प्रमुख जैव-भूरासायनिक चक्र

क्योंकि इसमें पोषक तत्वों का संचलन जैविक जीवों, भूगर्भीय चट्टान/मृदा और रासायनिक पर्यावरण के मध्य होता है।

गैसीय चक्र तीव्र व पूर्ण होते हैं; अवसादी चक्र तलछट में फंसने के कारण अपेक्षाकृत अपूर्ण व धीमे होते हैं।

गैसीय चक्र (Gaseous Cycles - मुख्य भंडार वायुमंडल व महासागर हैं)।

फास्फोरस शुद्ध अवसादी चक्र है; सल्फर मिश्रित (अवसादी व गैसीय दोनों) चक्र है।

प्रकाश संश्लेषण (अकार्बनिक CO2 का कार्बनिक शर्करा में रूपांतरण)।

अक्रिय N2 का पौधों द्वारा सीधे अवशोषित न हो पाना (स्थिरीकरण की अनिवार्यता)।

भूपर्पटी की फास्फेट युक्त अवसादी चट्टानें।

इसमें कोई महत्वपूर्ण गैसीय या वायुमंडलीय घटक नहीं होता।

न्यूक्लिक अम्ल (DNA, RNA), ATP (ऊर्जा वाहक), कोशिका झिल्ली (फॉस्फोलिपिड) और हड्डियों का निर्माण।

ऑर्थोफॉस्फेट आयनों (H2PO4⁻ और HPO4²⁻) के रूप में।

रासायनिक व भौतिक अपक्षय (Weathering) तथा वर्षा जल द्वारा घुलनशीलता।

गहरे समुद्री अवसादों में दबे फास्फेट को भूगर्भीय उत्थान द्वारा पुनः सतह पर आने में लाखों वर्ष लगते हैं।

समुद्री पक्षियों (और चमगादड़ों) की फास्फेट व नाइट्रोजन से भरपूर विष्ठा (प्राकृतिक समृद्ध उर्वरक)।

गुआनाए कॉर्मोरेंट और पेलिकन जैसे समुद्री पक्षियों द्वारा हम्बोल्ट धारा के समृद्ध प्लवकों के उपभोग से।

मछली खाने वाले समुद्री पक्षियों (ग्वानो) तथा मनुष्यों द्वारा समुद्री मत्स्य उपभोग के माध्यम से।

कवक तंतु (हाइफी) जड़ की पहुंच का विस्तार कर अघुलनशील फास्फेट को घुलनशील बनाते हैं।

फास्फेट विलेयक जीवाणु (PSB - जैसे बैसिलस, स्यूडोमोनास)।

लोहा (Fe) और एल्युमिनियम (Al) आयनों के साथ बंधकर अघुलनशील फास्फेट बनने के कारण।

कैल्शियम (Ca) के साथ (अघुलनशील कैल्शियम फास्फेट निर्माण)।

क्योंकि इसकी प्राकृतिक आपूर्ति सीमित होती है और यह प्राथमिक उत्पादकता की दर को नियंत्रित करता है।

वह समय बिंदु जब वैश्विक रॉक फास्फेट खनन उत्पादन अपने चरम पर पहुंचकर स्थायी रूप से घटने लगेगा।

मोरक्को और पश्चिमी सहारा में।

रासायनिक उर्वरकों व डिटर्जेंट के अंधाधुंध उपयोग और कृषि अपवाह द्वारा जल निकायों में प्रदूषण।

जल की कठोरता दूर करने और मैल साफ करने हेतु (अब सुपोषण के कारण कई देशों में प्रतिबंधित)।

त्वरित सुपोषण (Cultural Eutrophication) और हानिकारक शैवाल प्रस्फुटन (Algal Bloom)।

जल की सतह पर सघन चटाई जैसी हरी परत बनाकर जलमग्न वनस्पतियों का प्रकाश संश्लेषण बंद करना।

मृत शैवालों के अपघटन हेतु जीवाणुओं द्वारा जल में घुली अधिकांश ऑक्सीजन का उपभोग कर लेना।

कार्बनिक प्रदूषण और जीवाणु अपघटन बढ़ने पर BOD का मान तेजी से बढ़ता है।

BOD केवल जैव-अपघटनीय पदार्थों हेतु O2 मापता है, जबकि COD सभी रासायनिक व जैविक पदार्थों हेतु।

समुद्री पादप प्लवकों में कार्बन, नाइट्रोजन और फास्फोरस का आणविक अनुपात (106 C : 16 N : 1 P)।

फास्फोरस (जबकि खुले महासागरों में प्रायः नाइट्रोजन या लोहा)।

पत्तियों का गहरा नीला-हरा या बैंगनी रंग होना तथा जड़ों का अल्प विकास।

हाइड्रॉक्सीएपेटाइट [Ca10(PO4)6(OH)2]।

एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (जिसमें 3 उच्च-ऊर्जा फास्फेट बंध होते हैं)।

