Ciclo del flúor

El ciclo del flúor es la serie de procesos biogeoquímicos mediante los cuales el flúor se desplaza a través de la litosfera , la hidrosfera , la atmósfera y la biosfera . El flúor se origina en la corteza terrestre, y su ciclo entre diversas fuentes y sumideros está modulado por una variedad de procesos naturales y antropogénicos.

El flúor es el decimotercer elemento más abundante en la Tierra y el vigésimo cuarto elemento más abundante en el universo. Es el elemento más electronegativo y altamente reactivo. Por lo tanto, rara vez se encuentra en su estado elemental, aunque se ha identificado flúor elemental en ciertos contextos geoquímicos. ^{[ 3 ]} En cambio, se encuentra con mayor frecuencia en compuestos iónicos (por ejemplo, HF, CaF ₂ ).

Los principales mecanismos que movilizan el flúor son la meteorización química y mecánica de las rocas. Entre las principales fuentes antropogénicas se incluyen los productos químicos y fertilizantes industriales, la fabricación de ladrillos y la extracción de agua subterránea. El flúor es transportado principalmente por los ríos hasta los océanos, donde permanece allí durante unos 500 000 años. El flúor puede eliminarse del océano mediante la deposición de sedimentos terrígenos o autigénicos , o por la subducción de la litosfera oceánica.

La gran mayoría del flúor de la Tierra se encuentra en la corteza , donde se halla principalmente en minerales de hidroxisilicato. ^{[ 3 ]} Los niveles de flúor en las rocas ígneas varían considerablemente y están influenciados por el contenido de flúor del magma. Asimismo, la corteza oceánica alterada presenta una gran variabilidad en el flúor; ​​las zonas de serpentinización contienen niveles elevados de flúor. ^{[ 4 ]} Muchos detalles sobre la mineralogía exacta y la distribución del flúor en la corteza son poco conocidos, en particular su abundancia en rocas metamórficas , en el manto y en el núcleo. ^{[ 1 ]}

Fluorine can be liberated from its crustal reservoirs via natural processes (such as weathering, erosion, and volcanic activity) or anthropogenic processes, such as phosphate rock processing, coal combustion, and brick-making. Anthropogenic contributions to the fluorine cycle are significant, with anthropogenic emissions contributing about 55% of global fluorine inputs.^[1]

Fluorine can dissolve into waters as the anion fluoride, where is abundance depends on local abundance within the surrounding rocks. This is in contrast to other halogen abundances, which tend to reflect the abundance of other local halogens, rather than the local rock composition.^[4] Dissolved fluoride is present found in low abundances in surface runoff in rainwater and rivers, and higher concentrations (74 micromolar) in seawater. Fluorine can also enter surface waters via volcanic plumes.^[4]

Fluorine can enter the atmosphere via volcanic activity and other geothermal emissions,^[5] as well as via biomass burning and wind-blown dust plumes.^[3] Additionally, it can come from a wide variety of anthropogenic sources, including coal combustion, brick-making, uranium processing, chemical manufacturing, aluminum production, glass etching, and the microelectronics/semiconductor industry. Fluorine can also enter the atmosphere as a product of reactions between anthropogenically-generated atmospheric chemicals (for example, uranium fluoride).^[5] Furthermore, fluorine is a component in chlorofluorocarbon gases (CFCs), which were mass-produced throughout the 20th century until the detrimental effects associated with their breakdown into highly reactive chlorine and chlorine oxide species were better understood.^[6] The majority of contemporary studies on atmospheric fluorine focus on hydrogen fluoride (HF) in the troposphere, due to HF gas's toxicity and high reactivity.^[5]

El flúor puede eliminarse de la atmósfera mediante deposición húmeda, por precipitación a partir de la lluvia, el rocío, la niebla o las gotas de las nubes, o mediante deposición seca, que se refiere a cualquier proceso que no involucre agua líquida, como la adhesión a materiales superficiales impulsada por la turbulencia atmosférica. El HF también puede eliminarse de la atmósfera mediante reacciones fotoquímicas en la estratosfera . ^{[ 5 ]}

El flúor es un elemento importante para los sistemas biológicos. Desde la perspectiva de la salud de los mamíferos, destaca como componente de la fluorapatita , un mineral clave en los dientes de los humanos expuestos al flúor, así como en los dientes de tiburones y peces. ^{[ 4 ]} En el suelo, el flúor puede actuar como fuente para los sistemas biológicos y como sumidero para los procesos atmosféricos, ya que el flúor atmosférico puede lixiviar a profundidades considerables. ^{[ 3 ]}