Gå till innehåll

frisättning av fosfat av bakterier


jonasroman

Rekommenderade inlägg

Med anledning av Lasses intressanta inlägg att man vid anaeroba svavelvätebildande miljöer ser en frisättning av fosfat har jag funderat o tittat runt lite på vilken mekanism det kan vara som ligger bakom. Jag var skeptisk till att det var specifikt för just sulfatreducerande bakterier, utan att det mer är en miljö med mkt bakterier som gör att fosfat frisätts.

 

Den studien jag funnit som jag tror Lasse refererar till (rätta mig om jag har fel) är att man uppvisade vid mätning ökade halter av fosfat vid samtidig ökad halter av svavelväte. Se graf. 

 

Frågan är då, vilken är isåfall mekanismen, eller är det bara en sk confounders (samexisterande) att det bildas mer svavelväte där det frisätts mer fosfat?

 

För det första så vet vi att många bakterier kan ur organiska molekyler frigöra fosfat(alltså inte bara sulfatreducerande), med sk fosfataser. tex ALP, alkaliska fosfataser. Dessa jobbar bäst i lite mer alkalisk miljö och är ett sätt för bakterien att inte svälta på fosfat.

Jag tror därför inte att orsaken till sambandet enligt grafen är att de sulftareducerande bakterierna skulle va bättre än andra på att producera fosfatas. Det är ju dessutom en sur miljö, varvid dessa enzym jobbar sämre. Istället kanske det är en rent kemisk reaktion/förklaring, utanför bakterien som förklarar varför mer fosfat frisätts vid bildandet av svavelväte? Det har varit min utgångshypotes. 

Jag hittade då en artikel som stöder detta, nämligen att svavelväte konkurrerar med Järnfosfat!,,,dvs svavelvätet vill hellre bilda järnsulfit, så svavelvätet bryter loss järnet ifrån förekommande järnfosfat, varvid det istället bildas järnsulfit o fosfaten frisätts! Den mekanismen låter mer logisk, och då har det inget med bakterien i sig att göra, utan mer en verkan av svavelvätet. Detta är intressant, men kräver ju då att det finns fosfat som är uppbundet som just järnfosfat...om det inte finns det så kommer inte bildning av svavelväte ge upphov till mer frisättning av fosfat mer vilken bakterie som helst som kan producera fosfatas. Ja, så är min tes alltså.

 

ja, vad tror ni om detta?

 

Allt gott

Jonas

http://www.nature.com/nature/journal/v181/n4613/abs/181934a0.html

 

H2S mm.tiff

Ändrat av jonasroman
Länka till kommentar
Dela på andra sidor

Vi pratar om sediment och den fastlåsande effekten av fosfater i syrerika milöer är olika metallföreningar. Där är järnet det viktigaste. Att bakterier omvandlar organiskt fosfor till fosfat är av mindre betydelse i detta fall utan det är just fastlåsandet av den av bakterier bildade fosfaten i sedimentet vi pratar om. Den fosfat som inte låses fast blir sedan till fri fosfat i vattenkolumnen. Vid syrefrihet och svavelväte frigörs sedan den bundna fosfaten. Men det måste till svavelväte.

 

MVH Lasse

Ändrat av Lasse
Länka till kommentar
Dela på andra sidor

1 timme sedan, Lasse sa:

Vi pratar om sediment och den fastlåsande effekten av fosfater i syrerika milöer är olika metallföreningar. Där är järnet det viktigaste. Att bakterier omvandlar organiskt fosfor till fosfat är av mindre betydelse i detta fall utan det är just fastlåsandet av den av bakterier bildade fosfaten i sedimentet vi pratar om. Den fosfat som inte låses fast blir sedan till fri fosfat i vattenkolumnen. Vid syrefrihet och svavelväte frigörs sedan den bundna fosfaten. Men det måste till svavelväte.

 

MVH Lasse

Ja men det är väl det jag skriver också Lasse, med järnfosfat som "byts ut" tack vare svavelväte mot järnsulfid o därmed frisätts fosfat. Jag ville bara förstå mekanismen och jag hittade en artikel (postat den i inlägget ovan) som förklarade det bra, i kongruens med det du också skriver. Så då är jag med andra ord helt med på vad du menar. Jag ville helt enkelt veta HUR svavelväte kan göra så fosfat frigörs, och nu vet jag det. Det var som sagt nytt för mig. 

