stofverwisselingen

Stofverwisselingen zijn de processen waardoor materie in, door en uit een systeem stroomt, en waarbij stoffen worden opgenomen, getransformeerd, getransporteerd, opgeslagen en uiteindelijk weer vrijgegeven. Ze komen voor in levende organismen, in ecosystemen en in fysisch-chemische systemen, en vormen een centraal onderwerp in de stofwisseling, biogeochemische kringlopen en materiaalkunde.

In levende organismen beschrijven stofverwisselingen hoe stoffen uit de omgeving worden opgenomen (inname en absorptie), verwerkt via spijsvertering en stofwisseling, en vervolgens getransporteerd binnen het lichaam (bijvoorbeeld via het bloed). Ze omvatten ook waterbalans, nutriëntenopname en uitscheiding of opslag.

In ecosystemen bewegen materie tussen organismen en de fysieke compartimenten lucht, water en bodem. Kringlopen van koolstof, stikstof en fosfor illustreren herhaalde uitwisseling en transformatie: fixatie door micro-organismen, mineralisatie, assimilatie door planten, consumptie door dieren, afbraak en terugkeer naar opslagruimten. De snelheid en efficiëntie hangen af van factoren zoals temperatuur, vocht, microbiële activiteit en de structuur van het ecosysteem.

In de chemie en natuurkunde verwijzen stofverwisselingen naar massa-overdracht tussen fasen (gas, vloeistof, vast) en naar chemische transformatie. Diffusie, osmose, dissolutie, precipitatie en chemische reacties wijzigen de hoeveelheid en soort van stoffen en beïnvloeden chemische evenwichten en de dynamiek van systemen.

Massa-balansmethoden worden gebruikt om stofverwisselingen te kwantificeren: invoer minus uitvoer leveren opslagveranderingen en transformatie-verliezen op. Modellen helpen bij het inschatten van de reacties op veranderingen zoals nutriëntenbelasting of klimaatwijzigingen.