27.10: 인 순환

탄소, 물, 질소와는 달리, 인(phosphorus)은 기체로서 대기 중에 존재하지 않습니다. 대신, 생태계의 대부분의 인은 토양, 물, 퇴적물, 바위에서 발견되는 인산염 이온(PO₄^3-)과 같은 화합물로 존재합니다. 인은 대개 제한영양소(limiting nutrient)입니다. 따라서 대부분의 농업 비료에 인이 첨가되고, 이것은 수생 생태계에서 유출과 관련된 환경 문제를 일으킬 수 있습니다.

생물학적 인 순환

인은 DNA, 세포막, 뼈, 치아와 같은 많은 중요한 생물학적 구조에 존재합니다. 그것은 기체 형태로 대기 중에 존재하지 않지만, 미네랄, 퇴적물, 화산재, 그리고 연무질(aerosol)에서 발견됩니다. 바위와 퇴적물은 시간이 지남에 따라 점차 토양과 지표수에 도달하는 무기 인산염을 방출합니다. 식물은 이러한 인산염을 흡수하고 유기 분자에 통합합니다. 동물들은 식물과 다른 동물들을 소비함으로써 인산염을 얻고 통합합니다. 식물과 동물이 죽거나 노폐물을 배설할 때, 유기 인산염은 토양으로 돌아가고 박테리아에 의해 식물이 다시 사용할 수 있는 무기체로 분해됩니다 (인산염 광물화; phosphate mineralization).

지화학적 인 순환

자연 유출은 강, 호수, 바다로 인산염을 운반할 수 있고, 수생 유기체에 의해 섭취될 수 있습니다. 수생 유기체가 죽거나 노폐물을 배설할 때, 인을 함유한 화합물은 해저로 가라앉아 퇴적층을 형성할 수 있습니다. 수천 년에 거친 지질적 상승이 인이 함유된 암석을 바다에서 육지로 되돌릴 수 있습니다.

인 순환에 대한 인간의 영향

질소처럼, 인은 자연환경에서 식물 성장의 제한영양소이고, 이는 농작물 수확량을 증가시키기 위해 비료에 인을 첨가하는 농업 관행으로 이어졌습니다. 그러나 이 관행에서 나온 농업 유출은 수생 생산자들의 빠른 성장을 자극해 다양한 환경 문제를 일으킬 수 있습니다.

인의 사이클에서인 원자는 주로 암석에 존재하며가스 상태가 아닙니다.암석이 침식될 때 인이 방출되고하천, 호수, 지하수에 용해됩니다.식물과 해조는 유기 분자를 생성하기 위해토양이나 물에서 이 무균인산염을 사용합니다.그리고 종속영양생물은 식물을 소비함으로써자신의 화합물을 생성하기 위해 인의 저장소를 활용합니다.분해자들은 유기체가 죽으면 인 분자를 분해하고,식물과 해조류에 의해 다시 사용될무기인산염을 방출하는데이과정을 인산염 광물화라고 합니다.먹이사슬에서 인산염은 유기체를빠르게 순환하는데 물속에서 더 오래존재합니다.용해된 인산염 이온은 바다에 침전된 불용성 화합물과반응하여 침전물이 되며 부패 과정과지질구조 상승 과정을 통해 결국자연으로 되돌아갑니다.그러나 인의 양은 환경에서 제한적이기 때문에최대의 수확량을 얻기 위해서는농업용 작물에 비료로제공되어야 합니다.과도한 인은 수생 생태계에서 유출되어녹조와 같은 다양한 환경 문제의원인이 됩니다.