Nitrogén. Dolgosné dr. Kovács Anita egy.doc. PTE MIK Környezetmérnök Tanszék

Átírás

1 Nitrogén Dolgosné dr. Kovács Anita egy.doc. PTE MIK Környezetmérnök Tanszék

2 Fizikai tulajdonságok Színtelen, szagtalan, íztelen, inert gáz Nem éghető, az égési folyamatokat képes elfojtani Igen nehezen cseppfolyósítható * Allotróp módosulata nincs Op, fp (légköri nyomáson: -195,8 C) alacsony Két izotópja 14 N, 15 N Vízben kismértékben oldódik

3

4 Cseppfolyós nitrogén Felhasználás Élelmiszeriparban indifferens gázként, hűtőalagutakban, gyorsfagyasztó rendszerekben hűtőközegként alkalmazhat kriogén konyha alkalmas oxigénmentesítésre, szellőztetésre, tűzoltókészülékek hajtógázaként gyógyászat (pl. embrió, ivarsejtek hűtve tárolása; szemölcs fagyasztás) földgáz-kutak fúrásainál a rétegnyomás növelése céljából elektronikai ipar védőgázként használja vagonok illetve veszélyes anyagokat szállító járművek anyagmentesítése és szellőztetésére nyomáspróbákhoz használják Gáz formájában felületek nitridálására, illetve indifferens közeggel való lefedésére szolgál, védő- és hegesztési gázként is alkalmazható. Kiszerelés Nagyfogyasztók számára: mélyhűtött, 2-6 bar nyomású, speciális szállítójárművekkel. Kisfelhasználók részére: literes, 150 bar nyomású acél-palackokban.

5 Kémiai tulajdonságok Kémiailag inaktív Nagy kötésenergia, igen stabil molekula Nagy EN Per. rendszerben Oxidációs szám -3,., +5 Pl.: NH 3,. NH 2, N 2, N 2 O, NO, HNO 2, NO 2, HNO 3 Oxidjai savanhidridek oxosavak

6 Vegyületei Fémekkel nitridek 3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 Halogénekkel NX 3 összetételűek kovalens kötésű molekula vegyületek csak a NF 3 (színtelen, szagtalan gáz) stabilis a többi robbanékony, bomlékony

7 Hidrogénnel Ammónia (NH 3 ) Színtelen, szúrós szagú, könnyezésre ingerlő gáz Kis sűrűségű Alacsony op, fp, könnyen cseppfolyósítható (-35 o C) -77 o C színtelen kristályokká fagy Vízben kitűnően oldódik Előállítása: laboratóriumi: NH 4 Cl + NaOH NH 3 + Cl - + Na + + H 2 O 3 Ca + N 2 Ca 3 N 2 {+ 6 H 2 O} 3 Ca(OH) NH 3 ipari: Haber-Bosch N H 2 2 NH 3 (Fe katalizátor/ C/ bar) Vízzel: NH 3 + H 2 O NH OH - pkbázis = 4,74 gyengén lúgos oldat NH 4 OH nem állítható elő vízmentesen (H-híd); ammónium-hidroxid, szalmiákszesz Felhasználása: műtrágya: NH 3, NH 4 NO 3, karbamid, (NH 4 ) 3 PO 4, (NH 4 ) 2 SO 4 robbanóanyag: NH 4 NO 3, nitro-glicerin, nitro-cellulóz, TNT műszál: hexametilén-diamin, poliamid, poliuretán hűtőfolyadék, puffer, más N-vegyületek előállítás

8 Hidrogénnel Hidrazin (N 2 H 4 ) színtelen, víz sűrűségű, levegőn füstölgő folyadék vízben, alkoholban oldódik vizes oldata gyenge bázis felhasználás: rakéta hajtóanyag ( +N 2 O 4, Apolló holdkomp) vizes oldata redukálószer vízgőz O 2 mentesítése: N 2 H 4 + O 2 N H 2 O (ionmentes) szerves vegyipar Hidrogén-azid (HN 3 ) színtelen szúrós szagú, bomlékony, robbanékony folyadék csak vizes közegben; gyenge sav HN 3 + H 2 O H 3 O + + N 3 - sói azidok, pl.: NaN 3 ; robbanékonyak felhasználás: Ag-, Pb-, Cu-azid ütésre robban; gyutacsként - hüvely - szekunder töltet -primer töltet -- gyújtófej --antisztatikus védőhüvely -- PVC szigetelés -- Ónozott Fe vagy Cu vezeték Forrás:

