Хромовый цикл
Цикл хрома — это биогеохимический круговорот хрома в атмосфере , гидросфере , биосфере и литосфере . [1] [2] [3] [4]
Биогеохимический цикл
[ редактировать ]| Часть серии о |
| Биогеохимические циклы |
|---|
 |
Наземное выветривание и речной транспорт
[ редактировать ]Хром имеет две общие степени окисления, соответствующие условиям окружающей среды: трехвалентный хром Cr (III) (восстановленная форма) и шестивалентный хром Cr (VI) (наиболее окисленная форма). Плохо растворимый трехвалентного хрома катион ( Cr 3+
) сильно адсорбируется на глинистых частицах и твердых органических веществах , тогда как высокотоксичный и канцерогенный шестивалентный хромат- анион ( CrO 2−
4 ) растворим и не сорбируется, что делает его токсичным загрязнителем экологических систем. Хром обычно присутствует в почве и горных породах в виде труднорастворимого трехвалентного хрома, такого как хромит ( Fe (II) Кр (III)
22О
4 , или FeO· Cr
22О
3 ), смешанный оксидный минерал группы шпинели, напоминающий магнетит ( Fe
33О
4 , Фе (II) Фе (III)
22О
4 , или FeO· Fe
22О
3 ). Земное выветривание трехвалентного хрома может привести к окислению оксидами марганца до шестивалентного хрома, который затем растворяется и попадает в океан через реки . Эстуарии выбрасывают твердый хром из рек в море , увеличивая приток растворенного хрома в океан. [1]
Океанический велоспорт
[ редактировать ]Растворимый шестивалентный хром является наиболее распространенным типом хрома в океанах , где более 70% растворенного хрома в океане содержится в оксианионах, таких как хромат ( CrO 2−
4 ). Растворимый трехвалентный хром также встречается в океанах, где происходит комплексообразование с органическими лигандами . По оценкам, время пребывания хрома в океанах составляет 6300 лет. Шестивалентный хром восстанавливается до трехвалентного хрома в зонах минимума кислорода или на поверхности океана под действием двухвалентного железа и органических лигандов. Существует четыре стока хрома из океанов: (1) кислородные отложения в пелагических зонах , (2) гипоксические отложения на окраинах континентов , (3) бескислородные или сульфидные отложения в бассейнах или фьордах с постоянно бескислородными или сульфидными ( эвксинными ) придонными водами, и (4) морские карбонаты . [1]
Влияние других биогеохимических циклов
[ редактировать ]Марганец (III) может окислять Cr(III) до Cr(VI) при образовании комплекса с органическими лигандами. [5] Это вызывает мобилизацию примесей Cr(VI), а также восстанавливает Mn(III) до Mn(II), который затем может быть снова окислен кислородом до Mn(III ) . [5]
Методы отслеживания хрома
[ редактировать ]Изотопное фракционирование хрома стало ценным инструментом для мониторинга загрязнения окружающей среды хромом благодаря недавним достижениям в области масс-спектрометрии . [1] Фракционирование изотопов при речном транспорте определяется местными окислительно-восстановительными условиями, основанными на растворенном органическом веществе в реках. [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Вэй, Вэй; Клаэбе, Роберт; Линг, Хун-Фей; Хуан, Фанг; Фрей, Роберт (2020). «Биогеохимический цикл изотопов хрома на современной поверхности Земли и его применение в качестве показателя палеосреды» . Химическая геология . 541 : 119570. doi : 10.1016/j.chemgeo.2020.119570 . ISSN 0009-2541 . S2CID 216396303 .
- ^ Раух, Джейсон Н.; Пацина, Йозеф М. (2009). «Глобальные циклы Ag, Al, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb и Zn на Земле». Глобальные биогеохимические циклы . 23 (2): GB2001. дои : 10.1029/2008GB003376 .
- ^ Оценка, Национальный центр окружающей среды Агентства по охране окружающей среды США (2009 г.). «Исследование жизненного цикла хрома» . Hero.epa.gov . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 17 апреля 2021 г.
- ^ Джонсон, К. Аннетт; Сигг, Лаура; Линдауэр, Урсула (1992). «Цикл хрома в сезонно бескислородном озере» . Лимнология и океанография . 37 (2): 315–321. дои : 10.4319/lo.1992.37.2.0315 . S2CID 86184086 .
- ^ Jump up to: а б Гензель, Коллин М.; Фердельман, Тимоти Г.; Тебо, Брэдли М. (2015). «Загадочные перекрестные связи между биогеохимическими циклами: новые открытия на основе реактивных промежуточных продуктов» . Элементы . 11 (6): 409–414. дои : 10.2113/gselements.11.6.409 . ISSN 1811-5209 .