क्योंकि पोषक तत्व लंबे समय तक चट्टानों व गहरे तलछटों में निष्क्रिय फंसे रहते हैं।

मिश्रित प्रकृति (अवसादी चट्टानी भंडार और गैसीय वायुमंडलीय घटक दोनों का समन्वय)।

भूपर्पटी की चट्टानें, जिप्सम (CaSO4·2H2O), पाइराइट (FeS2) और कोयला/पेट्रोलियम।

सल्फर डाइऑक्साइड (SO2), हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S), और डाईमिथाइल सल्फाइड (DMS)।

मेथियोनीन (Methionine) और सिस्टीन (Cysteine)।

सल्फेट आयनों (SO4²⁻) के रूप में।

दलदली भूमियों, अवायवीय जैविक अपघटन और गर्म जल के स्रोतों/ज्वालामुखियों से।

हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S)।

ज्वालामुखी उद्गार (Volcanic Eruptions)।

कोयला आधारित ताप विद्युत गृह और तेल शोधनशालाएं।

डाईमिथाइल सल्फाइड (DMS - Dimethyl Sulfide)।

समुद्री पादप प्लवकों (Phytoplankton, जैसे कोकोलिथोफोर्स) द्वारा DMSP के विखंडन से।

वायुमंडल में ऑक्सीकृत होकर सल्फेट एरोसोल बनाना, जो बादल संघनन नाभिक (CCN) का कार्य करते हैं।

समुद्री पादप प्लवक, DMS उत्सर्जन, बादल निर्माण और वैश्विक जलवायु के मध्य जैविक फीडबैक लूप।

बादलों का परावर्तन (Albedo) बढ़ाकर सूर्य के प्रकाश को वापस भेजना और पृथ्वी को शीतल रखना।

डेसल्फोविब्रियो (Desulfovibrio - जो SO4²⁻ को H2S में बदलते हैं)।

हरे एवं बैंगनी सल्फर जीवाणु (Green and Purple Sulfur Bacteria)।

थायोबैसिलस थायोऑक्सीडेंस (Thiobacillus thiooxidans)।

SO2 वायुमंडलीय जलवाष्प से क्रिया कर सल्फ्यूरिक अम्ल (H2SO4) बनाती है।

कोयला व धातु खदानों में पाइराइट (FeS2) के वायु व जल संपर्क से सल्फ्यूरिक एसिड का निर्माण।

जल का pH 2-3 तक गिरना और भारी धातुओं का घातक घुलन।

फ्लू गैस डिसल्फराइजेशन (FGD / वेट स्क्रबर)।

चूना पत्थर (CaCO3) या बुझा चूना [Ca(OH)2], जिससे जिप्सम बनता है।

नई पत्तियों में हरितहीनता (क्लोरोसिस) और प्रोटीन संश्लेषण में गिरावट।

बीजों में तेल की मात्रा और विशिष्ट तीखे स्वाद (ग्लूकोसिनोलेट्स) को बढ़ाना।

सल्फर युक्त कार्बनिक यौगिकों (जैसे एलिसिन) के कारण।

केराटिन (Keratin - डाइसल्फाइड बंधों द्वारा संरचनात्मक मजबूती)।

सल्फर (गंधक)।

हाइड्रोजन सल्फाइड का उपयोग करने वाले रसायन-संश्लेषी जीवाणु।

अपने शरीर में मौजूद सहजीवी सल्फर-ऑक्सीकारक जीवाणुओं पर।

कुछ दिनों से लेकर एक सप्ताह तक (वर्षा द्वारा धुल जाना)।

सौर विकिरण को परावर्तित कर 1-2 वर्षों तक वैश्विक शीतलन (जैसे माउंट पिनातुबो 1991)।

CaSO4·2H2O; क्षारीय मृदा के सुधार और सल्फर-कैल्शियम आपूर्ति हेतु।

एसिडिथायोबैसिलस फेरोऑक्सीडेंस (Acidithiobacillus ferrooxidans)।

पादपों द्वारा सल्फेट को अपचयित कर कार्बनिक सल्फर (अमीनो एसिड) में बदलना।

आयरन सल्फाइड (पाइराइट / FeS2 - 'मूर्खों का सोना')।

सौर ऊर्जा द्वारा संचालित जल का वायुमंडल, स्थलमंडल और जलमंडल के मध्य सतत परिसंचरण।

जल सार्वभौमिक विलायक है, जो सभी पोषक तत्वों (N, P, K, C, S) को घोलकर जीवों तक पहुँचाता है।