9 Oxigénnel Dinitrogén-monoxid (N 2 O) színtelen, édeskés szagú könnyen cseppfolyósítható gáz vízben jól oldódik égést táplálja 2N 2 O + O 2 = 4NO hidrogénnel robbanó elegyet alkot N 2 O + H 2 = N 2 + H 2 O felhasználása: gyógyászat, habpatron-töltet előállítása ammónium-nitrát hevítésével NH 4 NO 3 = N 2 O + H 2 O lassú hevítés, 250 C Műtrágyagyártás, CaCO 3 -al keverve:pétisó robbanószer-ipar Nitrogén-monoxid (NO) színtelen, nehezen cseppfolyósítható gáz alacsony op, fp sűrűsége kicsit nagyobb, mint a levegőé vízben kissé oldódik levegőn megbarnul (oxidálódik) 2NO + O 2 = 2NO 2 (gyors) halogénekkel egyesül 2NO + Cl 2 = 2NOCl (nitrozil-klorid) Nitrogén-dioxid (NO 2 ) 2NO 2 N 2 O 4 vörösesbarna kellemetlen szagú gáz vízben jól oldódik; (diszproporcionálódik) 2NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO 3 alkáli lúgokkal nitriteket és nitrátokat alkot 2NO 2 + 2NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O E250, élelmiszeripari adalék tartósítószer (hús, hal); élénkebbé teszi a színeket) szervezetben nitrózaminná alakul chilei salétrom

10 Salétromossav (HNO 2 ) kék színű, csak híg vizes oldatban állítható elő szobahőmérsékleten már bomlik 3HNO 2 = HNO 3 + 2NO + H 2 O 2HNO 2 = NO 2 + NO + H 2 O redukálószerként és oxidálószerként is viselkedik 5HNO 2 +2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5HNO 3 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 +3H 2 O (red.szerként) 2HI + 2HNO 2 = I 2 + 2H 2 O + 2NO (ox.szerként) gyenge sav: HNO 2 + H 2 O H 3 O + + NO 2 - enyhén mérgező (nitrites kutak) sói: nitritek vizes oldatuk többnyire lúgos kémhatású NO H 2 O HNO 2 + OH - Salétromsav (HNO 3 ) színtelen, nagy sűrűségű folyadék levegőn füstölög vízzel minden arányban elegyedik erős sav: HNO 3 + H 2 O H 3 O + + NO 3 - bomlása állás közben is végbemegy (megbarnul, fény elősegíti) 2HNO 3 = 2NO 2 + H 2 O + O erős oxidálószer választóvíz: aranyat nem, de ezüstöt oxidáció közben oldja: Ag(s)(/Cu) + 2HNO 3 (aq) = Ag + (aq) + NO 3 (aq) + H 2 O (l) + NO 2 (g) királyvíz: az aranyat is oldja : cc.hno 3 (aq) + 3 cc.hcl (aq) = NOCl (aq) + 2Cl + 2H 2 O (l) Au (s) + 2Cl (aq) + NOCl (aq) = AuCl 3 (aq) + 2H 2 O (l) + NO (g) nitrálósav: cc.hno 3 + cc. H 2 SO 4 NO H 3 O HSO 4 - sói: nitrátok, pl.: KNO 3, NaNO 3, AgNO 3

11 Föld globális nitrogén lelőhelyei Lelőhely Mennyiség (Mt N) Litoszféra 0,2*10 12 Kőzetek 0,2*10 12 Üledékek 0,4*10 9 Hidroszféra 23*10 6 Nitrogén (oldott) 22*10 6 Szervetlen N-vegyületek 0,6*10 6 Atmoszféra 3,9*10 9 Biomassza 0,92*10 6 Élő biomassza (szárazföld) 1,2*10 3 Élő biomassza (óceánok) 0,5*10 3 Elhalt biomassza (szárazföld) 300*10 3 Elhalt biomassza (óceánok) 600*10 3

