Löslichkeit <strong>de</strong>r Phosphate• Entstehung und Löslichkeit <strong>de</strong>r Phosphate wer<strong>de</strong>n v.a. bestimmt durch: Ca- Ionenkonzentration und pH Wert• Je höher [Ca ++ ] und [H + ] sind, umso höher ist <strong>de</strong>r Ca / P – Quotient und umso geringer die Wasserlöslichkeit <strong>de</strong>r Phosphate.• Gleichgewichtsreaktionen: Ca(H 2 PO 4 ) 2 + Ca 2+ 2 CaHPO 4 + 2H + 3CaHPO 4 + Ca 2+ Ca 4 H(PO 4 ) 3 + 2H + Ca 4 H(PO 4 )3 + Ca 2+ + H 2 O Ca 5 (PO 4 ) 3 OH + 2H +• Die Wasserlöslichkeit <strong>de</strong>r Ca-Phosphate nimmtentsprechend <strong>de</strong>r angeführten Reihung ab:• Ca(H 2PO 4) 2> CaHPO 4> Ca 4H(PO 4) 3> Ca 5(PO 4) 3OH• Da die Auflösung von Fe- und Al-Oxi<strong>de</strong>n stark vom Redoxpotential abhängen, gibt auch die Elektronegativität d. Bo<strong>de</strong>nlösung für H 2 PO - 4 Verfügbarkeit AusschlagNiedriges Redoxpotential kann P Verfügbarkeit erhöhen• Abb.: P Verfügbarkeit aus einem Substrat, experimentell ermittelt (Pratt; A. Shilton; S. Pratt; R. G.Haverkamp; I. Elmetri; Environ. Sci. Technol. 2007, 41, 6585-6590.)• For filter media which rely on Fe oxy adsorption mechanisms, such as melter slag, fluctuationsin effluent redox potential (Eh) can significantly affect the filter's P retention, because oxidizingconditions favor the stability of Fe-oxys, which can adsorb P (10). Similarly, the reductivedissolution of Fe-oxys, and any associated adsorbed anions, occurs at low Eh (11). Forexample, in typical surface environments, goethite (FeOOH), one of the more common Fecompounds, un<strong>de</strong>rgoes reductive dissolution at −310 mV• (10) Olila, O. G.; Reddy, K. R. Influence of redox potential on phosphate-uptake by sediments in two sub-tropical eutrophic lakes. Hydrobiologia1997, 345, 45−57.[CrossRef], [ChemPort]4
Adsorption mit Blick auf pH:• Nährstoffe bin<strong>de</strong>n an <strong>de</strong>n Oberflächen von Mineralen P Sorption an (Sesqui-)Oxi<strong>de</strong>nOHSesquioxid MineralFeFeFeOHOHOH+ H 2PO 4-H +pHSenkungSesquioxidMineralFeFeFeOHOOHOHPOHOOH+ H 2OO<strong>de</strong>r Adsorption via Ligan<strong>de</strong>n-Umtausch• Prinzip: Anlagerung von primärem P an Oberfläche mit Fe-OH – Gruppe• OH - tauscht gegen H 2 PO 4 - aus.• P nun „einzähnig“ mononuclear gebun<strong>de</strong>n• ein weiteres H + kann abdissoziieren,• weiteres OH¯ freigesetzt, Phosphat zweizähnig, nunmehr relativ fest gebun<strong>de</strong>n.• V.a. bei niedrigen pH-Werten.• Adsorption von Phosphat, Arsenat, Selenat und Molydat.• Adsorption erfolgt an Sesquioxi<strong>de</strong>n (Fe/Al-Oxi<strong>de</strong>), Allophanen (wasserreiche sek. Al-silikate), Tonmineralen, organischen Fe/Al-Komplexen und CalcitTonmineral, OxidAlAlAlOHOOHOH+ H 2 PO 4-Tonmineral, OxidAlAlAlO – P = OOOHOHOHOH+ OH -5