Klorcykeln
Klorcykeln (Cl) är den biogeokemiska kretsloppet av klor genom atmosfären , hydrosfären , biosfären och litosfären . Klor finns oftast som oorganiska kloridjoner , eller ett antal klorerade organiska former. Över 5 000 biologiskt producerade klorerade organiska ämnen har identifierats.
Att klor cirkulerar i atmosfären och skapandet av klorföreningar från antropogena källor har stora effekter på klimatförändringar och utarmning av ozonskiktet. Klor spelar viktiga roller i många biologiska processer, inklusive många roller i människokroppen. Det fungerar också som en viktig co-faktor i enzymer involverade i växtfotosyntes .
Troposfär
Klor spelar en stor roll i atmosfärens kretslopp och klimat, inklusive, men inte begränsat till, klorfluorkolväten (CFC). Det största flödet av klor till troposfären kommer från havssalt aerosolspray. Både organiskt och oorganiskt klor överförs till troposfären från haven. Biomassaförbränning är en annan källa till både organiska och oorganiska former av klor till troposfären från den terrestra reservoaren. Normalt är organiska klorformer mycket oreaktiva och kommer att överföras till stratosfären från troposfären. Det största flödet av klor från troposfären sker via ytavsättning i vattensystem.
Hydrosfär
| Del av en serie om |
| biogeokemiska kretslopp |
|---|
 |
Hav är den största källan till klor i jordens hydrosfär. I hydrosfären finns klor främst som klorid på grund av den höga lösligheten av Cl − jonen. Majoriteten av klorflödena finns inom hydrosfären på grund av kloridjonernas löslighet och reaktivitet i vattensystem. Kryosfären kan hålla kvar en del klor som avsatts av regn och snö, men majoriteten elueras i haven.
Litosfären
Den största reservoaren av klor finns i litosfären, där 2,2 × 10 22 kg globalt klor finns i jordens mantel . Vulkanutbrott kommer sporadiskt att frigöra höga halter av klor som HCl till troposfären , men majoriteten av det terrestra klorflödet kommer från havsvattenkällor som blandas med manteln.
Organiskt bundet klor är lika rikligt som kloridjoner i marksystem, eller pedosfären . Upptäckten av flera Cl-förmedlande gener i mikroorganismer och växter indikerar att många biotiska processer använder klorid och producerar organiska klorerade föreningar, såväl som många abiotiska processer. Dessa klorerade föreningar kan sedan förflyktigas eller urlakas ur jordar, vilket gör den övergripande markmiljön till en global sänka av klor. Flera anaeroba prokaryoter har visat sig innehålla gener och visa aktivitet för klorerad organisk förångning
Biologiska processer
Klorens förmåga att helt dissociera i vatten är också därför det är en viktig elektrolyt i många biologiska processer. Klor, tillsammans med fosfor , är det sjätte vanligaste elementet i organiskt material . Celler använder klorid för att balansera pH och upprätthålla dragtrycket vid jämvikt. Den höga elektriska ledningsförmågan hos Cl - joner är avgörande för neuronsignalering i hjärnan och reglerar många andra viktiga funktioner inom biologin
Antropogena klorerade föreningar
De utarmande effekterna av klorfluorkolväten (CFC) på ozon över Antarktis har studerats omfattande sedan 1980-talet. Den låga reaktiviteten hos CFC gör att den når den övre stratosfären , där den interagerar med UV-C-strålning och bildar mycket reaktiva kloridjoner som interagerar med metan. Dessa mycket reaktiva klorjoner kommer också att interagera med flyktiga organiska föreningar för att bilda andra ozonnedbrytande syror.