12 Előfordulása Litoszféra és hidroszféra Litoszféra Vegyületek formájában Talajban lévő szerves anyagok ammónia oxidációja nitrátokká Nitrátok formájában Nátron-salétrom (chilei salétrom) NaNO 3 Káli-salétrom KNO 3 Mészsalétrom Ca(NO 3 ) 2 Hidroszféra Oldott nitrogén vegyületek formájában Nitit-, nitrát-, ammóniumion

13 Előfordulása Atmoszféra Formái N 2, NO, NO 2, NO 3, N 2 O, N 2 O 3, N 2 O 4, N 2 O 5, NH 3 N 2 O troposzférában fotokémiai reakcióban nem vesz részt, élettartama kb. 120 év rendkívül stabil üvegházhatású, illetve közvetett módon ózonréteg károsító hatása is van antropogén tev. eredményeként: mezőgazdasági tevékenység; talaj szerves és N tartalmú szervetlen trágyázás közlekedés (katalizátoros autók) fosszilis alapa. erőművek vegyipar (pl.: salétromsav, adipinsav (nejlon alapany.)

14 Előfordulása atmoszférikus eredetű NO Atmoszféra bioszféra tartja fenn, élő szervezetbe beépült N-t, szerves anyagot talajlakó mikroorganizmusok lebontják NO, N 2 O, N 2 vagy NH 3 formájában visszakerül az atmoszférába légkörben zajló elektromos tevékenységnek (villámlás) kb. 20 ppb NO HNO 3 alakul távozik így a levegő nitrogéntartalmának előbb utóbb el kellene fogyni N 2 + O 2 2NO antropogén tev. eredményeként: fosszilis alapa. erőművek közlekedés (főképpen NO) mezőgazdasági tevékenység - talaj szerves és N tartalmú szervetlen trágyázás következtében megnövekedett biológiai aktivitás

15 Termikus nitrogén monoxid képződése Láncreakció: (Zeldovich, 1940) N 2 + O = NO + N (Sebesség meghatározó lépés nagy E aktiválási miatt) N + O 2 = NO + O N + OH = NO + H A termikus NO mennyisége függ a láng hőmérsékletétől (O konc.-t befoly.) és a tartózkodási időtől ºC fölött számottevő. Promt nitrogén-monoxid képződése (Fenimore, 1970) szénhidrogének a reakciót alkil-gyökök indítják kevés O 2, alacsony lánghőm. CH + N 2 = HCN + N CH 2 + N 2 = HCN + NH Emberi tevékenység Lángban képződik CH + CH2 + CH3 + CH 3 + N 2 = HCN + NH 2 Láng magasabb hőmérsékletű részein (kiégési, másodlagos zóna) nagyobb az atomos oxigén koncentrációja HCN + O = NO + CH NH + O = NO + H NH + OH = NO + H 2 Prompt nitrogén-monoxid (kb. 5%) képződése csak kismértékben függ a hőmérséklettől. Nitrogén-monoxid a tüzelőanyag nitrogéntartalmából Szerves molekulákhoz kötött nitrogén (pl.amino-csop.). Kevéssé érzékeny a hőmérsékletre, de a levegőtüzelőanyag arány jelentősen befolyásolja.