लगभग 97.5% (अलवण/मीठा जल मात्र 2.5%)।

ग्लेशियरों, ध्रुवीय हिमटोपियों और स्थायी बर्फ की चादरों में।

भूजल (Groundwater - लगभग 30% मीठा जल)।

1% से भी कम (सतही मीठा जल अत्यंत सीमित है)।

सौर विकिरण (Solar Energy) और पृथ्वी का गुरुत्वाकर्षण।

पौधों की पत्तियों के रंध्रों (Stomata) द्वारा जलवाष्प का वायुमंडल में विमोचन।

मृदा/सतह से वाष्पीकरण और वनस्पति से वाष्पोत्सर्जन का संयुक्त कुल योग।

मृदा सतह से जल का अंदर प्रवेश अंतःस्यंदन है; भूजल की ओर गहरा नीचे जाना अंतःस्रवण है।

मृदा के ऊपरी उपजाऊ कणों, नाइट्रेट व फास्फेट को बहाकर नदियों और झीलों में जमा करना।

मृदा अपरदन और पोषक तत्वों का ह्रास (Soil Nutrient Depletion)।

जल में घुलकर पोषक तत्वों (नाइट्रेट, कैल्शियम) का पौधों की जड़ों की पहुंच से गहरे भूमिगत स्तर में बह जाना।

नदियों द्वारा महाद्वीपों से वार्षिक अरबों टन खनिजों का महासागरों में विसर्जन।

किसी जीव या फसल की वृद्धि उस पोषक तत्व से सीमित होती है जो न्यूनतम अनुपात में उपलब्ध हो।

पोषक तत्व की न्यूनतम कमी ही नहीं, बल्कि अत्यधिक अधिकता भी जीवों हेतु विषैली/हानिकारक हो सकती है।

मृत जैव अवशेष जो अपघटकों द्वारा पोषक चक्र में पुनः प्रविष्ट कराए जाते हैं।

अविकृत परिपक्व प्राकृतिक वनों (जैसे उष्णकटिबंधीय वर्षावन)।

वाष्पोत्सर्जन घटता है, अपवाह व मृदा क्षरण बढ़ता है और पोषक तत्वों की भारी लीचिंग होती है।

वन कटाई के बाद जल प्रवाह में 40% वृद्धि और नाइट्रेट लीचिंग में 50 गुना से अधिक वृद्धि दर्ज हुई।

बाढ़ जल को सोखकर धीमी गति से छोड़ना, तलछट छानना और अतिरिक्त N व P का अवशोषण।

स्थलीय अपवाह से आने वाले अतिरिक्त पोषक तत्वों को पकड़कर समुद्र को प्रदूषण से बचाना।

अंतःस्यंदन घटाकर भूजल पुनर्भरण रोकना और सतह पर विनाशकारी बाढ़ (Urban Flooding) बढ़ाना।

भूजल स्तर में सुधार, सतही अपवाह में कमी और मृदा क्षरण की रोकथाम।

जल के बहाव को धीमा कर अंतःस्यंदन बढ़ाना और पोषक तत्वों को खेत में रोकना।

सीधे जड़ क्षेत्र में जल व घुलित उर्वरक (फर्टिगेशन) देकर लीचिंग और वाष्पीकरण शून्य करना।

ड्रिप सिंचाई जल के साथ रासायनिक उर्वरकों को सटीक रूप से पौधों की जड़ों तक पहुँचाना।

कार्बन को सहस्राब्दियों तक स्थिर रखना तथा सरंध्र संरचना द्वारा जल व पोषक तत्वों को बांधना।

जैविक अपशिष्ट, सीवेज स्लज और कृषि अवशेषों को खाद बनाकर पुनः खेतों में लौटाना।

स्ट्रूवाइट (Struvite - मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट उर्वरक)।

सिंथेटिक रसायनों के बिना हरी खाद, फसल चक्रण और जैव-उर्वरकों द्वारा स्वदेशी चक्रण।

डीएनए (DNA) और आरएनए (RNA - जिसमें शर्करा, नाइट्रोजनी क्षार और फॉस्फेट तीनों होते हैं)।

नाइट्रोजन और फास्फोरस चक्र (अत्यधिक जैव-भूरासायनिक प्रवाह)।

समुद्री खारे जल का अंतर्वेधन (Seawater Intrusion)।

वायुमंडलीय ताप बढ़ने से वाष्पीकरण में वृद्धि, जिससे अतिवृष्टि और सूखे की घटनाएं चरम पर पहुंचना।

लगभग 7% जलवाष्प धारण क्षमता।

12 प्रमुख पोषक तत्वों का परीक्षण कर संतुलित उर्वरक उपयोग सुनिश्चित करना।

प्रकृति-आधारित समाधान (Nature-based Solutions - NbS) एवं पुनर्योजी कृषि (Regenerative Agriculture)।