Fosforkringloop

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

fosforkringloop

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

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. 

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

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

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

Maak de volgende vragen

Klaar? laat weten via teams.

Volgende les bespreken we de antwoorden.

Fosfaat terugwinnen

 Onze urine en poep bevatten veel van deze en andere nuttige stoffen, die we er in ons riool niet uit halen. Iedereen spoelt de toiletten op het instituut door met grondwater. Een groep  medewerkers behandelt het afvalwater ter plaatse. Eerst in een zuurstofloze tank met bacteriën, die in dit water groeien en methaangas produceren. Wat er overblijft, gaat een reactor met algen in. Algen kunnen namelijk groeien in het water dat uit de tank met bacteriën komt. De algen halen nuttige stoffen, zoals fosfaat en stikstof, uit onze ontlasting. Fosfaat uit onze ontlasting en urine is dus terug te winnen en als meststof te gebruiken. Planten nemen die fosfaten weer op, koppelen ze aan organische stoffen en vormen er dan andere organische stoffen van.

(2p)Welke organische stof vormen planten met behulp van de fosfaten uit mest?

1. DNA
2. Eiwit
3. Glucose
4. Glycerol

Algen kunnen fosfaat gebruiken om in te bouwen in organische moleculen.

(1p) Welk proces voeren de algen eerst uit, voordat ze fosfaat inbouwen in een organisch molecuul?

beantwoord vorige vraag.

Op een melkveebedrijf gebruiken landbouwers kunstmest en dierlijke mest om de grasproductie en de melkproductie op niveau te houden. Om te voldoen aan bemestingsnormen moeten de boeren een mineralenboekhouding bijhouden, waarin alle aan- en afvoerposten van stikstof en fosfaat zijn opgenomen, om te voorkomen dat een overschot van deze meststoffen het milieu teveel belast.

(2p) Leg uit wat het gevolg is van het gebruik van overmatig veel fosfaathoudende mest op de landbouwgronden.

 

antwoord op vorige vraag.

Fosfaat in een sloot

De aanwezigheid van teveel fosfaat in een sloot is de oorzaak van een milieuprobleem: algenbloei.

in een klas komt de vraag aan de orde of dit probleem is opgelost na het afsterven van de algen.

Vier leerlingen geven een antwoord op deze vraag.

Ellen zegt: “Ja, want als de algen sterven, verdwijnt ook het fosfaat.”

Jesper zegt: “Ja. Want bacteriën nemen na het sterven van de algen het fosfaat op.”

Rhonda zegt: “Nee, want bacteriën maken door het afbreken van de algen het fosfaat weer vrij.”

Tristan zegt: “Nee, want de algen geven al hun fosfaat door aan algen etende diertjes.”

(2p) Welke leerling geeft het juiste antwoord?

1. Ellen
2. Jesper
3. Rhonda
4. Tristan