Alkalmazott hidrobiológia (MAVÍZ, Budapest, 2007)

4. Anyagforgalom, biogeokémiai elemciklusok

118

Alkalmazott hidrobiológia

Belső terhelésen az üledékből a tóvízbe irányuló foszfortranszportot értjük. A belső foszforterhelésben szerepet játszó környezeti faktorok:

■ a redox potenciál: -200 mV alatt a vas(III) vas(II)-vé redukálódik, és a vashoz kötött foszfor felszabadul,

■ a pH: növekedése a vas- és alumíniumcsapadékok foszforadszorpciós kapacitását csökkenti, ugyanakkor a kalcitét és apatitét növeli,

■ a hőmérséklet: közvetett módon, a bakteriológiai aktivitás, enzimaktivitás növekedésén keresztül vezet foszfor felszabadulásához,

■ a kémiai egyensúlyok: az adszorpciós és deszorpciós, oldódási és csapadék képződési folyamatok révén hatnak,

■ a kelátképzők: a vas, alumínium és kalcium csapadékok oldódására hatva segítik elő a foszfor mobilizációt.

A foszfor mobilizációját az üledékből, vagy az üledék foszforkötését több tényező befolyásolhatja, a fontosabbak a következők:

■ az üledék adszorpciós és deszorpciós kapacitása,

■ a foszfor frakcionális eloszlása az üledékben,

■ a redox viszonyok,

■ a pH,

■ a mikrobiális aktivitás,

• a bioturbáció mértéke.

A szorpció és a foszformozgás összefüggését alább elemezzük. Szilárd anyagok felszínén vegyületek és ionok megkötését másodrendű kötések (van der Waals, poláros és hidrogénhíd kötések) szabályozzák. Az adszorpció ezért egyensúlyra vezető folyamat, melyet az adszorpciós izoterma jellemez. Az adszorpciós izoterma azonos hőmérsékleten, anyagi minőségtől függően jellemzi a megkötött ve- gyület, vagy ion felületi koncentrációjával összhangban az illető vegyület, vagy ion egyensúlyi koncentrációját az oldatban. Az izoterma jellege, alakja tehát az adszorbeált anyag az adszorber anyagi minőségétől függ. Jellege szerint a vízi környezetben leggyakrabban a Freundlich- és a Langmuir-féle adszorpciós izoterma jellemző. Sekély és meszes tavainkban, így a Balatonban is, ez utóbbi jellemzi legjobban a szilárd anyag (lebegőanyag, vagy üledék) foszfor adszorpcióját.

Freundlich-féle adszorpciós izoterma a következő (Papp 2002):

a = kiCjni

A Langmuir-féle adszorpciós izoterma az alábbi egyenlettel számolható:

ai = ai,m {t,ici/(l+ bjCj)}