วัฏจักรคลอรีน (Cl) คือวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีของคลอรีนผ่านชั้นบรรยากาศอุทกภาคชีวภาคและธรณีภาคคลอรีนส่วนใหญ่มักพบในรูปของไอออนคลอไรด์อนินท รีย์ หรือสารประกอบอินทรีย์ที่มีคลอรีน หลายชนิด ^{[ 1 ] [ 2 ]}มีการระบุสารประกอบอินทรีย์ที่มีคลอรีนที่ผลิตขึ้นทางชีวภาพมากกว่า 5,000 ชนิด^{[ 3 ]}

การหมุนเวียนของคลอรีนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและการสร้างสารประกอบคลอรีนจากแหล่งกำเนิดที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ส่งผลกระทบอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการลดลงของชั้นโอโซน คลอรีนมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางชีวภาพหลายอย่าง รวมถึงบทบาทมากมายในร่างกายมนุษย์^{[ 6 ]}นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นโคแฟคเตอร์ที่จำเป็นในเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับ การ สังเคราะห์แสง ของพืช ^{[ 3 ]}

คลอรีนมีบทบาทสำคัญในวัฏจักรของบรรยากาศและสภาพภูมิอากาศ รวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) ^{[ 7 ]}การไหลเวียนของคลอรีนเข้าสู่ชั้นโทรโปสเฟียร์ส่วนใหญ่มาจากการพ่นละอองเกลือทะเล ทั้งคลอรีนอินทรีย์และอนินทรีย์ถูกถ่ายโอนเข้าสู่ชั้นโทรโปสเฟียร์จากมหาสมุทร^{[ 2 ]}การเผาไหม้ชีวมวลเป็นอีกแหล่งหนึ่งของคลอรีนทั้งอินทรีย์และอนินทรีย์ที่เข้าสู่ชั้นโทรโปสเฟียร์จากแหล่งกักเก็บบนบก^{[ 2 ]}โดยทั่วไป คลอรีนอินทรีย์มีปฏิกิริยาน้อยมากและจะถูกถ่ายโอนจากชั้นโทรโปสเฟียร์ไปยังชั้นสตราโตสเฟียร์ การไหลเวียนของคลอรีนจากชั้นโทรโปสเฟียร์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากการตกตะกอนบนพื้นผิวลงสู่ระบบน้ำ

มหาสมุทรเป็นแหล่งกำเนิดคลอรีนที่ใหญ่ที่สุดในอุทกภาคของโลก^{[ 2 ]}ในอุทกภาค คลอรีนมีอยู่ส่วนใหญ่ในรูปของคลอไรด์เนื่องจากไอออน Cl ^{− ละลายได้ดี [ 3 ]}การไหลเวียนของคลอรีนส่วนใหญ่อยู่ในอุทกภาคเนื่องจากไอออนคลอไรด์ละลายได้ดีและมีปฏิกิริยาในระบบน้ำ^{[ 2 ]}ธารน้ำแข็งสามารถกักเก็บคลอรีนบางส่วนที่ตกตะกอนจากฝนและหิมะได้ แต่ส่วนใหญ่จะถูกชะล้างลงสู่มหาสมุทร

แหล่งสะสมคลอรีนที่ใหญ่ที่สุดอยู่ในชั้นธรณีภาค ซึ่งเป็นบริเวณที่...คลอรีนทั่วโลก 2.2 × 10 ²²  กิโลกรัมพบอยู่ในเนื้อโลก^{[ 2 ]}การระเบิดของภูเขาไฟจะปล่อยคลอรีนในรูปHCl ในปริมาณสูงเป็นระยะๆ เข้าสู่ชั้นโทรโปสเฟียร์แต่คลอรีนส่วนใหญ่ที่ไหลมาจากน้ำทะเลผสมกับเนื้อโลก^{[ 2 ]}

คลอรีนที่จับกับสารอินทรีย์มีปริมาณมากพอๆ กับไอออนคลอไรด์ในระบบดินบนบก หรือเพโดสเฟียร์ [ ^{1 ] การ}ค้นพบยีนที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางของ Cl หลายชนิดในจุลินทรีย์และพืชบ่งชี้ว่ากระบวนการทางชีวภาพจำนวนมากใช้คลอไรด์และผลิตสารประกอบคลอรีนอินทรีย์ เช่นเดียวกับกระบวนการที่ไม่ใช่ชีวภาพอีกมากมาย^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}สารประกอบคลอรีนเหล่านี้สามารถระเหยหรือถูกชะล้างออกจากดินได้ ซึ่งทำให้สภาพแวดล้อมของดินโดยรวมกลายเป็นแหล่งกักเก็บคลอรีนทั่วโลก^{[ 1 ]}พบว่าโปรคาริโอตแบบไม่ใช้ออกซิเจนหลายชนิด มียีนและแสดงกิจกรรมสำหรับการระเหยของสารอินทรีย์คลอรีน ^{[ 8 ]}

ความสามารถของคลอรีนในการแตกตัวอย่างสมบูรณ์ในน้ำเป็นเหตุผลที่ทำให้คลอรีนเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่จำเป็นในกระบวนการทางชีวภาพหลายอย่าง^{[ 6 ]}คลอรีนร่วมกับฟอสฟอรัสเป็นธาตุที่พบมากเป็นอันดับที่หกในสารอินทรีย์ [ ^{1 ]}เซลล์ใช้คลอไรด์เพื่อปรับสมดุลค่า pH และรักษาแรงดันเต่งให้อยู่ในสภาวะสมดุล การนำไฟฟ้าสูงของไอออน Cl ^{− เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการ ส่ง}สัญญาณประสาทในสมองและควบคุมการทำงานที่สำคัญอื่นๆ ในทางชีววิทยา^{[ 9 ]}

ผลกระทบจากการลดลงของโอโซนเหนือ ทวีปแอนตาร์กติกาจากสาร คลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ^{[ 7 ]}ปฏิกิริยาที่ต่ำของ CFCs ทำให้มันสามารถไปถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ ตอนบนได้ ซึ่งมันจะทำปฏิกิริยากับรังสี UV-C และก่อตัวเป็นไอออนคลอไรด์ที่มีปฏิกิริยาสูงซึ่งทำปฏิกิริยากับมีเทน^{[ 7 ]}ไอออนคลอรีนที่มีปฏิกิริยาสูงเหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายเพื่อก่อตัวเป็นกรดที่ทำลายโอโซนชนิดอื่น^{[ 10 ]}

คลอรีน-36เป็นไอโซโทปรังสีที่ผลิตในโรงงานนิวเคลียร์หลายแห่งเป็นของเสียที่เป็นผลพลอยได้^{[ 3 ]}ครึ่งชีวิตของมันคือ3.01 × 10 ⁵  ปีความสามารถในการเคลื่อนที่ในชั้นดินและความสามารถในการถูกดูดซึมโดยสิ่งมีชีวิต ทำให้ไอโซโทปนี้เป็นที่สนใจอย่างมากในหมู่นักวิจัย^{[ 3 ]}ความสามารถในการละลายสูงและปฏิกิริยาต่ำของ³⁶ Cl ⁻ยังทำให้มีประโยชน์สำหรับการวิจัยเกี่ยวกับวัฏจักรทางชีวธรณีเคมีของคลอรีน เนื่องจากการวิจัยส่วนใหญ่ใช้เป็นตัวติดตามไอโซโทป^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 7 ]}