Использование фосфатов в качестве минеральных удобрений. Загрязнение природной среды фосфатами

Понять, почему фосфаты так важны для растений и как их избыток в природе превращается в экологическую катастрофу.

Фосфор — один из трёх главных элементов питания растений (наряду с азотом и калием). Без фосфатов невозможно получить хороший урожай, но их переизбыток в почве и воде нарушает природный баланс. Понимание этой проблемы помогает осознанно относиться к использованию удобрений и охране окружающей среды.

• Фосфор — необходимый элемент для жизни растений, он входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ и мембран клеток.
• Основной источник фосфора для растений — фосфаты, которые они поглощают из почвы в виде растворимых солей.
• Природные запасы фосфора в почве ограничены, поэтому для поддержания урожайности человек вносит фосфорные удобрения.
• Главные фосфорные удобрения — простой и двойной суперфосфат, преципитат, фосфоритная и костная мука.
• Избыток фосфатов с полей смывается в водоёмы, вызывая их эвтрофикацию.
• Эвтрофикация — процесс обогащения водоёмов биогенными элементами, приводящий к бурному росту водорослей и гибели водных организмов.
• Загрязнение фосфатами нарушает естественный круговорот фосфора в природе.

Фосфаты

Соли фосфорной кислоты (H3PO4), например, Ca3(PO4)2, Ca(H2PO4)2. Они являются источником фосфора для растений.

Минеральные удобрения

Неорганические вещества, содержащие элементы питания растений (азот, фосфор, калий и др.), которые вносят в почву для повышения урожайности.

Фосфорные удобрения

Минеральные удобрения, содержащие фосфор в доступной для растений форме. Примеры: суперфосфат, преципитат, фосфоритная мука.

Эвтрофикация

Процесс обогащения водоёмов питательными веществами (особенно фосфором и азотом), вызывающий бурное развитие водорослей, которое приводит к дефициту кислорода и гибели водных организмов.

Суперфосфат

Самое распространённое фосфорное удобрение, смесь Ca(H2PO4)2 и CaSO4. Получают обработкой фосфоритов серной кислотой.

ПДК (предельно допустимая концентрация)

Максимальная концентрация вещества в окружающей среде, которая не оказывает вредного воздействия на здоровье человека и экосистему.

• Фосфор входит в состав ДНК, РНК и АТФ — молекул, отвечающих за хранение и передачу наследственной информации и энергетический обмен в клетках.
• Растения усваивают фосфор только в виде растворимых фосфат-ионов (PO4^3-), поэтому нерастворимые природные фосфаты (например, апатиты) предварительно перерабатывают в удобрения.
• Простой суперфосфат получают по реакции: Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4. Он содержит около 20% усвояемого P2O5.
• Двойной суперфосфат получают действием фосфорной кислоты на фосфориты, он содержит больше фосфора (до 50% P2O5) и не содержит гипса.
• Избыток фосфатов в водоёмах вызывает эвтрофикацию: водоросли и цианобактерии массово размножаются, при их разложении потребляется кислород, что приводит к заморам рыбы.
• Фосфор не имеет газообразных соединений в природном круговороте, поэтому его потери из экосистемы восполняются только за счёт удобрений.

1. Пример 1случай
   • На дачном участке для подкормки томатов и огурцов используют суперфосфат, чтобы растения лучше цвели и плодоносили
2. Пример 2случай

   В пруду, куда попадают стоки с полей, вода «зацветает»

   Пояснение

   • становится зелёной из-за массового размножения водорослей, что является признаком эвтрофикации
3. Пример 3случай

   Кости животных содержат фосфат кальция, поэтому костная мука

   Пояснение

   • старинное фосфорное удобрение, которое использовали ещё в XIX веке

• Фосфор был открыт в 1669 году алхимиком Хеннигом Брандом при выпаривании мочи, и долгое время его получали именно из этого источника.
• В природе фосфор встречается в основном в виде минерала апатита, крупнейшие месторождения которого находятся в России (Хибины), Марокко и Китае.
• Из-за ограниченности запасов фосфора учёные прогнозируют «фосфорный кризис» — возможный дефицит удобрений в будущем.

• При работе с фосфорными удобрениями (например, суперфосфатом) следует избегать попадания пыли в глаза и дыхательные пути, использовать перчатки и респиратор.
• Удобрения хранят в плотно закрытой таре, вдали от пищевых продуктов и лекарств, в недоступном для детей месте.

• Соединения фосфора (фосфин, оксид фосфора(V), фосфорная кислота)
• Азотные удобрения и их роль
• Охрана окружающей среды от химического загрязнения