Aquela ultima imagem ali... já descobri por que os Eua são ricos, tão matando a natureza de lá.

Porque a China não tem tantas áreas mortas então?

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O ciclo do fósforo

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O lento ciclo do fósforo através da biosfera. Como fertilizantes contendo fósforo podem causar zonas aquáticas mortas.

Principais pontos

O fósforo é um nutriente essencial encontrado nas macromoléculas humanas e de outros organismos, incluindo o $DNA$ ‍.
O ciclo do fósforo é lento. A maior parte do fósforo na natureza existe na forma de íon fosfato— ${PO}_{4}^{3 -}$ ‍.
O fósforo é frequentemente o nutriente limitante, ou o nutriente que é mais escasso, e assim limita o crescimento em ecossistemas aquáticos.
Quando o nitrogênio e o fósforo de fertilizantes são carregados por enxurradas para lagos e oceanos, eles causam eutrofização, o super crescimento de algas. As algas podem esgotar o oxigênio da água e criar uma zona morta.

Introdução

O fósforo é importante? Depende—você gosta de ter

DNA

, membranas celulares ou ossos em seu corpo? Dica: a resposta é provavelmente sim!

O fósforo é um nutriente essencial para organismos vivos. É uma parte chave dos ácidos nucleicos, como o

DNA

e os fosfolipídios que formam nossas membranas celulares. Como fosfato de cálcio, ele também forma os componentes de sustentação dos nossos ossos.

Na natureza, o fósforo é frequentemente o nutriente limitante—em outras palavras, o nutriente que possui menor oferta e limita o crescimento—e isso é particularmente verdade para ecossistemas aquáticos de água doce.

Ciclo natural do fósforo

O ciclo do fósforo é lento comparado a outros ciclos biogeoquímicos como os ciclos da água, carbono e nitrogênio.

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Na natureza, o fósforo é encontrado principalmente na forma de íons fosfato—

{PO}_{4}^{3 -}

. Compostos de fosfato são encontrados em rochas sedimentares, e como as rochas sofrem intemperismo—se desgastam ao longo do tempo—o fósforo que elas contêm lentamente lixivia para águas superficiais e solos. Cinzas vulcânicas, aerossóis e poeira mineral também podem ser fontes significativas de fosfato, embora o fósforo não tenha uma fase gasosa real, ao contrário de outros elementos como carbono, nitrogênio e enxofre.

Compostos de fosfato no solo podem ser incorporados por plantas e, a partir daí, serem transferidos para animais que comem essas plantas. Quando plantas e animais excretam resíduos ou morrem, os fosfatos podem ser incorporados por detritívoros ou retornar ao solo. Compostos que contêm fosfato também podem ser lixiviados por enxurradas para rios, lagos e oceanos, onde são incorporados por organismos aquáticos.

Quando compostos contendo fosfato de corpos ou resíduos de organismos marinhos afundam até o assoalho oceânico, eles formam novas camadas sedimentares. Por longos períodos de tempo, as rochas sedimentares que contêm fósforo podem ser removidas do oceano para a terra por processos geológicos chamados levantamentos tectônicos. No entanto, esse processo é bastante lento, e o íon fosfato tem um tempo de residência oceânica—tempo no oceano—médio de 20.000 a 100.000 anos.

Crédito da imagem: Biogeochemical cycles: Figure 5 por OpenStax College, Concepts of Biology, CC BY 4.0; modification of work by John M. Evans and Howard Perlman, USGS

Eutrofização e zonas mortas

A maior parte dos fertilizantes utilizados na agricultura—e gramados e jardins—contêm nitrogênio e fósforo, os quais podem ser carreados para ecossistemas aquáticos pelo escoamento superficial. Fertilizantes carreados em enxurradas podem causar crescimento excessivo de algas ou outros microrganismos que estavam previamente limitados pelo nitrogênio ou fósforo. Esse fenômeno é chamado eutrofização. Pelo menos em alguns casos, o fósforo, não o nitrogênio, parece ser a principal causa da eutrofização.

