Йодный цикл — это биогеохимический цикл , который в основном состоит из природных [1] и биологических процессов [3], которые обменивают йод через литосферу , гидросферу и атмосферу . [3] [2] Йод существует во многих формах, но в окружающей среде он обычно имеет степень окисления -1, 0 или +5. [1]
Йод в океане в основном содержится в океанических отложениях и морской воде . [4] Во время субдукции океанической коры и морской воды большая часть йода попадает в морскую воду через рассол , в то время как небольшое количество попадает в мантию. [4] Морская биота, включая водоросли и рыбу, накапливает йод из морской воды и возвращает его во время разложения . [2] Осаждение океанического йода пополняет раковину океанических отложений . [1]
Потери йода из океанического стока происходят в атмосферный сток. [1] Часть этих потерь приходится на аэрозолизацию морских брызг . [2] Однако большая часть йода, попадающего в атмосферу, происходит посредством биологического преобразования йодида и йодата в метильные формы, в первую очередь в йодистый метил . [3] Водоросли , фитопланктон и бактерии участвуют в восстановлении стабильного иона йодата до йодида, [5] а различные виды вырабатывают летучий йодистый метил, который покидает океаны и образует аэрозоли в атмосфере. [3]
Йод редко встречается в природе в минеральной форме, поэтому он составляет очень малую часть горных пород по массе. [2] Осадочные породы имеют более высокую концентрацию йода по сравнению с метаморфическими и магматическими породами. [4] Из-за низкой концентрации йода в горных породах выветривание представляет собой незначительный поток йода в почвы и пресноводную гидросферу. [1]
Почвы содержат гораздо более высокую концентрацию йода по сравнению с их материнской породой, хотя большая его часть связана с органическими и неорганическими веществами, возможно, из-за микробной активности. [ 4] Основным источником йода для почв является сухое и влажное осаждение аэрозольного йода в атмосфере. [1] Из-за высокого производства атмосферного йода из океанов, как концентрация йода, так и поток йода в почвы наиболее высоки вблизи прибрежных регионов. [1] Растения поглощают йод из почвы через свои корни и возвращают йод при разложении. [2] Фауна, потребляющая растения, может поглощать этот йод, но аналогичным образом возвращать его в почвы при разложении. [2] Некоторое количество йода также может циклически попадать в пресноводную гидросферу через выщелачивание и сток , откуда он может возвращаться в океаны. [1]
Подобно океаническому йоду, большая часть йода, выходящего из почвы, улетучивается путем преобразования в метильные формы йода бактериями. [3] Однако, в отличие от улетучивания в океане, бактерии считаются единственными организмами, ответственными за улетучивание в почвах. [4]
Йод является необходимым микроэлементом для здоровья человека и используется в качестве продукта для различных отраслей промышленности. [3] Йод, предназначенный для использования и потребления человеком, берется из рассолов, что составляет незначительное возмущение глобального цикла йода. [1] Гораздо большее антропогенное воздействие происходит за счет сжигания ископаемого топлива , которое выбрасывает йод в атмосферу. [1]
Йод-129 , радиоизотоп йода, является отходом производства ядерной энергии и испытаний оружия . [3] Если только он не присутствует в высоких концентрациях, йод-129, скорее всего, не представляет опасности для здоровья человека. [6] Ранние исследования пытались использовать соотношение йода-129/йод-127 в качестве индикатора цикла йода. [6]