abiweb
online lernen

Die perfekte Abiturvorbereitung
in Biologie

Im Kurspaket Biologie erwarten Dich:
  • 93 Lernvideos
  • 385 Lerntexte
  • 1900 interaktive Übungen
  • original Abituraufgaben
gratis testen

Phosphatfalle und Überdüngung

aquatische Ökosysteme
Fließgewässer / Selbstreinigung / Gewässergüte

Stickstoff und Phosphat sind natürlicherweise in geringen Mengen vorhanden. Sie begrenzen durch die geringe Konzentration das Wachstum der Pflanzen. Stickstoff kann nicht direkt aus der Atmosphäre aufgenommen werden, sondern muss zuvor in Ammoniak, Nitrit oder Nitrat umgewandelt werden. Dies geschieht natürlicherweise durch Bakterien, die zum Teil symbiotisch mit Pflanzen (Wurzelknöllchenbakterien) leben.

Durch Einführung der modernen Düngemittel (Stickstoffdünger und Phosphatdünger) gelangen mehr Nährstoffe auf landwirtschaftlich genutzte Flächen. Die Verwendung von phosphathaltigen Waschmitteln und damit phosphathaltigen Abwässern hat dies noch unterstützt.

Durch Auswaschung von Agrarflächen und stickstoff- bzw. phosphathaltigen Abwässern die in stehenden Gewässer eingeleitet werden kommt es zu einem Überangebot an Nahrung.

Wie kommt es zur Überdüngung?

Eutrophierung steht für Überdüngung bzw. für einen zu hohen Nährstoffeintrag.

Der massive Nährstoffeintrag führt zur Überernährung der Primärproduzenten (z.B. Algen und Cyanobakterien). Besonders der Eintrag von Stickstoff (Nitrat aus Düngern) und Phosphat (früher Waschmittel, heute Dünger) durch die menschliche Nutzung von z.B. Agrarflächen führt zur Überdüngung der stehenden und fließenden Gewässer.

Die Erhöhung der Nährstoffmenge führt zu extremem Wachstum der Primärproduzenten (z.B. Pflanzen), dieser folgt in der Regel eine hohe Sauerstoffzehrung, durch den Abbau von organischem Material.

Entwicklungsstufen einer anthropogenen Eutrophierung:

  • In der Regel ist die Überdüngung durch den Menschen verursacht. So wird die Nutzung von Düngern oder phosphathaltigen Reinigungsmitteln über Abwässer oder Auswaschungen landwirtschaftlich genutzter Flächen vermehrt Phosphat in das z.B. stehende Gewässer eingetragen.
  • Der erhöhte Phosphateintrag führt primär zu einer erhöhten pflanzlichen Produktion.
  • Im Zuge des besseren Nahrungsangebots durch Pflanzen steigt die Biomasse der Konsumenten und Destruenten ebenso an. Damit steigt die Gesamtmenge des vorhandenen organischen Materials. Totes Material sinkt zu Boden und wird dort von den Destruenten unter Sauerstoffverbrauch abgebaut.
  • Dies ist ein sauerstoffzehrender Prozess, der Sauerstoffgehalt in den tiefen Schichten bzw. am Seeboden sinkt ab. Unter einer Sauerstoffkonzentration von 3 mg/l kommt es zu Fischsterben, unter 1mg/l Sauerstoff kommt es zu einer Freisetzung von sedimentiertem Phosphat (vergleichen Sie bitte das Stichwort Phosphatfalle oben in diesem Kapitel).
  • Das Gewässer überdüngt sich immer weiter, es kommt zur vermehrter Ablagerung von Sediment, Faulvorgängen und schließlich zur Verlandung des Sees.

Bemerkung: bei stehenden Gewässern ist der Effekt der Überdüngung wesentlich stärker und auch schneller zu sehen. Die Fließgewässer haben durch den hohen Durchfluss bessere Chancen das Überangebot von Nahrungsstoffen auszuwaschen.

Wie funktioniert die Phosphatfalle?

Um der Überdüngung entgegenzuwirken kann man sich eines chemischen Tricks behelfen - der sogenannten Phosphatfalle. Eisen dient dabei als Phosphatfänger und löst es aus dem Wasser heraus.

Eisen kann in zwei Oxidationsstufen vorliegen. Es gibt Fe2+ oder Fe3+, das sogenannte zwei- oder dreiwertige Eisen. Ist in tiefen Wasserschichten ausreichend Sauerstoff vorhanden, so liegt Fe3+ vor.

Dreiwertiges Eisen bildet gemeinsam mit Phosphat unlösliches Eisen(III)phosphat (FePO4).

Dieses FePO4 wird am Boden des Sees gelagert. Das Phosphat ist "gefangen" und dem Nährstoffkreislauf im See entzogen! Der See wird dadurch nährstoffärmer.

Steigt der Nährstoffeintrag, steigt der Verbrauch an Sauerstoff durch Konsumenten und Destruenten. In den Tiefenregionen des Sees kommt es zu Sauerstoffmangel. Bei Sauerstoffkonzentrationen < 1mg/l kommt es zur Reduktion des Eisens zu Fe2+. Das bis dahin gespeicherte Phosphat wird freigesetzt und trägt nunmehr zur "Düngung" des Gewässers bei!

Merke

Phosphatlöslichkeit ist vom Sauerstoffgehalt abhängig.

Multiple-Choice
Bitte die richtigen Aussagen auswählen.
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

Bild von Autor Dr. Martina Henn-Sax

Autor: Dr. Martina Henn-Sax

Dieses Dokument Phosphatfalle und Überdüngung ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Ökologie.