Klor-36 är den radioaktiva isotop som produceras i många kärnkraftsanläggningar som biproduktavfall. Dess halveringstid på 3,01 × 10 5 år , rörlighet i pedosfären och förmåga att tas upp av organismer har gjort den till en isotop av stor oro bland forskare. Den höga lösligheten och låga reaktiviteten av 36 Cl − har också gjort det till en användbar applikation för forskning av biogeokemisk kretslopp av klor, eftersom den mesta forskningen använder det som ett isotopspårare
- ^ a b c d e f g h i Öberg, G. (2002). "Den naturliga klorcykeln - att passa de spridda bitarna" . Tillämpad mikrobiologi och bioteknik . 58 (5): 565–581. doi : 10.1007/s00253-001-0895-2 . ISSN 0175-7598 . PMID 11956738 . S2CID 23378098 .
- ^ a b c d e f g h i j Graedel, Thomas E.; Keene, WC (1996). "Budgeten och cykeln för jordens naturliga klor" . Ren och tillämpad kemi . 68 (9): 1689–1697. doi : 10.1351/pac199668091689 . ISSN 1365-3075 . S2CID 53389045 .
- ^ a b c d e f g h i j Svensson, Teresia; Kylin, Henrik; Montelius, Malin; Sandén, Per; Bastviken, David (2021). "Klorcykling och Cls öde i terrestra miljöer" . Miljövetenskap och föroreningsforskning . 28 (7): 7691–7709. doi : 10.1007/s11356-020-12144-6 . ISSN 0944-1344 . PMC 7854439 . PMID 33400105 .
- ^ a b c d Atashgahi, Siavash; Liebensteiner, Martin G.; Janssen, Dick B.; Smidt, Hauke; Stams, Alfons JM; Sipkema, Detmer (2018). "Mikrobiell syntes och transformation av oorganiska och organiska klorföreningar" . Frontiers in Microbiology . 9 : 3079. doi : 10.3389/fmicb.2018.03079 . ISSN 1664-302X . PMC 6299022 . PMID 30619161 .
- ^ a b c d Vodyanitskii, Yu. N.; Makarov, MI (2017). "Organoklorföreningar och den biogeokemiska cykeln av klor i jordar: En recension" . Eurasisk markvetenskap . 50 (9): 1025–1032. Bibcode : 2017EurSS..50.1025V . doi : 10.1134/S1064229317090113 . ISSN 1064-2293 . S2CID 134940144 .
- ^ a b Berend, Kenrick; van Hulsteijn, Leonard Hendrik; Gans, Rijk OB (2012). "Klorid: Elektrolyternas drottning?" . European Journal of Internal Medicine . 23 (3): 203–211. doi : 10.1016/j.ejim.2011.11.013 . PMID 22385875 .
- ^ a b c d Kim, Ki-Hyun; Shon, Zang-Ho; Nguyen, Hang Thi; Jeon, Eui-Chan (2011). "En genomgång av viktiga klorfluorkolväten och deras halokarbonalternativ i luften" . Atmosfärisk miljö . 45 (7): 1369–1382. Bibcode : 2011AtmEn..45.1369K . doi : 10.1016/j.atmosenv.2010.12.029 .
- ^ Aulenta Federico; Pera, Antonio; Rossetti, Simona; Petrangeli Papini, Marco; Majone, Mauro (2007). "Relevansen av sidoreaktioner i anaeroba reduktiva dekloreringsmikrokosmos ändrade med olika elektrondonatorer" . Vattenforskning . 41 (1): 27–38. doi : 10.1016/j.waters.2006.09.019 . PMID 17107702 .
- ^ Vardi (2010). "GABA, glycin och katjon-klorid cotransporters i näthinnans funktion och utveckling". Kapitel 19 - GABA, glycin och katjon-klorid samtransportörer i näthinnans funktion och utveckling . Akademisk press. s. 383–412. doi : 10.1016/B978-0-12-374373-2.00019-4 . ISBN 9780123743732 .
- ^ Faxon, CB; Allen, DT (2013). "Klorkemi i urbana atmosfärer: en recension" . Miljökemi . 10 (3): 221–233. doi : 10.1071/EN13026 . ISSN 1449-8979 .