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Lexikon der Geowissenschaften: Phosphorkreislauf

Phosphorkreislauf, der Kreislauf des Phosphors ist aufgrund der Nichtflüchtigkeit sowohl der anorganischen als auch der organischen Phosphate auf Lithosphäre, Pedosphäre und Hydrosphäre beschränkt ( Abb.). Die Phosphorvorräte in der Erdkruste und im Boden sind hauptsächlich in dem Mineral Apatit festgelegt. Das im Boden vorhandene verfügbare Phosphor wird von den Pflanzen aufgenommen und in organische Verbindungen umgewandelt (Phosphorylierung). Im Gegensatz zu Stickstoff unterliegt Phosphor bei biologischen Prozessen keinen Oxidationen oder Reduktionen, sondern geht bei der Assimilation von anorganischem Phosphat in das organisch gebundene Phosphat über, das bei Abbauprozessen wieder zu anorganischem Phosphat umgewandelt wird. Die Rückführung von Phosphor in den Boden erfolgt über die Nahrungskette Pflanze, Tier, Mensch, z.B. durch Exkremente, durch den Bestandsabfall und durch die Mineralisierung organischer Bodensubstanz. Weitere Phosphor-Zuführung findet durch Verwitterung und Düngung statt. Das dem Boden durch Wind- und Wassererosion sowie untergeordnet durch Auswaschung entzogene Phosphor und die mit Phosphor belasteten Abwässer werden über die Flüsse in Seen und Ozeane transportiert. Aquatische Organismen, insbesondere Algen, können Phosphor in großen Mengen aufnehmen und verwerten. Das Resultat ist die Eutrophierung vieler Gewässer. Phosphate, die in Gewässerökosysteme gelangt sind, stehen erst dann für die Primärproduktion nicht mehr zur Verfügung, wenn sie immobilisiert worden sind. Dies erfolgt unter aeroben Bedingungen durch die Bildung von unlöslichem FePO4. Bei anaeroben Verhältnissen wird dagegen das Fe2+ als Sulfid festgelegt und Phosphat bleibt in Lösung. Deshalb kann es immer wieder zu einer Phytoplanktonentwicklung ohne weitere Phosphatzufuhr kommen. Nach dem Absterben aquatischer Organismen wird ein Anteil des Phosphors im Sediment abgelagert und der Lithosphäre erneut zugeführt. Die natürlichen Phosphorkreisläufe von Land und Meer sind in sich abgeschlossen. Die mengenmäßig bedeutendsten Phosphor-Reservoire sind die Lithosphäre, die Pedosphäre und die Ozeane. Wichtigste Ursachen der Phosphat-Verlagerung auf globaler Ebene sind der Abbau von Phosphat-Erzen zur Gewinnung mineralischer Düngemittel und die Bodenerosion. Die Verlagerungsrate für beide Vorgänge liegt bei einer Größenordnung von 0,02·109 t Phosphor/a. [AH]


Phosphorkreislauf: Phosphorkreisläufe von Land und Meer (in 109 t bzw. 109 t/a bezogen auf P). Phosphorkreislauf:

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