16 Nitrogén-dioxid képződése lángban Emberi tevékenység A füstgázban néhány % NO 2 található, mert a NO 2 már 150 ºC on bomlani kezd, 620 ºC felett teljes mértékben elbomlik. alacsonyabb hőmérsékletű részek NO + HO 2 = NO 2 + OH hidroperoxil gyök képződése H + O 2 + M = HO 2 + M magasabb hőmérsékleten meghatározó H + O 2 = OH + O a NO 2 jelentős része visszakeveredik a melegebb térrészbe, ahol: termikusan bomlik: NO 2 + H = NO + OH visszaalakul: NO 2 + O = NO + O 2 Dinitrogén-oxid képződése alacsony hőmérsékletű égetésekkor A tüzelőanyag N tartalmának kb %-ka 800 ºC 900 ºC N 2 O-dá alakulhat. Alacsony hőmérséklet; alacsony fűtőértékű tüzelőanyagoknál (pl. biomassza) fokozott mértékű N 2 O képződéssel kell számolni. kőszén termikus bomlásakor felszabaduló hidrogén-cianidból HCN + O = NCO + H NCO + NO = N 2 O + CO 950 ºC felett nem képződik dinitrogén-oxid, mivel 900 ºC felett termikusan bomlik N 2 O + M = N 2 + O+ M Növekvő lánghőmérséklet növeli a hidrogéngyökök koncentrációját, amik redukálják a dinitrogén-oxidot N 2 O + H = N 2 + OH Dinitrogén-dioxid képződése katalitikus mellékreakcióként (közlekedés; 3-as hatású katalizátorok NO redukció, CO oxidáció, szénhidrogén oxidáció)

17 Emberi tevékenység Nitrogén-oxidok képződése a lángban Σ Termikus NO Prompt NO NO a tüzelőanyagból NO 2 Egyszerűsített átalakulás Megjegyzés C felett képződik, erősen hőmérsékletfüggő, oxidációs zónában képződik C felett képződik, kismértékben hőmérsékletfüggő, redukciós zónában képződik C felett képződik, kismértékben hőmérsékletfüggő, oxidációs zónában képződik. A láng hidegebb részein képződik, melegebb részeken elbomlik. N 2 O C C on képződik, nagyobb hőmérsékleten elbomlik

18 Nitrogén-oxidok átalakulásai Atmoszféra Magas hőmérsékleten [termikus] N 2 + O 2 2NO N 2 + 2O 2 2NO 2 Nagy magasságban (20 km fölött) [fotokémiai] NO 2 hv NO + O N 2 O hv N 2 + O N 2 O +O 2NO Reakció oxigénnel vagy ózonnal 2NO + O 2 2NO 2 NO + O 3 NO 2 H 2 O HNO 3 troposzférikus ózon mennysége a levegőben lévő [NO 2 ] [NO] aránytól függ, ezért minden olyan anyag, ami gyorsítja az NO NO 2 átalakulást, az ózon koncentrációt növeli, ld. köv.ea. A képződött HNO 3 szabad sav formájában vagy NH 3 -val reagálva NH 4 NO 3 -ként kerülhet az esővízbe. Reakciók szénnel és széntartalmú gyökökkel: (HC) + N 2 HCN + N (HC) + N 2 2CN

19 A NO x reakciója HO (hidroxi-), HO 2 (peroxi-) és CH 3 -COO-O (peroxi-acetil-) gyökökkel: a keletkező vegyületek szerepet játszanak a füstköd kialakulásában. Az NH 3 és a N-H kötést tartalmazó szerves vegyületek reakciói: karcinogén hatású nitrózaminok (R 2 -N-NO) keletkezhetnek.

20 A telítetlen szénhidrogének fotokémiai oxidációjakor képzőnek Környezetvédelmi szempontból problémásak!

21 Nitrogén-oxidok hatása Növényekre NO expozíció fotoszintézis csökkenést okoz (reverzibilis hatás) NO 2 erőteljes roncsoló hatás levelek széle barnás, barnásfekete lesz levélfelületen foltosodás jelentkezik növényi sejt kezd összehúzódni és a protoplazma elválik a sejtfaltól sejt teljes kiszáradása Emberre NO 2 kb. 4x olyan mérgező, mint a NO nyálkahártya irritáció tüdővizenyő léghólyagocskákban salétromsav keletkezik léghólyagocskák féligáteresztő falán történik a szén-dioxid oxigén gázcsere salétromsav : fehérje denaturáló hatású féligáteresztő képesség megszűnik folyadékkal töltődik fel gázcserefelület vesztés halál

