Setete fosfori sidumisvõime

Oligotroofsetes veekogudes (hapnikurikas põhjakiht) on P vabanemine setetest praktiliselt olematu
E.g. oligotroofses Michigani järves (P. Ameerika) on P voog settest ainult 0.05 mg m-2 päev-1, mis on alla 1% primaarproduktsiooni vajadusest.
Oligotroofsetes veekogudes on setted P depositsiooni kohtadeks, mitte allikateks
Valgalal olev järv võib kinni pidada suure osa sellesse väljastpoolt jõgedega tulevast fosforist.
Pyhäjärvi, Soomes peab kinni kuni 90% sissetulevast fosforist.

Fosfori seostumine setetes

Fosfaat-ioon seostub väga kergesti sette osakestega, mis on väga oluline fosfori kinnihoidmisel setetes

Aeroobsed tingimused üldiselt soodustavad fosfori adsorptsiooni, anaeroobsed tingimused soodustavad P vabanemist

Mikroobid võivad koguda märkimisväärse hulga P rakkudesse:
Tavaliselt on bakterite raku P sisaldus küllalt väike. Mõned bakterid akumuleerivad aga polüfosfaati, mis võib moodustada kuni 20% nende kuivkaalust.

Aeroobsetes tingimustes nad akumuleerivad fosfaati, anaeroobsetes taas vabastavad.

Seega, aeroobsetes setetes on poorivee vaba fosfaadisisaldus küllalt tagasihoidlik, seda nii keemilise adsorbptsiooni kui bioloogilise akumulatsiooni tõttu.

Mida peenem sette fraktsioon, seda suurem on P kinnipidamisvõime. Seda tänu setteosakese suuremale pindala\ruumala suhtele.

Peened setted (<2µm) on peamiselt silikaadid s.o. savimineraalid aga ka karbonaadid, Fe ja Al oksiidid, humiinained
Fe ja Al oksiidid seovad fosforit väga hästi, samuti savimineraalid, mille pinnal on palju Fe ja Al, samuti Mn oksiide.

Humiinained, mis sisaldavad Fe ja Al seovad samuti fosforit hästi.
Silikaadid ja karbonaadid, mis moodustavad suurema fraktsioonilist setet (e.g. liivad) seovad fosforit halvasti.

Üldiselt on teada, et P ringe nii järvede kui rannikumere setetes sõltub Fe ringest -- raud on võtmeelement sette võimel fosforit kinni pidada.

Mere setetes on 60-80% rauast seotud silikaatidega.

Silikaatidega seotud raua P adsorptsiooni võime on väike, võrreldes raud (III) oksiididega.
Peamised P seostajad ongi Fe (III) oksiidid.

Fe (III) oksiidid on setetes mitmes vormis; varieerub nii kristallisatsiooni aste, partikli suurus, pindala, reaktiivsus, oksüdeeritus.
E.g. amorfse (nõrgalt kristalliseerunid) Fe(OH)3 ja -FeOOH fosfori sidumise võime on ca 20 korda parem kui kristallilisel Fe(III) oksiididel nagu geotiit (-FeOOH) ja hematiit (-Fe2O3)
Teised negatiivse laenguga ioonid konkureerivad fosforiga seondumiskohtade pärast.

pH mõjutab P sidumisvõimet:
P desorptsioon saviosakestelt toimub ligandi vahetuse kaudu kus P vahetub OH- ‘ga
pH tõus suurendab negatiivselt laetud seondumiskohtade hulka saviosakesel, mis vähendab P sidumise võimet
pH > 6.5 väheneb tunduvalt P sidumise võime.
Si konkureerib fosforiga seondumiskohtade pärast. SiO4 ja P seonduvad hüdreeritud Al ja Fe oksiidide pinnale samade spetsiifiliste mehhanismide abil (‘keemilised konkurendid’).

« Eelmine | Järgmine »

© 2009 Kalle Olli