Calciumdoorstroming

Calciumdoorstroming is de transport van calciumionen (Ca2+) door een medium zoals bodem, poreus gesteente, grondwatersystemen of biologische membranen. Het is afhankelijk van waterbeweging, chemische en elektrokinetische factoren en speelt een rol in geochemische cycli, waterhardheid, bodemvruchtbaarheid en cellulaire signaaloverdracht.

Mechanismen van calciumdoorstroming omvatten advectieve transport met stromend water en diffusie langs concentratiegradiënten. Daarnaast speelt ionenuitwisseling op kleimineralen (kationwisselingcapaciteit) een belangrijke rol, waarbij Ca2+ kan uitwisselen met andere kationen zoals Na+, Mg2+ en K+. Neerslag en oplossing van calciummineralen (bijvoorbeeld calciet) kunnen calcium verwijderen of vrijmaken, waardoor de mobiliteit verandert. De aanwezigheid van andere ionen, pH-omstandigheden en de mineralogische samenstelling bepalen in grote mate de snelheid en omvang van de transportprocessen.

Toepassings- en contexten van calciumdoorstroming zijn onder meer bodemfysica en hydrogeologie. In bodems is de mobiliteit van calcium sterk afhankelijk van textuur, organische stof, vochtgehalte en wortelactiviteit; in zure bodems kan Ca2+ snel uitspoelen naar lagere diepten, wat vruchtbaarheid beïnvloedt. In grondwater draagt calcium bij aan hardheid en neerslagvorming, en beïnvloedt het koolstofdioxide-equilibria in aquifers. In biologie is calciumtransport cruciaal voor processen zoals spiercontractie, neurotransmissie en secretie, gemedieerd door kanalen, pompen en uitwisselaars.

Bevindingen over calciumdoorstroming worden vaak verkregen met tracerstudies, analyse van Ca2+-concentraties en modellen die advectie-dispersie combineren met sorptie en mineraal-evenwicht.