16.3 Fosforkringloop

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

H16 Systeem aarde en de mens

Fosfor = P
Voor welke organische stoffen
heb jij P nodig?

P = fosfaat (fosfor)

Fosforkringloop

Fosfor komt vrij uit gesteenten door verwering

Planten nemen P op als fosfaat PO₄^3-    of   HPO₄^2- (anorganisch)

Klein deel spoelt uit, kan via sediment weer gesteente worden

Forfor voor planten

Planten nemen fosfor op uit de bodem. Dit is lastig omdat fosfor gebonden zit aan bodemdeeltjes.

In de rhizosfeer (directe omgeving van de wortels) hulp van:

• Bacteriën (scheiden zuren af, plant levert glucose) 
  
• Schimmels (mycorrhiza, complex van schimmels en wortels) 
  

Mycorrhiza

Door symbiose van wortelharen en 

schimmeldraden (mycorrhiza)

kunnen planten meer

mineralen opnemen.

Fosforkringloop

Bacteriën scheiden zuren uit waardoor P vrijkomt van bodemdeeltjes. 

De plant levert organische stoffen. 

Planten vormen mycorrhiza met schimmels (= vergroeid) Schimmeldraden nemen P op.

Rhizosfeer:
Directe omgeving van wortels

Van welke vorm van symbiose is er sprake tussen plant en bacterie? En tussen plant en schimmel?

1. Bacterie: commensalisme Schimmel: mutualisme
2. Bacterie: mutualisme Schimmel: commensalisme
3. Bacterie: commensalisme Schimmel: commensalisme
4. Bacterie: mutualisme Schimmel: mutualisme

Schimmels pompen eerst H+ actief naar buiten, dan symport H+ en P naar binnen. Welk transport kost energie in de vorm van ATP?

1. H+ naar buiten pompen
2. Symport naar binnen
3. Geen van beide
4. Beide

Menselijke invloeden

- Groeiende wereldbevolking = groeiende voedselproductie

- 80% van de gewonnen fosfaat uit mijnen gaat naar kunstmest

- Wereldwijde voorraad winbare fosfaat is klein (er is nog maar voor 90 tot 200 jaar aan fosfaat beschikbaar)

Waar is dat fosfaat gebleven?

Mijnen maken kunstmest: Op Nederlandse akkers hoopt P op: er zit door veel kunstmestgebruik nog veel in de bodem! (duizenden kilo's)

In onze poep en plas! 
Dat spoelen we door de plee.... en gaat naar zee. UIT DE ZEE KUN JE HET NIET HALEN.  Uitspoelen = voor eens en altijd kwijt!

In poep en plas van vee. 

Voor veel voedsel = veel fosfor nodig, uit mijnen.

PROBLEEM: 

FOSFOR RAAKT OP BINNEN 80-200 jaar!

Wat kunnen we doen? 

Minder P in kunstmest gebruiken

Rioolwater zuiveren (wetgeving aanpassen)

Mest van vee gebruiken ipv kunstmest

......

In ons rioolwater zit veel fosfaat (in organische stoffen).

In de rioolwater zuivering kan dit worden teruggewonnen door gebruik te maken bepaalde bacteriën: Fosfaat accumulerende organismen. (PAO).

Na bewerking ontstaat struviet (MgNH₄PO₄.6H₂O (formule niet leren) , een meststof met PO4 en NH4.

Fosfaat terugwinnen

Fosfaat terugwinnen

In rwzi's wordt fosfaat uit het rioolwater gehaald:

1. Afvalslib onder anaerobe en nitraatarme omstandigheden

2. Fosfaat accumulerende organismen (PAO's) raken in de 'stress'

3. POA's verbruiken veel ATP en hierbij komt P (fosfor) vrij.

4. Aerobe omgeving

5. PAO's nemen een overmaat aan P uit de omgeving op.

6. Nabewerking -> struviet (meststof)

Wat zou volgens jou een manier kunnen zijn om over 100 jaar nog voldoende (P te hebben om voldoende) voedsel voor de wereldbevolking te produceren?

Fosfaat is in veel wateren de beperkende factor voor algengroei. Hoe kan dit aangetoond worden?

1. door fosfaat uit het water te verwijderen; als er algenbloei optreedt was het beperkend
2. door fosfaat aan het water toe te voegen; als er algenbloei optreedt was het beperkend
3. door fosfaat uit het water te verwijderen; als er GEEN algenbloei optreedt was het beperkend
4. door fosfaat aan het water toe te voegen; als er GEEN algenbloei optreedt was het beperkend

Wat gebeurt er in de beluchtingstank van een waterzuiveringsinstallatie?

1. Houdt grote stukken afval tegen.
2. Veel afval zakt naar de bodem
3. Reducenten breken organisch afval af.
4. Water wordt in rivier gepompt.

Hoeveel fosfaat groepen heeft ATP

1. één
2. twee
3. drie
4. vier