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Der Phosphorkreislauf
Phosphorverbindungen gelangen größtenteils durch Gesteinsverwitterung ins Gewässer.
Phosphat (Salz der Phosphorsäure) ist ein wichtiges Mineralsalz, welches Pflanzen zum
Aufbau von ATP benötigen. Da ATP die Energie für die Glukosebildung liefert, ist Phosphor
unentbehrlich für Pflanzen.
Phosphate waren früher der limitierende Faktor beim Pflanzenwachstum. Somit schränkte das
Phosphat das Pflanzenwachstum ein, obwohl andere Mineralsalze im genügenden Maße
vorhanden waren. Das vorhandene Phosphat wurde über Symbiosen immer wieder den
Pflanzen zugänglich gemacht: Überreste von Pflanzen und Tieren (Detritus) wandern in
Richtung des Grundes des Gewässers. Auf diesem Weg kann ein Teil des Detritus bereits von
Bakterien zersetzt werden. Dabei werden die Phosphate freigesetzt, stehen also den Pflanzen
erneut zur Verfügung. Dies ist der normale Phosphorkreislauf im oligotrophen
(nährstoffarmen) See.
Die landwirtschaftliche Düngung und phosphathaltige Waschmittel haben im Laufe der Zeit
zu einer Eutrophierung (Nährstoffanreicherung) der Gewässer geführt. Durch eine
Anreicherung von Phosphat in einem Gewässer spielt Phosphat nicht mehr den limitierenden
Faktor beim Pflanzenwachstum. Dadurch gibt es mehr Pflanzen und es steigt auch die Anzahl
der Tiere, da ihnen mehr Nahrung zur Verfügung steht.
Wenn es mehr Pflanzen gibt, dann sterben auch mehr von ihnen ab. Dies wiederum bedeutet,
dass die abgestorbene Biomasse von immer mehr Bakterien zersetzt werden muss. Da diese
Bakterien größtenteils Sauerstoff benötigen, wird irgendwann mehr Sauerstoff verbraucht, als
wieder hinzugeführt wird.Die Folge ist, dass die Zersetzung des Detritus lediglich von
Bakterien vorgenommen wird, die ohne Sauerstoff leben können. Da von diesen Bakterien
aber nicht alles zersetzt werden kann, entsteht am Grund des Gewässers eine immer größer
werdende Schlammschicht aus nicht abgebauter Biomasse.
Des Weiteren kann das Phosphat unter aneroben (sauerstoffarmen) Bedingungen nicht wieder
an den Grund gebunden werden. Der Grund liegt darin, dass kein Fe(OH )3 am Grund des
Gewässers vorliegt, welches mit Phosphat zu Eisenphosphat ( FePO4 ) reagiert und somit das
Phosphat daran hindert wieder an die Oberfläche zu wandern. Daraus folgt, dass den Pflanzen
wiederum mehr Phosphat zur Verfügung steht und die Eutrophierung wird immer stärker bis
das Gewässer letztendlich „umkippt“. Dies bedeutet, dass irgendwann durch den
Sauerstoffmangel keine Lebewesen (außer anerobe Lebewesen) mehr im Gewässer leben
können und dass nur noch eine „breiige Schlammasse“ zurück bleibt.
Ein weiter umweltschädlicher Vorgang, der durch die Eutrophierung hervorgerufen wird,
besteht darin, dass Methan und Schwefelwasserstoff (giftig) aus dem Schlamm entweichen,
welche die Tiere im Gewässer töten und Lebewesen außerhalb des Gewässers stark in ihrer
Lebensform beeinträchtigen.
Im Weiteren muss die Jahreszeit berücksichtigt werden. Im Sommer ist die Eutrophierung
höher als im Winter.
Heutzutage wurde das Phosphatproblem zum größten Teil gelöst. In den Waschmitteln ist
weniger Phosphat enthalten und in der Landwirtschaft wurden Verordnungen geschaffen, die
es verbieten, so viel zu düngen wie man will.