hay PO43-, là nguyên tố cần thiết cho mọi dạng sống, là thành phần thiết yếu của các quá trình như:
- Adenosine Triphosphate (ATP), giúp vận chuyển năng lượng hóa học trong tế bào để trao đổi chất (tức là hấp thu và vận chuyển chất dinh dưỡng).
- Axit deoxyribonucleic (DNA), là một axit nucleic chứa các chỉ dẫn di truyền được sử dụng trong quá trình phát triển và hoạt động của tất cả các sinh vật sống.
- Axit ribonucleic (RNA) quan trọng cho quá trình tổng hợp protein ở thực vật và động vật.
Photpho (P) tồn tại trong đất dưới dạng các hợp chất P vô cơ và hữu cơ. Hầu hết các loại đất đều chứa lượng P tổng số tương đối thấp và chỉ một phần nhỏ trong tổng Photpho được cây trồng sử dụng. Phần đa các hợp chất P trong đất có độ hòa tan trong nước thấp. Khi vào dung dịch đất, P hòa tan di chuyển chủ yếu bằng khuếch tán.
Chu trình photpho đóng vai trò quan trọng trong sự hình thành và phát triển của tế bào. Bên cạnh việc tạo ra các phân tử sinh học, Photpho cũng được tìm thấy trong xương và men răng của động vật có vú.
Hầu hết Photpho tồn tại dưới dạng vô cơ trong đất, đá và trầm tích là những dạng khó tiêu và thực vật không dễ hấp thụ. Chu trình photpho diễn ra sự biến đổi của Photpho vô cơ thông qua sự chuyển hóa nhờ vi sinh vật. Nhờ đó, các dạng Photpho khó tiêu được chuyển hoá để thực vật dễ hấp thụ, từ đó mang lại nhiều lợi ích trong trồng trọt, nông nghiệp.
Nồng độ Photpho quá mức gây hiện tượng phú dưỡng:
Không thể phủ nhận Photpho có lợi cho nhiều quá trình sinh học, nhưng nồng độ Photpho vượt mức cho phép sẽ gây ô nhiễm, điển hình là gây ra hiện tượng phú dưỡng.
Phosphat kích thích sinh vật phù du và thực vật phát triển quá mức, chúng tiêu thụ một lượng lớn oxy hòa tan, ngăn chặn ánh sáng mặt trời, làm chết cá, động vật thuỷ sinh. Nguyên nhân khiến lượng Photpho cao bắt nguồn từ sự can thiệp không hợp lý của con người vào chu trình Photpho như:
- Chặt phá rừng, khi rừng bị chặt hoặc bị đốt cháy, các chất dinh dưỡng ban đầu được lưu trữ trong thực vật và đá nhanh chóng bị cuốn trôi bởi những cơn mưa lớn, khiến đất trở nên cằn cỗi.
- Sử dụng phân bón quá mức (nhất là phân lân), cây trồng thường không thể hấp thụ tất cả phân bón trong đất, gây ra dòng phân bón dư thừa và làm tăng lượng photphat trong sông và các vùng nước khác.
- Xả thải nước thải chưa qua xử lý (chăn nuôi, sinh hoạt, công nghiệp,…) ra môi trường gây ra sự ô nhiễm cho các nguồn nước, làm cho sinh khối tảo thích nghi tăng nhanh, rồi chết gây ra màu nước xanh do sự phân hủy của tảo, tạo ra mùi khó chịu và một số chất độc, làm giảm hàm lượng oxy của nước một cách nghiêm trọng, gây chết cá, tôm,…
Như vậy có thể thấy, chu trình Photpho trong tự nhiên đóng vai trò quan trọng đối với sự hình thành, phát triển của tế bào, đóng vai trò quan trọng trong nông nghiệp. Tuy nhiên nếu lượng photpho dư thừa trong tự nhiên cao lại là nguồn gây ô nhiễm, tiềm ẩn nhiều mối nguy hại cho con người và môi trường.
>>> Xem thêm: Xử lý Photpho trong nước thải qua 2 phương pháp
