Phosphate im Oberflächenwasser

1. Phosphate im Oberflächenwasser

2. Das Anion PO43− Phosphate Phosphorsäure • Phosphate sind die Salze und Ester der ortho-Phosphorsäure. • Phosphorsäureester-Beispiele: • Adenosintriphosphat (ATP = Energietransport) • Nukleotide (Bausteine der DNS) • Phospholipide (Bausteine der Zellmembran) Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Phosphate

3. Biochemie Phosphate bzw. Phosphatreste spielen eine wichtige Rolle in der Biochemie lebender Organismen • Energiestoffwechsel:ADP + Pi + Energie => ATPADP wird durch Übertragung einer Phosphatgruppe "energetisch aufgeladen" und ATP => ADP + Pi + Energie ATP kann durch Abspaltung einer Phosphatgruppe - an anderer Stelle in der Zelle wieder Energie abgeben • Nukleotide sind die Bausteine der Desoxyribonukleinsäure (DNS) • Phospholipide bilden die Biomembranen unserer Zellen • Phosphorylierung:Selektive Übertragung von Phosphat auf Proteine. Kovalent an Proteine gebundenes Phosphat wirkt als molekularer Schalter und ermöglicht Regulation von metabolischen Vorgängen

4. Biochemie Adenosindiphosphat = ADP DNS-Doppelhelix aus verbundenen Nukleotiden mit komplementären Basenpaaren Schematische Darstellung eines Phospholipids Schema der (flüssigen) Lipiddoppelschicht einer Biomembran Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Phospholipide Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Biomembran Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Adenosintriphosphat Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Nucleotid

5. Phosphate: Vorkommen, Gewinnung, Eigenschaften • Vorkommen: Afrika, Florida, Russland (Kola-Halbinsel), ChinaDie Ressourcen von Phosphaten sind begrenzt, und die meisten sind belastet mit Cadmium und/oder radioaktiven Schwermetallen wie Uran • Gewinnung: Aus Mineralen wie Apatit • Eigenschaften: Können Verbindungen mit Schwermetallen eingehen Die meisten Phosphate sind schlecht wasserlöslich (mit Ausnahme der Alkali- und Ammonium-Verbindungen) Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Phosphate

6. Phosphatbelastung der Oberflächengewässer Phosphate gelangen in Oberflächengewässer durch • Abwasser aus dem Siedlungsbereich (Waschmittel) Jedoch besitzen viele Kläranlagen inzwischen eine Reinigungsstufe zur Phosphorelimination • Auswaschung von Phosphat bzw. Abschwemmung von Boden und Düngern Da Düngerphosphat meist im Boden gebunden wird, kann die Auswaschung von Phosphat auf Lehm- und Tonböden praktisch vernachlässigt werden Anders ist die P-Abschwemmung zu bewerten: • Im Zusammenhang mit dem Bodenabtrag durch Wassererosion • bei unsachgemäßem Einsatz von wirtschaftseigenen Düngern Hier kann es schnell zu erheblichen Zufuhren an P in die Gewässer kommen. Durch Ausbringen von Gülle und Jauche auf eine Schneedecke von über 5 cm Dicke (insbesondere in hängigem Gelände und auf tiefgefrorenem Boden) kann es bei der Schneeschmelze bzw. bei starken Niederschlägen zu einem oberflächigen Wasserabfluss kommen. Mit dem Wasserabfluss werden auch die in der Gülle enthaltenen Mineralstoffe abgeschwemmt. Phosphat und weitere Mineralstoffe können so in Oberflächengewässer gelangen Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Phosphate

7. Gliederung des Sees aufgrund abiotischer Umweltfaktoren Die folgende Gliederung des Sees in verschiedene Tiefenzonen bildet sich während der sog. Sommerstagnation aus. Während der Zirkulationsphasen im Frühjahr und Herbst wird diese Schichtung wieder beseitigt.

8. Gliederung des Sees aufgrund abiotischer Umweltfaktoren Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%96kosystem_See

9. Temperaturbedingte Dichteschichtung im Sommer (meist auch im Winter) C N ! P Vollzirkulation des Sees im Frühjahr und Herbst aerob + Epilimnion Primärproduktion Biomasse O2 O2 O2 Metalimnion O2 O2 C Remineralisation Biomasse O2 N Hypolimnion O2 Pi + Fe3+ Fe3+ Fe3+ Fe3+ Seeboden _ unlöslices Eisenphosphat (Anreicherung im Bodensediment) anaerob ! besondere Bedeutung wegen begrenzender Wirkung

10. Eutrophierung >>> Umkippen eines Sees C Vollzirkulation des Sees im Frühjahr und Herbst N ! P aerob + Epilimnion Primärproduktion Biomasse O2 O2 O2 Metalimnion O2 O2 C Remineralisation Biomasse N Hypolimnion Pi Fe2+ Fe2+ Fe2+ Seeboden _ anaerob Fe3+ wird unter Sauerstoffmangel zu Fe2+ reduziert und kann keine Verbindung mit dem Phosphat eingehen, P bleibt so düngewirksam im Wasser gelöst

11. Grundlagen der photometrischen Phosphatbestimmung Dreiwertige Phosphationen bilden in saurer Lösung mit Ammoniummolybdat und Ascorbinsäure einen stark gefärbten blauen Komplex („Molybdänblau“)Intensität des Farbstoffs ist proportional der Phosphat- Konzentrationphotometrische Auswertung möglich! Es wird nur ortho-Phosphat erfasst ! *Phosphatgehalt im Füllwasser Gesamtphosphat< 0,01 mg/l P< 0,03 mg/l PO4 *Phosphatgehalt im Nutzungsbereichswasser Gesamtphosphat< 0,01 mg/l P< 0,03 mg/l PO4 (1 g = 1000 mg) *Vorgaben des FLL-Regelwerkes•FLL = Forschungsgemeinschaft Landschaftsentwicklung und Landschaftsbau e.V. Empfehlungen für Planung, Bau, Instandhaltung und Betrieb von öffentlichen Schwimm- und Badeteichanlagen(Ausgabe 2003) Quelle: http://www.tl-schwimmeister.de/pdf/vortrag_2007_reifenstein_phosphat.pdf

12. Tschüüüss, und vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!!