Fosfato

Fosfato

Los fosfatos son las sales o los ésteres del ácido fosfórico. Tienen en común un átomo de fósforo rodeado por cuatro átomos de oxígeno en forma tetraédrica.

Los fosfatos secundarios y terciarios son insolubles en agua, a excepción de los de sodio, potasio y amonio.

Fosfatos en la materia viva

En la materia viva el fósforo aparece siempre en forma de ion fosfato soluble (ortofosfato, PO43−); el cual como igualmente se puede obtener de reacciones inorgánicas, en las ecuaciones bioquímicas se abrevia Pi («fosfato inorgánico»).

Además del Pi, en las reacciones puede aparecer implicado el pirofosfato (P2O74−) que se abrevia PPi. De la hidrólisis del segundo se obtiene el primero. Esa hidrólisis es muy exotérmica, y muy endotérmica la formación del puente entre átomos de fósforo, y es en eso en lo que se basa la función de los transferidores biológicos de energía, señaladamente el ATP.

El fosfato forma parte de los nucleótidos, los monómeros en que se basa la composición del ADN y demás ácidos nucleicos. También hay fosfato en la composición de algunos lípidos formadores de membranas, como los fosfoglicéridos, donde su elevada constante de ionización constribuye a la carga eléctrica de la «cabeza hidrófila».

Los fosfatos orgánicos

Los fosfatos orgánicos son ésteres del ácido fosfórico, y por ello se caracterizan por ser moléculas más complejas que otros fosfatos. Se sintetizan convenientemente por reacción de O=PCl3 con los alcoholes correspondientes en presencia de una base. Muchos de estos ésteres son neurotóxicos y guardan una estrecha relación con los gases nerviosos y algunos insecticidas. Sin embargo algunos se han empleado para ablandar plásticos como el cloruro de polivinil PVC.

Aspectos medioambientales

La concentración de fosfatos en un agua natural es fundamental para evaluar el riesgo de eutrofización. Este elemento suele ser el factor limitante en los ecosistemas para el crecimiento de los vegetales, y un gran aumento de su concentración puede provocar la eutrofización de las aguas. Así, Los fosfatos están directamente relacionados con la eutrofización de ríos, pero especialmente de lagos y embalses. En lo referente a las aguas de consumo humano, un contenido elevado modifica las características organolépticas y dificulta la floculación - coagulación en las plantas de tratamiento.

Tan sólo 1 gramo de fosfato-fósforo (PO4-P) provoca el crecimiento de hasta 100 gramos de algas. Si el crecimiento de algas es excesivo, cuando estas algas mueren, los procesos de descomposición pueden dar como resultado una alta demanda de oxígeno, agotando el oxígeno presenta en el agua. La directiva EU 91/271/CEE, en vista del peligro potencial para las aguas superficiales, especifica unos valores límite para el vertido de E.D.A.R. de compuestos de fosfato a las aguas receptoras: 2 mg/l fósforo total (10.000 – 100.000 h-e) o 1 mg/l fósforo total (> 100.000 h-e).

Las concentraciones críticas para una eutrofización incipiente se encuentran entre 0,1-0,2 mg/l PO4-P en el agua corriente y entre 0,005-0,01 mg/l PO4-P en aguas tranquilas. La forma asimilable del fósforo es el ión fosfato, aunque en el agua a veces se encuentran compuestos fosforados en estado coloidal o en forma de fósforo elemento.

Los fosfatos existen en forma disuelta, coloidal o sólida. Antes de realizar un análisis, por tanto, es importante considerar qué tipo de fosfatos deberán determinarse. Si solamente se va a determinar ortofosfato (por ejemplo, para el control de la precipitación de fósforo), sólo hay que filtrar la muestra antes de analizarla. Sin embargo, si se va a determinar la concentración de fósforo total (por ejemplo para el control de los valores límite), primero hay que homogeneizar la muestra y después hidrolizarla (someterla a digestión).

Por último, la cantidad de fosfatos se suele indicar como mg/l PO4-P (mg de P de la molécula de PO4 por l de agua) o bien en mg/l PO4 (mg PO4 por l de agua). La relación entre ambos es: 1 mg/l PO4-P = 3,06 mg/l PO4

Eutrofización

Eutrofizado es aquel ecosistema o ambiente caracterizado por una abundancia anormalmente alta de nutrientes. En ecología el término eutrofización designa el enriquecimiento en nutrientes de un ecosistema. El uso más extendido se refiere específicamente al aporte más o menos masivo de nutrientes inorgánicos en un ecosistema acuático

Causas de la eutrofización

La principal causa antropogénica de procesos de eutrofización es la contaminación química. Las formas más importantes desde este punto de vista son:

• La contaminación agropecuaria, sobre todo la contaminación difusa de los suelos y de los acuíferos con fertilizantes inorgánicos de origen industrial o extractivo; o por excrementos animales, a causa de una producción masiva de ganado, aves, peces, etc. Estas causas aportan nitrógeno, en forma de nitrato y amonio, y fósforo, como fosfato, a la vez que cationes como potasio (K+,) magnesio (Mg++), etc.

• Las contaminaciones forestales, por abandono en los ríos de residuos forestales y restos del aprovechamiento maderero, lo que aumenta la materia orgánica disuelta, favoreciendo la proliferación de flora eutrófica como berros y lenteja de agua, que a su vez remansa la corriente y disminuye el espejo del agua.

• La contaminación atmosférica por óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de azufre (SOx). Éstos reaccionan con el agua atmosférica para formar ion nitrato (NO3-) e ion sulfato (SO42-) que una vez que alcanzan el suelo forman sales solubles. De esta manera se solubilizan los cationes del suelo, provocando el empobrecimiento de éste en nutrientes. Esas sales son arrastradas fácilmente a los acuíferos y a los ríos, contaminándolos. En estos últimos la importante incorporación de nutrientes así producida, puede dar lugar a un proceso de eutrofización. Ésta afectará finalmente también a los embalses, así como a los lagos o mares donde los ríos desemboquen.

• La contaminación urbana. Los efluentes urbanos, si no hay depuración o ésta es sólo parcial, aportan nutrientes en dos formas:

o residuos orgánicos, que enriquecen en elementos previamente limitantes el ecosistema;

o residuos inorgánicos como el fosfato, empleado como emulgente en la fabricación de detergentes. Por esta razón las legislaciones modernas promueven la sustitución del fosfato en la fabricación de estos productos.

Efectos

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