CHU TRÌNH CHUYỂN HÓA PHOTPHO

CHU TRÌNH CHUYỂN HÓA PHOTPHO Chu trình của photpho trong tự nhiên Chu trình photpho trong môi trường đất Chu trình photpho trong môi trường nước . Các quá trình xuất hiện, tồn tại và chuyển hóa của photpho

Trường Đại học Bách Khoa Khoa Kỹ thuật Hóa học CHU TRÌNH CHUYỂN HÓA PHOTPHO Mục lục I Giới thiệu Phospho II Vai trò Photpho III Chu trình photpho tự nhiên IV Ứng dụng Phospho V Thu hồi Photphate từ chất thải Tài liệu tham khảo I Giới thiệu Phospho I Giới thiệu Phospho • Phospho nguyên tố cần thiết cho sống, chiếm phần lớn thành phần lớp vỏ Trái Đất Khoảng 95% nguồn Phospho tồn dạng fluorapatit • Tồn môi trường chủ yếu dạng octophotphat (PO43-) có hóa trị 5+, Tồn đá trầm tích,trong đất nước, cấu tạo AND, thể động vật thức ăn thực vật 1.Trầm tích • Nhóm apatit photphat biến chất, kết tinh thành vi tinh thể apatit, độ cứng cao, khó hòa tan acid yếu • Nhóm photphorit thường gồm kết hạch canxi photphat vô định hình, chứa sắt, nhôm, hàm lượng P2O5 thường thấp, từ đến 34% dễ hòa tan acid yếu, xay nhỏ làm phân bón trực tiếp Trong đất nước • Mặc dù phosphate coi cố định cao đất, khả hấp thụ phosphat đất bị vượt phospho nhanh chóng chuyển xuống lớp đất sâu tập trung vào dòng chảy lớp đất mặt • Mức độ tốc độ di chuyển phụ thuộc vào khả phát sinh tự nhiên đất dạng phosphate Trong cấu tạo AND, ARN Trong thể động, thực vật • Phospho nguyên tố đại lượng cần thiết cho tế bào sống • Phospho thành phần quan trọng ATP, acid nucleic(AND ARN), phospholipid màng tế bào • Phospho dự trữ hạt volutin nội bào polyphosphate procaryote eucaryote • Phospho chất dinh dưỡng giới hạn tăng trưởng tảo hồ • Các loại ngũ cốc chứa nhiều Phospho • Có nhiều xương động vật II Vai trò Photpho 1.Vai trò sinh học • Phospho nghuyên tố quan trọng dạng sống • Tạo thành phần phần cấu trúc phân tử AND ARN • Vận chuyển lượng tế bào thông qua adenosin triphosphate(ATP) • Là thành phần số men quan trọng tham gia chuyển hóa protein, lipid, tế bào mô, chức phận thần kinh • Các photpholipid thành phần cấu trúc chủ yếu màng tế bào 1.Vai trò sinh học • Các muối Photphat canxi động vật dùng để làm cứng xương chúng tổ chức mềm(não, cơ) • Phospho tồn dạng octophotphat PO43- có hóa trị 5+ TV cạn nước hấp thụ để phát triển • Photpho thường coi chất dinh dưỡng giới hạn nhiều môi trường, tức khả có sẵn photpho điều chỉnh tốc độ tăng trưởng nhiều sinh vật Vai trò công nghiệp • Photpho chủ yếu sử dụng phân bón dùng sản xuất thuốc trừ sâu, sản phẩm cọ rửa vệ sinh chất nổ • Photpho đỏ dùng chế tạo diêm • Điều chế acid Photphoric Chu trình photpho môi trường đất Xác bã hữu cơ: cỏ khô hay xương động vật, xác vi sinh vật Nguồn vô cơ: đá apatit hay phân lân người bón vào Phốt môi trường sinh thái đất Phốt phân hủy thành gốc HPO32-, H2PO3-, PO43Hấp thu vào rễ thực vật vi sinh vật Rồi hình thành acid amin chứa P enzyme photpatase, chứa ATP Khi động vật ăn thực vật, P chuyển vào thể chúng Kết tủa: bị giữ chặt muối ko tan: Ca3(PO4), AlPO4, FePO4 phần P vào môi trường nước cung cấp cho hệ sinh thái nước Chu trình photpho môi trường