Dr. Martina Henn-Sax verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses ÖkologieÖkologie
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Ökologie

abiweb - Abitur-Vorbereitung online (abiweb.de)
Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Ökologie als Thema im Abitur
    • Einleitung zu Ökologie als Thema im Abitur
    • Ökologie als Thema in Deinem Abiturland
    • Mecklenburg-Vorpommern - Vorgaben für den Themenbereich Ökologie
    • Berlin - Abiturinhalte in der Ökologie
    • NRW - Themenschwerpunkt Ökologie: Besonderheiten im Abitur
    • Baden-Württemberg: EPA als Vorgabe für Ökologie
    • Hessen: Ökologie ein umfangreicher Themenbereich in der Abiturprüfung
    • Saarland - Ökologie als Abiturthema
  • Was ist Ökologie? Grundlegende Regeln im Haushaltsspiel der Natur
    • Einleitung zu Was ist Ökologie? Grundlegende Regeln im Haushaltsspiel der Natur
    • Umweltfaktoren
    • Physiologische und ökologische Potenz
    • Zeigerorganismen
    • Einfluss abiotischer Faktoren
      • Einleitung zu Einfluss abiotischer Faktoren
      • Einfluss der Temperatur auf Lebensvorgänge
        • Einleitung zu Einfluss der Temperatur auf Lebensvorgänge
        • Regelkreise (generell)
        • Regelkreis zur Thermoregulation
      • Einfluss der Temperatur auf Pflanzen
      • Einfluss von Wasser- und Ionenverfügbarkeit auf Pflanzen
        • Einleitung zu Einfluss von Wasser- und Ionenverfügbarkeit auf Pflanzen
        • Wasser- und Stofftransport in der Pflanze
        • Osmoregulation: Meerestiere-Süßwassertiere-Landtiere
      • Extrembereiche des Lebens
      • Fotosynthese
    • Einfluss biotischer Umweltfaktoren
      • Einleitung zu Einfluss biotischer Umweltfaktoren
      • Konkurrenzausschlußprinzip
    • Zusammenfassung: Was ist Ökologie?
  • Überlebensstrategien
    • Einleitung zu Überlebensstrategien
    • Parasitismus
      • Einleitung zu Parasitismus
      • Malaria - ein Beispiel für Parasitismus
    • Symbiose
    • Zusammenfassung: Überlebensstrategien
  • Populationsökologie- und wachstum
    • Einleitung zu Populationsökologie- und wachstum
    • Regulation des Populationswachstums
      • Einleitung zu Regulation des Populationswachstums
      • Dichteabhängige und dichteunabhängige Regulation des Populationswachstums
    • Räuber und Beute (Lotka-Volterra)
    • Zusammenfassung: Populationsökologie
  • Ökosysteme
    • Einleitung zu Ökosysteme
    • Spieler im Ökosystem
    • Räumliche und zeitliche Struktur des Ökosystems
    • Mosaik-Zyklus-Theorie
    • Sukzession
    • Energiefluss und Trophieebenen
      • Einleitung zu Energiefluss und Trophieebenen
      • Schadstoffanreicherung - Umkehrung der Nahrungskette
    • Stoffkreisläufe
      • Einleitung zu Stoffkreisläufe
      • Einfluss abiotischer und biotischer Faktroren auf den Stickstoffkreislauf
  • aquatische Ökosysteme
    • Einleitung zu aquatische Ökosysteme
    • stehendes Gewässer - See
      • Einleitung zu stehendes Gewässer - See
      • See im Wechsel der Jahreszeiten
      • Stoffkreislauf im See
    • Fließgewässer
      • Einleitung zu Fließgewässer
      • Selbstreinigung
        • Einleitung zu Selbstreinigung
        • Gewässergüte
          • Einleitung zu Gewässergüte
          • Messwerte zur Bestimmung der Wassergüte
          • Saprobienindex
          • Phosphatfalle und Überdüngung
        • Gewässergüteklassen
      • Beispiele zur Renaturierung von Fließgewässern
  • terrestrisches Ökosystem
    • Einleitung zu terrestrisches Ökosystem
    • Aufbau des Waldes
    • Aufbau des Waldbodens
    • Vegetationsaufnahmen
      • Einleitung zu Vegetationsaufnahmen
      • Standortbeurteilungen (Zeigerwerte)
    • Funktionen des Waldes
    • Waldsterben
  • Zusammenfassung: Ökosysteme
    • Einleitung zu Zusammenfassung: Ökosysteme
  • Nachhaltige Entwicklung
    • Einleitung zu Nachhaltige Entwicklung
    • ökologische Schädlingsbekämpfung
    • nachhaltige Bodennutzung
    • Fallbeispiel: Naturfreibad Grone
    • Klimawandel
    • Zusammenfassung: Nachhaltige Entwicklung
  • Literatur Ökologie
    • Einleitung zu Literatur Ökologie
  • Ende des Kurses Ökologie
    • Einleitung zu Ende des Kurses Ökologie
  • 59
  • 16
  • 284
  • 48

Unsere Nutzer sagen:

  • Gute Bewertung für Ökologie

    Ein Kursnutzer am 30.03.2016:
    "schön strukturiert, sehr verständlich und klar formuliert"

  • Gute Bewertung für Ökologie

    Ein Kursnutzer am 13.02.2016:
    "Gute Texte, strukturiert und verständlich"

NEU! Sichere dir jetzt die perfekte Prüfungsvorbereitung und spare 20% bei deiner Kursbuchung!

20% Coupon: abitur20

Zu den Online-Kursen