22 Biogeokémiai körfolyamat Nagyrészt az élőlények és a talaj (litoszféra) között zajlik, így az atmoszférikus nitrogén nagy koncentrációja ellenére csak másodlagos szerepet játszik A hidroszférának a vízi élőlények, az atmoszférának a villámlás révén van kisebb szerepe. Az antropogén hatás igen jelentős. A NO x probléma nem mennyiségi tétel a nitrogén-körforgalomban viszont már kis mennyiségben is súlyos problémát jelent

23 Körforgás a természetben

24 A mikroorganizmusok alakítják át a szerves vegyületeket a növények számára felvehető ásványi formába A zöld növények ásványi nitrogént hasznosítanak életfolyamataikhoz, így nemcsak szén-, hanem nitrogénautotrófok is A nitrogént a talajból ammónium-, nitrit- és nitrátion formájában veszik fel A szervetlen nitrogénformák az összes nitrogén 1 5%-át teszik ki A talajban a nitrogén ásványi formában gyakorlatilag csak NH 4+ -ként és NO 3- -ként van jelen, illetve nagyon ritkán (csak redukált körülmények között) nyomokban még NO 2- - is kapcsolódhat hozzájuk A nitrát, mint erős sav anionja, a gyakran előforduló kationokkal könnyen oldható sókat képez Ezért a NO 3- - nem tud a kolloidokhoz kötődni, könnyen kimosódik

25 Mikrobiológiai nitrogén körforgás A légköri nitrogén (N 2 ) megkötése (biológiai nitrogénfixálás): - Cianobaktériumok - Szinbionta nitrogénkötő baktériumok (pl. Rhizobium, Spirillum fajok) - Szabadonélő nitrogénkötő baktériumok (pl. Azotobacter, Clostridium fajok)

26 Nitrogén mineralizáció A biomasszában kötött nitrogén túlnyomórészt protein vagy proteid formájában fordul elő Ez a nagy polimerizáltságú fehérjeanyag a hidrolízis során saját építőelemeire esik szét, amelyekből lépésről lépésre felépült A holt szerves vegyületek mineralizációja során tehát a nitrogén egy része ismét anorganikus alakban, mint ammónia jelenik meg Ez a szerves nitrogén ammónia-átalakítás az ammonifikáció

27 Nitrifikáció A nitrifikációt mikroorganizmusok végzik, amelyek a rendelkezésre álló ammóniát nitráttá oxidálják A nitrifikálók olyan aerob baktériumok, amelyek redukált szervetlen vegyületek (NH 3, NO 2 ) kémiai oxidációs energiáját hasznosítják, és a levegő széndioxidjával, mint egyedüli szénforrással, szén-autotróf életmódot folytatnak Élettani szempontból két csoportba sorolhatók: Nitroso(monas), mikroszervezetek végzik az ammónia nitritté alakítását, Nitrobacterek pedig a nitrit nitráttá oxidálásában tevékenykednek A nitrifikáció jó oxigénellátás mellett megy végbe; 4 ph alatt a talajban már nem megy végbe Gyorsabb a nitrifikáció meleg (30 35 C), nedves viszonyok között; tavasszal és ősszel tapasztalható a nitrát-képződésben a maximum, nyári száraz napokon és télen pedig nagyon lelassul

28 Nitrátredukció A nitrátredukció a nitrifikáció fordítottja Ezt a legtöbb növény el tudja végezni, úgyhogy a nitrát teljes értékű nitrogénforrás a fehérjeszintézishez Egyes baktériumok, pl. a Pseudomonasok, Bacillus és Mikrococcusok oxigén hiányában a nitrátot tudják oxigénforrásként felhasználni Denitrifikáció Denitrifikáció alatt a nitrát-készletek N 2, N 2 O vagy NO alakban bekövetkezett, gáz halmazállapotú nitrogénveszteségét értjük, amely főleg, (de nem szükségszerűen) biológiai hatásra megy végbe A nitrát-légzés biológiai denitrifikációhoz vezet, ahol N 2 vagy N 2 O szabadul fel A denitrifikáció nemcsak a vízzel telített, levegőtlen, oxigénszegény talajokon mehet végbe, hanem jól levegőzött talajokon is, ha a talajoldatnak nagy az ammóniakoncentrációja