nước Chu trình photpho môi trường nước • Ở nước, chu trình phốt sinh học diễn tương tự cạn Nhưng trình suy giảm ánh sáng phân tầng nước mà trình hấp thụ tái tạo phốt diễn theo độ sâu khác • Khi thủy vực bị phân tầng, trình xáo trộn tầng mặt tầng sâu diễn Quá trình thay đổi nhiệt rào cản quan trọng lan tỏa vận chuyển chất tầng nước, chất dinh dưỡng tầng bị cạn kiệt Sự hao hụt chu trình • Ước tính năm phospho trả lại cho chu trình sinh thái 60.000 Trong đầu vào triệu (bón phân) Do lượng hao hụt lớn Vì chu trình photpho chu trình không hoàn chỉnh • Nguyên nhân: phốtpho trả lại môi trường nhờ phân hủy tạo thành ion hấp thụ vòng tuần hoàn tiếp tục Tuy nhiên bị rửa trôi theo dòng nước quay lại chu trình Lượng phôtpho biển thu hồi lại chủ yếu nhờ vào sản lượng cá khai thác lượng nhỏ từ phân chim thải bờ biển hải đảo • Bởi vậy, năm người phải sản xuất hàng triệu phân lân để cung cấp cho đồng ruộng Các trình xuất hiện, tồn chuyển hóa photpho Khoáng hóa: trình chuyển hóa P dạng hữu thành dạng vô thực vi sinh vật Nguồn photpho hữu đất tạo thân xác thực vật, phế thải động vật xác vi sinh vật Phân hủy: Phytin dễ bị phân hủy enzyme Phytaza Lecithinasa vsv rễ cây, tạo thành orthophotphat PO43- nguồn photpho dễ hấp thu Axit nucleic bị enzyme nuclease phân hủy thành orthophotphat Các trình xuất hiện, tồn chuyển hóa photpho Cố định sinh học: trình tái sử dụng photpho vô nhờ vi sinh vật qua chuyển đổi P dạng vô thành dạng hữu nguyên sinh chất vi sinh vật P nguyên tố thiếu trình tổng hợp tế bào vi sinh vật Cố định hóa học: trình chuyển đổi P từ dạng tan sang dạng khó tan tác dụng phản ứng vô ion PO43và cation kim loại Các trình xuất hiện, tồn chuyển hóa photpho • Quá trình khoáng hóa hữu • Nucleoprotein  acid nucleic  H3PO4 • Loxitin  glicerophotphat  H3PO4 • Chuyển hóa photpho tiết acid hữu • Hòa tan AlPO4, FePO4, Ca3(PO4)2 • Huy động photpho hữu vi sinh vật tự dượng dị dưỡng, tích lũy photpho mức thấp Vi sinh vật chu trình chuyển hóa photpho • Vi sinh vật phân giải P, vsv chuyển hóa P (Phosphate Solubilizing Microorganisms – PSM) vsv có khả chuyển hóa hợp chất photphat vô dạng khó tan thành dễ tan cho trồng, đồng thời có khả khoáng hóa hợp chất P hữu thành dạng trông hấp thụ • số vsv đc biết loài: Pseudomonas, Micrococus, Bacillus, Flavobacterium, Penicillium, Sclelotium, Aspergillus Hiện tượng phú dưỡng Thủy triều đỏ Nhật Bản Rong biển phát triển mức Trung Quốc Hiện tượng phú dưỡng • Con người nguồn gây nên giàu dinh dưỡng cho hệ nước nước biển ven bờ Phospho theo nước thải sinh hoạt, sản xuất hoạt động nông nghiệp xả xuống thủy vực không qua xử lý nguyên nhân gây ô nhiễm cho nguồn nước, làm sinh khối tảo thích nghi tăng nhanh, chết gây màu nước xanh phân hủy tảo, tạo mùi khó chịu số chất độc, làm giảm hàm lượng oxy nước cách nghiêm trọng, làm chết cá động vật sống nước V Ứng dụng Phospho Acid photphoric đậm đặc, chưa tới 70-75% P2O5 quan trọng nghành nông nghiệp sản xuất phân bón Các photphat dùng sản xuất loại thủy tinh đặc bietj sủ dụng loại đèn natri Tro xương, photphate canxi sử dụng sản xuất đồ sứ Natri tripolyphotphate sử dụng bột giặt V Ứng dụng Phospho Acid photphoric sản xuất từ phospho dùng đồ uống chứa soda Trong thuốc đánh có photpho Là thành phần quan trọng sản xuất thép Phot trắng sử dụng ứng dụng quân Ngoài Phospho dùng để sản xuất phụ gia cho gia súc VI Thu hồi photphate từ chất thải • Hiện khả làm giảm lượng photphat trực tiếp trang trại sản xuất hạn chế Vì vậy, giảm lượng photphat sông ngòi nhà máy xử lý nước khả thi • Các nhà máy Hà Lan, Ý, Nhật thu hồi Photphat dạng canxi photphat struvit(MgNH4PO4), có nhà máy dùng phương pháp tủa sắt photphat • Photphat thu hồi dùng sản xuất photpho, bán dạng phân bón,… Tài liệu tham khảo •https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphorus_cycle •http ://tailieu.vn/doc/bai-61-cac-chu-trinh-sinh-dia-hoa-trong-he-sinh -thai-505545.html#_=_ •http://123doc.org/document/3135116-chu-trinh-photpho-trong-tunhien.htm?page=7 •http://text.123doc.org/document/1395847-vi-sinh-dai-cuong-visinh-vat-va-chu-trinh-phospho.htm Tài liệu tham khảo • http://tailieu.vn/doc/tai-lieu-vai-tro-cua-phot-pho-phosphor-p-302103.html • https://www.atmos.illinois.edu/courses/atms449sp05/documents/ATMS449gLecture19.pdf • http://d3.violet.vn/uploads/previews/204/58148/preview.swf • http://khoahoc247.com/index.php/2013/03/phot-pho-loi-va-hai-doivoi-cuoc-song/ • http://www.bachkhoatrithuc.vn/encyclopedia/2306-35633507625803953750/Sinh-thai/Chu-trinh-dinh-duong.htm [...]... loại 4 Các quá trình xuất hiện, tồn tại và chuyển hóa của photpho • Quá trình khoáng hóa hữu cơ • Nucleoprotein  acid nucleic  H3PO4 • Loxitin  glicerophotphat  H3PO4 • Chuyển hóa photpho do tiết ra acid hữu cơ • Hòa tan AlPO4, FePO4, Ca3(PO4)2 • Huy động photpho hữu cơ bằng những vi sinh vật tự dượng và dị dưỡng, tích lũy photpho ở mức thấp 5 Vi sinh vật trong chu trình chuyển hóa photpho • Vi... phân hủy thành orthophotphat 4 Các quá trình xuất hiện, tồn tại và chuyển hóa của photpho Cố định sinh học: là quá trình tái sử dụng photpho vô cơ nhờ vi sinh vật và qua đó chuyển đổi P dạng vô cơ thành dạng hữu cơ trong nguyên sinh chất của vi sinh vật P là nguyên tố không thể thiếu trong quá trình tổng hợp tế bào của vi sinh vật Cố định hóa học: là quá trình chuyển đổi P từ dạng tan sang dạng khó... thực vật, P chuyển vào cơ thể chúng Kết tủa: bị giữ chặt bởi các muối ko tan: Ca3(PO4), AlPO4, FePO4 1 phần P đi vào môi trường nước cung cấp cho hệ sinh thái dưới nước 2 Chu trình photpho trong môi trường nước 2 Chu trình photpho trong môi trường nước • Ở trong nước, chu trình phốt pho sinh học cũng diễn ra tương tự như trên cạn Nhưng do quá trình suy giảm ánh sáng và phân tầng nước mà quá trình hấp... 4 Các quá trình xuất hiện, tồn tại và chuyển hóa của photpho Khoáng hóa: là quá trình chuyển hóa P dạng hữu cơ thành dạng vô cơ được thực hiện bởi các vi sinh vật Nguồn photpho hữu cơ chính trong đất được tạo bởi thân xác thực vật, phế thải động vật và xác vi sinh vật Phân hủy: Phytin dễ bị phân hủy bởi enzyme Phytaza và Lecithinasa của vsv và rễ cây, tạo thành orthophotphat PO43- là nguồn photpho