Alkalmazott hidrobiológia (MAVÍZ, Budapest, 2007)

4. Anyagforgalom, biogeokémiai elemciklusok

Anyagforgalom, biogeokémiai elemciklusok

4.5 Foszforforgalom

m

4.5.1 Globális foszforforgalom

A foszfor (P) az ökoszisztémák legfontosabb növekedéskorlátozó eleme. A P a körforgalomba foszfátion (PO/ ) formájában kerül be. Az alapkőzet mállásakor felszabaduló és kimosódó, vagy bányaművelés során a felszínre kerülő foszfátok a növények számára felvehetők. Számos foszfát nehezen oldható, üledéket képezve kerül ki a ciklusból. A foszfor a Fe2+, Fe3+, Ca2+, Mg2+, Al3+ ionokkal alkot a természetben nagyon rosszul oldódó csapadékot. A gázfázis hiányzik ebből a nitrogénéhez képest egyszerű körforgalomból. A globális foszforforgalom főbb folyamatait a 4.9. ábra mutatja be.

A két legfontosabb bányászható foszforforma közül az egyik az apatit (kalcium-foszfát), a másik a madarak ürüléke (guanó). Ez utóbbiban a foszfor koncentrációja nagy, mert az élőlények ezt az elemet felhalmozzák testükben, majd a foszfor az ürülékkel a környezetbe kerül. A guanó telepek ma is jelentős foszforforrások a mezőgazdaság számára.

A Föld foszforkészletének csupán milliomod része apatit. Ennek a mennyiségnek is csak 3 ezreléke van kitermelhető állapotban. A műtrágya gyárakban előállított foszfor műtrágyát a mezőgazdasági területekre kihelyezik a termés- eredmények növelése érdekében. Ennek azonban a növények csak egy részét veszik fel, a maradék a talajban halmozódik fel. Ott a talaj-talajvíz rendszerben egyensúlyi folyamatok révén egy része oldatba kerül, és a vízzel kis mértékben vándorol. A talajrészecskék lemosódásával (eróziójával) a foszfor a vízfolyásokba, onnan pedig az állóvizekbe kerülhet. Az állóvizekben a foszfort részben felveszik a vízinövények (főként a fitoplankton), részben pedig adszorpció és kémiai csapadékképződés révén a foszfor az üledékbe kerül. Az üledékben felhalmozódott foszfor egy része felkerülhet a nyíltvízbe, a vízinövények foszforforrásává válhat. A foszfor jelentős mennyiségben található az élőlényekben. A szárazföldi növényekben ez a mennyiség nagyságrenddel több a foszfor, mint a vízi szervezetekben.

A foszfor élőlényeken belüli körforgása gyors. A fitoplankton tagjai például a foszfátot néhány perc alatt felveszik, majd átlagosan 3 nap után leadják a vízbe, vagy továbbkerül a zooplanktonba, mely naponta teljes foszfortartalmával megegyező mennyiségű foszfort választ ki. A foszfát egy része 15-20 napot tölt a növényekben. A szervezetekben található foszfornak több mint a fele foszfátot tartamazó molekulákban, míg a maradék egyéb szervetlen vagy szerves vegyü- letekben van jelen. A foszfát különleges szerepet tölt be az élőlények energia- háztartásában: egy foszfátcsoport ADP molekulára kötődésével jön létre a nagy energiájú, könnyen továbbadódó ATP molekula. A szervezeten belül sok foszfort tartalmaznak a nukleinsavak (RNS, DNS), valamint a membránok foszfolipidek formájában.