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Por que a eutrofização é prejudicial? Algumas algas fazem com que a água tenha um sabor ou cheiro ruim, ou produza compostos tóxicos.

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Além disso, quando todas essas algas morrem e são decompostas por micróbios, grandes quantidades de oxigênio são usadas à medida que seus corpos se decompõem. Esse pico no uso do oxigênio pode reduzir rapidamente os níveis de oxigênio dissolvido na água, podendo levar à morte por anoxia —falta de oxigênio—de outros organismos aquáticos, como crustáceos e peixes.

Regiões de lagos e oceanos que são pobres em oxigênio devido ao aporte de um nutriente são chamadas de zonas mortas. O número de zonas mortas tem crescido por muitos anos e mais de 400 dessas zonas existiam em 2008. Uma das piores zonas mortas está na costa dos Estados Unidos no Golfo do México. Fertilizantes lixiviados da bacia do rio Mississipi criaram uma zona morta de mais de 8,463 milhas quadradas. Como você pode ver na figura abaixo, zonas mortas são encontradas em áreas de alta industrialização e densidade populacional ao redor do mundo.

Como a eutrofização pode ser reduzida ou evitada? Fertilizantes, detergentes que contenham fósforo e o descarte inapropriado de esgoto podem ser fontes de nitrogênio e fósforo que levam à eutrofização. Utilizar menos fertilizantes, eliminar detergentes que contenham fósforo e assegurar que o esgoto não contamine cursos d'água, por exemplo, por um sistema séptico com vazamento—são todas maneiras de indivíduos, companhias e governantes ajudarem a reduzir a eutrofização.

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Créditos

Este artigo foi produzido com base nos seguintes artigos:

"Biogeochemical cycles" de Robert Bear, David Rintoul, Bruce Snyder, Martha Smith-Caldas, Christopher Herren, e Eva Horne, CC BY 4.0; faça o download do artigo original gratuitamente em http://cnx.org/contents/db89c8f8-a27c-4685-ad2a-19d11a2a7e2e@24.18
"Biogeochemical cycles" por OpenStax College, Concepts of Biology, CC BY 4.0; faça o download do artigo original gratuitamente em http://cnx.org/contents/b3c1e1d2-839c-42b0-a314-e119a8aafbdd@9.10

O artigo adaptado está autorizado sob a licença CC BY-NC-SA 4.0

Trabalhos citados

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"How Can Eutrophication Be Slowed?" RMB Environmental Laboratories, Inc., acesso em 10 de julho de 2016, http://rmbel.info/how-can-eutrophication-be-slowed/.
"Sources of Eutrophication," World Resources Institute, acesso em 10 de julho de 2016, http://www.wri.org/our-work/project/eutrophication-and-hypoxia/sources-eutrophication.

Referências

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Carpenter, Stephen R. "Phosphorous Control Is Critical to Mitigating Eutrophication." PNAS 12, no. 105 (2008): 11039-11040. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0806112105.

Chislock, Michael F., Enrique Doster, e Alan E. Wilson. "Eutrophication: Causes, Consequences, and Controls in Aquatic Ecosystems." Nature Education Knowledge 4, no. 4 (2013): 10. http://www.nature.com/scitable/knowledge/library/eutrophication-causes-consequences-and-controls-in-aquatic-102364466.

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"How Can Eutrophication Be Slowed?" RMB Environmental Laboratories, Inc. Acesso em 10 de julho de 2016. http://rmbel.info/how-can-eutrophication-be-slowed/.

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"Phosphorous Cycle." Lenntech. Acesso em 10 de junho de 2016. http://www.lenntech.com/phosphorus-cycle.htm.

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Raven, Peter H., George B. Johnson, Kenneth A. Mason, Jonathan B. Losos, and Susan R. Singer. "Biogeochemical Cycles." In Biology, 1209-1214. 10th ed., AP ed. New York: McGraw-Hill, 2014.

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