dễ... các chu trình Cacbon hay Nitơ, Photpho hầu như không được tìm thấy trong bầu khí quyển Thay vào đó, hầu hết chúng đều ở dạng kết tủa trong đất đá, khoáng sản hay phân bón do con người cung cấp Và có một phần nhỏ trong nước • Trong chu trình này, photpho tồn tại trong thực vật hay động vật với thời gian ngắn Tuy nhiên, chúng lại chuyển dịch trong các lớp đất đá hay đại dương là rất chậm, làm cho chu. .. các độ sâu khác nhau • Khi 1 thủy vực bị phân tầng, quá trình xáo trộn giữa tầng mặt và tầng sâu diễn ra rất ít Quá trình thay đổi nhiệt như một rào cản quan trọng đối với sự lan tỏa và vận chuyển các chất giữa 2 tầng nước, do đó các chất dinh dưỡng tầng trên có thể bị cạn kiệt 3 Sự hao hụt của chu trình • Ước tính hằng năm phospho trả lại cho chu trình sinh thái là 60.000 tấn Trong khi đầu vào là 2... đá hay đại dương là rất chậm, làm cho chu kỳ phốt pho tổng thể là một trong các chu trình sinh địa chậm nhất 1 Chu trình photpho trong môi trường đất Phot pho có trong đất được thực vật hấp thụ Động vật lấy photph o từ thức ăn Phot pho được trả lại môi trường đất Vsv phân giải các chất thải và xác các sinh vật 1 Chu trình photpho trong môi trường đất Xác bã hữu cơ: cây cỏ khô hay xương động vật, xác... Trong khi đầu vào là 2 triệu tấn (bón phân) Do đó lượng hao hụt là khá lớn Vì vậy chu trình photpho là chu trình không hoàn chỉnh • Nguyên nhân: do phốtpho được trả lại môi trường nhờ phân hủy tạo thành các ion được cây hấp thụ và vòng tuần hoàn tiếp tục Tuy nhiên nó cũng có thể bị rửa trôi theo dòng nước và ít quay lại chu trình Lượng phôtpho ở biển thu hồi lại chủ yếu nhờ vào sản lượng cá khai thác và...III Chu trình của photpho trong tự nhiên • Ban đầu, phosphate phong hóa từ đá và khoáng sản được nước mưa đem đến các vùng đất • Thực vật hấp phụ phot pho qua rễ và dùng để sinh trưởng Động vật lấy phot pho khi ăn thực vật hay động vật • Khi sinh vật chết, phot pho trở lại đất trồng • Một phần phot pho theo nước ra các sông hồ, đại dương bị lắng động tạo thành các lớp trầm tích III Chu trình của photpho. .. lũy photpho ở mức thấp 5 Vi sinh vật trong chu trình chuyển hóa photpho • Vi sinh vật phân giải P, vsv chuyển hóa P (Phosphate Solubilizing Microorganisms – PSM) là các vsv có khả năng chuyển hóa các hợp chất photphat vô cơ ở dạng khó tan thành dễ tan cho cây trồng, đồng thời có khả năng khoáng hóa các hợp chất P hữu cơ thành dạng cây trông có thể hấp thụ được • 1 số vsv đc biết như các loài: Pseudomonas, ... lân để cung cấp cho đồng ruộng 4 Các trình xuất hiện, tồn chuyển hóa photpho Khoáng hóa: trình chuyển hóa P dạng hữu thành dạng vô thực vi sinh vật Nguồn photpho hữu đất tạo thân xác thực vật,... cation kim loại 4 Các trình xuất hiện, tồn chuyển hóa photpho • Quá trình khoáng hóa hữu • Nucleoprotein  acid nucleic  H3PO4 • Loxitin  glicerophotphat  H3PO4 • Chuyển hóa photpho tiết acid... Ca3(PO4)2 • Huy động photpho hữu vi sinh vật tự dượng dị dưỡng, tích lũy photpho mức thấp 5 Vi sinh vật chu trình chuyển hóa photpho • Vi sinh vật phân giải P, vsv chuyển hóa P (Phosphate Solubilizing