29 A nitrit - methemoglobémia Eutrofizáció

30 Foszfor Dolgosné dr. Kovács Anita egy.doc. PTE PMMK Környezetmérnöki Tanszék

31 Allotróp módosulatok I. Sárga P 4 szabályos molekularács, lágy, késsel vágható szobahőmérsékleten is hevesen oxidálódik könnyen párolog kellemetlen szagú víz alatt kell tartani, oxigéntől elzárva (öngyúlékony) vízben nem oldódik zsírokban, olajokban jól oldódik lenyelve már 0,05 g is halálos belőle képes átalakulni vörösfoszforrá rendkívül mérgező

32 Allotróp módosulatok II. Vörös könnyen szublimál, sárga foszfor csapódik le szerves és szervetlen oldószerekben oldhatatlan nem mérgező Fekete csak extrém körülmények között fordul elő 200 C felett nagy nyomáson

33 Kémiai tulajdonságok A fehér foszfor igen reakcióképes elem rendkívül gyúlékony, égésekor P 4 O 10 keletkezik P 4 + 5O 2 = P 4 O 10 szobahőmérsékleten lassan oxidálódik (foszforeszcencia) P 4 + 3O 2 = P 4 O 6 halogénekkel tűztünemény közben egyesül P 4 + 6Cl 2 = 4PCl 3 P Cl 2 = 4PCl 5 Hidrogénnel foszfinná egyesül P 4 + 6H 2 = 4PH 3 magasabb hőmérsékleten a vízgőzt is redukálja P H 2 O = 4H 3 PO H 2

34 Vegyületei Difoszfor-trioxid (P 4 O 6 ) fehér, viasz lágyságú könnyen olvadó, kristályos anyag hideg vízben lassan oldódik foszforossavnak valódi savanhidridje P 4 O 6 + 6H 2 O = 4H 3 PO 3 Difoszfor-pentaoxid (P 4 O 10 ) fehér, pelyhes, könnyen szublimáló vegyület erősen nedvszívó foszforsavak valódi savanhidridje leghatásosabb szárítószer HPO 2 metafoszforossav H 3 PO 3 ortofoszforossav H 4 P 2 O 5 pirofoszforossav HPO 3 metafoszforsav H 3 PO 4 ortofoszforsav H 4 P 2 O 7 pirofoszforsav

35 Jellemzők A foszfor (P) az élő szervezetek egyik nélkülözhetetlen eleme Kis mennyiségben mindenütt megtalálható Foszfort minden élő szervezet tartalmaz, pl. a DNS alkotórészeként A körforgalomba foszfátion (PO 4 3- ) formájába kerül be (ortofoszforsav ionja) Számos foszfát nehezen oldható üledéket képezve kerül ki a ciklusból Biológiai jelentősége széleskörű: szervetlen sója, a trikalcium foszfát a csontok egyik alkotóeleme; a szerves foszfor vegyületek közül jelentősek a nukleinsavak (DNS, RNS), Energiatároló vegyületek vegyületek (ATP, ADP) A foszfor endogén, vagyis az élőlényeken belüli körfogásban nagyon gyors

36 A Föld globális foszfor-lelőhelyei Lelőhely Mennyiség (Mt P) litoszféra feltárható foszfátércek 60*10 3 talaj 16*10 3 édesvízi üledékek 10*10 3 mélytengeri üledékek 1000*10 3 kőzetek hidroszféra 0,12*10 6 óceánok 120*10 3 édesvizek 90 atmoszféra 0,1 biomassza 2*10 3 szárazföld 2*10 3 óceánok 140

