Ciclos Biogeoquímicos: Fósforo, Azufre y Oxígeno

DBO, Biomasa y Producción

DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno): Es la cantidad de oxígeno que consumen los microorganismos para descomponer la materia orgánica del agua. Se incuba el agua a unos 30ºC, en la oscuridad durante días y se determina el oxígeno que se ha perdido. A mayor materia orgánica, mayor consumo de oxígeno por los microorganismos. El más usado es la DBO5, que mide el oxígeno perdido en 5 días. Para el consumo humano no debe sobrepasar los 3 mg O2/L. Las depuradoras de agua deben verter al río agua con menos de 20 mg/L de DBO5.

Biomasa: Energía o materia orgánica (se puede usar cualquiera de los dos términos, ya que la energía almacenada en un ecosistema se refiere a la materia orgánica, que es la que almacena la energía en sus enlaces químicos) presente en un ecosistema o nivel trófico. Se mide como materia o energía por unidad de superficie (ecosistemas terrestres) o volumen (ecosistemas acuáticos). Se expresa como t/km2, kg/ha, g/m2, etc. La biomasa primaria es la fabricada por los productores y la biomasa secundaria, la elaborada por los consumidores.

Producción: La energía obtenida por unidad de superficie o volumen por unidad de tiempo en un ecosistema o nivel trófico; en resumen, es la cantidad de biomasa fabricada por unidad de tiempo. Se expresa como t/km2/año, kg/ha/año, g/m2/año, etc. Para comparar la producción en dos ecosistemas distintos se utiliza un parámetro denominado productividad (p), que es la relación entre la producción y la biomasa. Suele expresarse en tanto por ciento y nos da idea de la velocidad de renovación de la biomasa. p = P/B x 100.

Ciclo del Fósforo

El fósforo tiene una gran importancia ecológica como nutriente limitante, debido a que la proporción de fósforo presente en los tejidos de los organismos en relación con la de otros elementos químicos suele ser mucho mayor que la que existe en el medio. El principal almacén de fósforo son los sedimentos y las rocas fosfatadas, junto con el depósito de fosfato en esqueletos y caparazones resistentes a la meteorización y los excrementos producidos por la acumulación de heces de aves marinas en los acantilados; estos almacenes producen pérdidas considerables de fósforo para los ecosistemas durante largos períodos de tiempo.

Los productores requieren para su nutrición fósforo en forma de fosfato inorgánico (PO43-) para formar moléculas con P como ATP, ácidos nucleicos y fosfolípidos, las cuales serán transferidas a lo largo de la red trófica de los ecosistemas, hasta llegar a los descomponedores, que lo mineralizan a PO43- haciéndolo de nuevo accesible para los productores, completando así el ciclo principal, aunque una parte de este P puede perderse durante largos períodos de tiempo en los almacenes.

Los seres humanos, mediante la formación y uso de fertilizantes químicos y el estiércol de la ganadería empleados en la agricultura, incorporan grandes cantidades de este nutriente en los ecosistemas, pudiendo provocar eutrofización en los ecosistemas acuáticos.

Ciclo del Azufre

El principal almacén es la hidrosfera en forma de anión sulfato (SO42-), que es absorbido por los productores, que lo incorporan en la materia orgánica formando parte de proteínas que pasarán al resto de niveles tróficos hasta llegar a los descomponedores, que lo transformarán nuevamente en sulfatos o bien en H2S en caso de ser en medio anaerobio, como en pantanos. Hay bacterias que transforman el H2S en S y otras oxidan el H2S en SO42-, cerrando el ciclo.

El azufre se puede inmovilizar temporalmente en rocas sedimentarias bien como SFe, S3Fe2, o bien, los sulfatos se transforman en yeso o bien están inmovilizados en combustibles fósiles como carbón y petróleo. Por otro lado, los volcanes y las actividades humanas liberan a la atmósfera H2S y SOx que se oxidan dando SO42- e incluso H2SO4 (lluvia ácida), que aporta sulfatos de nuevo a la hidrosfera con las precipitaciones.

Ciclo del Oxígeno

El oxígeno surgió en la atmósfera como consecuencia de la aparición de los organismos fotosintéticos. Cuando hubo suficiente cantidad de oxígeno, aparecieron los seres vivos que utilizan el oxígeno para obtener energía por oxidación de la materia orgánica (respiración). El ciclo del oxígeno es muy complejo debido al gran número de formas y combinaciones químicas en que se presenta. Se presenta como oxígeno molecular (O2), formando parte del agua (H2O), en compuestos inorgánicos (geosfera) y en materia orgánica en los seres vivos o en el suelo o en sedimentos.

El ciclo del oxígeno se podría resumir en que los organismos fotosintéticos toman el oxígeno incorporado en la molécula de agua y, durante la fotosíntesis, la molécula de agua se rompe liberando el oxígeno en forma de oxígeno molecular, que es utilizado por los seres vivos en la respiración, que lo transforma de nuevo en moléculas de agua. Añadir al ciclo dos salidas: el que queda atrapado en los sedimentos orgánicos del fondo marino y una parte del oxígeno que oxida a los minerales de la superficie terrestre (quedando retenido en la geosfera).

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