Zinkcykel

Zink flyter mellan litosfären och biosfären, genom bassänger i jord, biomassa, vattensystem och industri. Uppskattade flöden visas som märkta pilar i Gg/år.

Zinkcykeln är en biogeokemisk cykel som transporterar zink genom litosfären , hydrosfären och biosfären .

Naturligt kretslopp

Litosfären

Zinkhaltiga mineraler i jordskorpan existerar främst som sulfider, som sphalerit och wurtzite , och karbonater som smithsonite . Zinkmineraler kommer in i markmiljön genom vittring och mänskliga aktiviteter. Zink används av växter och andra organismer och kommer sedan in i vattensystem där det antingen sätter sig i sediment eller så småningom kommer ut i haven.

Hav

Zink är ett marint mikronäringsämne som tenderar att vara i högre koncentration i djuphavet och omvandlas till organiskt zink som kommer in i näringskedjan genom kiselalgerblomningar under uppväxthändelser i södra oceanen . Zink lägger sig på havsbotten och återförs till manteln från subduktionen av marina sediment .

Zinkcykeln har historiskt kännetecknats av episodiska förändringar i zinkavlagringar. Stora globala händelser som bildandet eller upplösningen av superkontinenter och perioder av betydande vulkanisk aktivitet tenderar att skapa nya avlagringar av zink i litosfären. Mellan dessa händelser tenderar zink att cirkulera genom biosfären med en lägre förändringshastighet.

Antropogena influenser

Den antropogena effekten på zinkcykeln har varit betydande. Zink bryts som en mineraltillgång som används av människor med en hastighet av 9800 Gg/år för användning i metallegeringar inklusive mässing och nickelsilver , för galvanisering av stål och i zinkföreningar som zinkoxid . Hälften av zinkavfallet från industriell användning kommer från avfallsavfall och slagg ; resten kommer från oxidation av zinkmetaller och deponiavfall. Forskare uppskattar att 85 % av all zink som har utvunnits för mänskligt bruk fortfarande används; Därför förväntas mängden zinkavfall som går till deponier öka.

Zink är ett spårämne som finns i gödningsmedel, vilket bidrar till 21 Gg/år i jordbrukscykling. Handelsgödsel innehåller så mycket som 36 % zink. Endast en liten del av zinken som kommer in i jordbrukssystemet tas bort i grödor som konsumeras av människor; en betydande del återvinns i gödsel och kompost och ackumuleras i jorden.

^ ^a ^b ^c Rauch, Jason N.; Pacyna, Jozef M. (2009). "Jordens globala Ag, Al, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb och Zn cykler" . Globala biogeokemiska cykler . 23 (2). Bibcode : 2009GBioC..23.2001R . doi : 10.1029/2008GB003376 . ISSN 1944-9224 .
^ Conway, Tim M.; John, Seth G. (2014). "Den biogeokemiska kretsloppet av zink och zink isotoper i Nordatlanten" . Globala biogeokemiska cykler . 28 (10): 1111–1128. Bibcode : 2014GBioC..28.1111C . doi : 10.1002/2014gb004862 . ISSN 0886-6236 .
^ Planka, Terry; Langmuir, Charles H. (1998). "Den kemiska sammansättningen av subduktion av sediment och dess konsekvenser för skorpan och manteln" . Kemisk geologi . 145 (3–4): 325–394. Bibcode : 1998ChGeo.145..325P . doi : 10.1016/S0009-2541(97)00150-2 . ISSN 0009-2541 .
^ Thiart, Christien; de Wit, Maarten J. (2006), "Fingerprinting the metal endowment of early continental crust to test for secular change in global mineralization" , Evolution of Early Earth's Atmosphere, Hydrosphere, and Biosphere - Constraints from Ore Deposits , Geological Society of America, doi : 10.1130/2006.1198(03) , ISBN 978-0-8137-1198-0
^ Gordon, RB; Lifset, RJ; Bertram, M.; Reck, B.; Graedel, TE; Spatari, S. (2004). "Var är all zink på väg: Lager- och flödesprojektet, del 2" . JOM . 56 (1): 24–29. Bibcode : 2004JOM....56a..24G . doi : 10.1007/s11837-004-0266-4 . ISSN 1543-1851 . S2CID 129908307 .
^ Franklin RE; Duis, Lori; Brown, Richard; Kemp, Thomas (2005). "Spårelementinnehåll i utvalda gödselmedel och mikronäringsmaterial" . Kommunikationer i markvetenskap och växtanalys . 36 (11–12): 1591–1609. doi : 10.1081/CSS-200059091 . ISSN 0010-3624 . S2CID 94917076 .
^ Moolenaar, Simon W. (1999). "Tungmetallvågar, del II: Hantering av kadmium, koppar, bly och zink i europeiska agro-ekosystem" . Journal of Industrial Ecology . 3 (1): 41–53. doi : 10.1162/108819899569386 . ISSN 1530-9290 . S2CID 129280091 .

[:0-1] Rauch, Jason N.; Pacyna, Jozef M. (2009). "Jordens globala Ag, Al, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb och Zn cykler" . Globala biogeokemiska cykler . 23 (2). Bibcode : 2009GBioC..23.2001R . doi : 10.1029/2008GB003376 . ISSN 1944-9224 .

[2] Conway, Tim M.; John, Seth G. (2014). "Den biogeokemiska kretsloppet av zink och zink isotoper i Nordatlanten" . Globala biogeokemiska cykler . 28 (10): 1111–1128. Bibcode : 2014GBioC..28.1111C . doi : 10.1002/2014gb004862 . ISSN 0886-6236 .

[3] Planka, Terry; Langmuir, Charles H. (1998). "Den kemiska sammansättningen av subduktion av sediment och dess konsekvenser för skorpan och manteln" . Kemisk geologi . 145 (3–4): 325–394. Bibcode : 1998ChGeo.145..325P . doi : 10.1016/S0009-2541(97)00150-2 . ISSN 0009-2541 .

[4] Thiart, Christien; de Wit, Maarten J. (2006), "Fingerprinting the metal endowment of early continental crust to test for secular change in global mineralization" , Evolution of Early Earth's Atmosphere, Hydrosphere, and Biosphere - Constraints from Ore Deposits , Geological Society of America, doi : 10.1130/2006.1198(03) , ISBN 978-0-8137-1198-0

[5] Gordon, RB; Lifset, RJ; Bertram, M.; Reck, B.; Graedel, TE; Spatari, S. (2004). "Var är all zink på väg: Lager- och flödesprojektet, del 2" . JOM . 56 (1): 24–29. Bibcode : 2004JOM....56a..24G . doi : 10.1007/s11837-004-0266-4 . ISSN 1543-1851 . S2CID 129908307 .

[6] Franklin RE; Duis, Lori; Brown, Richard; Kemp, Thomas (2005). "Spårelementinnehåll i utvalda gödselmedel och mikronäringsmaterial" . Kommunikationer i markvetenskap och växtanalys . 36 (11–12): 1591–1609. doi : 10.1081/CSS-200059091 . ISSN 0010-3624 . S2CID 94917076 .

[7] Moolenaar, Simon W. (1999). "Tungmetallvågar, del II: Hantering av kadmium, koppar, bly och zink i europeiska agro-ekosystem" . Journal of Industrial Ecology . 3 (1): 41–53. doi : 10.1162/108819899569386 . ISSN 1530-9290 . S2CID 129280091 .