37 Litoszféra Földkéreg 11. leggyakoribb eleme Valamennyi természetes eleme az ortofoszforsav (H 3 PO 4 ) származéka Fő ásványa az apatit [Ca 5 (PO 4 ) 3 F], amelyben a fluort részben vagy teljesen helyettesítheti hidroxil vagy klór Más nyers foszfátok, pl. a foszforit, fő tömegükben szintén apatitból állnak Legfontosabb kalcium-ásványai Ca(H 2 PO 4 ) 2 H 2 O kalcium-hidrogén-foszfát Ca(HPO 4 ) 2 2H 2 O brushit CaHPO 4 monetit Ca 3 (PO 4 ) 2 apatit Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 hidroxi-apatit Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 fluoro-apatit

38 Foszfor ciklus

39 Szárazföldi ciklus

40 Vízi ciklus

41 Foszfor az élőlényekben Az élő szervezetekben található foszfornak több mint a fele foszfátmolekulákban, míg a maradék egyéb szervetlen vagy szerves vegyületekben van jelen A foszfát különleges szerepet tölt be az élőlények energiaháztartásában Egy foszfátcsoport ADP molekulára kötődésével jön létre a nagy energiájú, könnyen továbbadható ATP molekula A szervezeten belül sok foszfort tartalmaznak a nukleinsavak (RNS, DNS), valamint a sejtmembránok, foszfolipidek formájában

42 Foszfor a talajban A foszfor a talajban mind szerves, mind ásványi kötésben előfordul, ezért a foszforgazdálkodásban a biológiai és a szervetlen kémiai folyamatok azonos jelentőségűek A talajban lévő foszfortartalmú vegyületek három nagy csoportba oszthatók: Ca, Fe és Al- foszfátok Fe és Al hidroxidok, valamint az agyagásványok, a humuszanyagok és a CaCO 3 felületén megkötött foszfátionok Szerves foszforvegyületek

43 Antropogén beavatkozások Műtrágyák A növények a tápanyag foszfor tartalmának 5 %-át képesek felvenni, a kialakuló hiányt pótolni kell Eutrofizáció Rovarölő szerek, vegyi fegyverek Idegmérgek Általános képlet R 1 ; R 2 : aril, alkil Y: O; S R 1 X: savas szubsztituens P R 2 Y X

44 A foszfor-műtrágyákról általában A nyersanyagok és műtrágyák hatóanyag tartalmát egyaránt P 2 O 5 % ban fejezik ki A foszforműtrágya gyártás célja a nehezen oldható foszforvegyületek átalakítása vízben vagy gyenge savakban oldható vegyületekké A nyersfoszfátok savas feltárással vagy hőkezeléssel alakíthatóak át oldható foszfátokká, savfelesleg hatására foszforsav keletkezik A szuperfoszfát összetétele: 35 % Ca(H 2 PO 4 ) 2, 50 % CaSO 4, 15 % egyéb alkotórész

45 A foszfor-műtrágyák hatása fiziológiai hatása erősen savanyú túlzott használata a talaj elsavanyodásához vezet a foszfor a generatív szervek megjelenését, a termésképzést serkenti, gyorsítja a szervek differenciálódását a trágyázás gerjeszti a talaj tápanyagforgalmát

46 Eutrofizáció A vízbe jutó növényi tápanyagok hatására a tavak tápanyagtartalma egyre nagyobb => túlburjánzik a vízinövényzet. A vízinövények természetes elhalása révén egyre nagyobb mértékben halmozódik fel a tó aljzatán => halpusztulás.

47 Irodalmak Dr. Berecz Endre: Kémia műszakiaknak. Tankönyvkiadó, Budapest, 1991 Dr. Bodor Endre: Szervetlen kémia I-III., Veszprémi Egyetem, Veszprém, 1994 Dr. Bot György: Általános és szervetlen kémia. Medicina, Budapest, 1987 Papp Sándor Rolf Kümmel: Környezeti kémia. Tankönyvkiadó, Budapest, 1992 Papp Sándor: Biogeokémia Körfolyamatok a természetben. Veszprémi Egyetemi Kiadó, Veszprém, 2002 Dr. Papp Sándor(szerk.): Környezeti kémia. HEFOP P /1.0 az. A Felsőoktatás szerkezeti és tartalmi fejlesztése c. pályázat anyaga

48 Köszönöm a figyelmet!