 

Sen är jag tveksam till om detta har en implikation inom akvaristik alltid, för det krävs ju att du har ett sådant sediment att du har dessa järnfosfat-föreningar där. Det har du kanske inte i en vanlig akvariesandbädd?, o då förklarar ju det isåfall inte att cyanomattor i ett akvarium skulle frigöra fosfat. Så som du skrev på ree2reef. Kanske i havet, men bädden i ett akvarium pratar jag om nu. Tror du vi har järnfosfat där? Nu tror jag i o för sig att cyano fixar sitt fosfor i alla fall, med tex fosfatas som jag pratat om tidigare. 

 

 

Ändrat av jonasroman
Länka till kommentar
Dela på andra sidor

Det intressanta är att Cowboy har mätt upp svavelväte under mattorna. Sen skulle jag inte vara förvånad om många alvarier har bottnar med mycket järnbunden fosfat. Vi använder ju mycket GFO i det här landet. Den som tror att det stannar i våra filter helt - den tror nog fel. Järn fälls snabbt ut från vattenvolymen och någon stans går den - helt klart.

 

Sedan är det inte jag som påstår det här (att svavelväte behövs för frigörande av kemiskt bunden fosfat) utan forskarna på VA forsk. Läs rapporten jag nämnde - för dem är det självklart att detta sker

 

MVH Lasse

Ändrat av Lasse
Länka till kommentar
Dela på andra sidor

Det här om järn löses ut ur GFO är en komplicerad historia. Järn kan i sig knappas lösas i saltvatten med pH runt 8. Kommer jag ihåg rätt är det bara några mg/l lösligt vid pH 4.

Tvåvärt järn löses 100 x mindre för varje pH enhet högre så att vi löser järn direkt från GFO kan vi glömma.

Men järn är ett "omtyckt" ämne av mikroorganismer så att de via enzymer kan ta upp järn kan vi vänta oss. Att GFO klumpar sig med tiden vid lågt flöde är väl känt och det är en indikation till. Men nu är GFO:n porös så att bakteriella processer mycket väl kan ske inuti kornen. 

Å tredje sidan måste man ofta tillsätta järn via spårämnesdosering för koraller eller algrefugium även om man använder GFO.

Länka till kommentar
Dela på andra sidor

Själva GFO är ju järn i den form som binder fosfor - det är ju därför vi använder den eller hur? Givetvis kommer ju damm och mindre partillar ftån den komna ut i sanden. Vanligt järn binder ju inte. När vi använder GFO uttnyttjar vi just de egenskaper som sker med järnhaltiga material i sediment och sand. Detta innebär ju också att om vår GFO blir syrefri och svavelväte bildas så kommer den att "återblöda" fosfat till vattenkolumnen.  

 

Det är ju just det att vattnet inte löser ut järn som gör att det hamnar i olika föreningar i sanden

 Så fosforbindande järnföreningar finns det gott om hos de flesta

 

MVH Laase

 

 

  • Gilla 1
Länka till kommentar
Dela på andra sidor

21 timmar sedan, Lasse sa:

Det intressanta är att Cowboy har mätt upp svavelväte under mattorna. Sen skulle jag inte vara förvånad om många alvarier har bottnar med mycket järnbunden fosfat. Vi använder ju mycket GFO i det här landet. Den som tror att det stannar i våra filter helt - den tror nog fel. Järn fälls snabbt ut från vattenvolymen och någon stans går den - helt klart.

 

Sedan är det inte jag som påstår det här (att svavelväte behövs för frigörande av kemiskt bunden fosfat) utan forskarna på VA forsk. Läs rapporten jag nämnde - för dem är det självklart att detta sker

 

MVH Lasse

@Lasse, jag har förstått att det stämmer, att svavelvätebildning går hand i hand med att fosfat löser ut, så jag tror dig som sagt. Och Sen kan det absolut va så också som du säger att vi har järnfosfat bundet i våra kar o därmed frisätts fosfat lokalt där svavelväte bildas.

 

MEN: jag har tittat lite till på mekanismen igen bakom att fosfat löser ut vid bildning av svavelväte, OCH jag hade nog inte så fel ändå att det inte är säkert att det är svavelvätet I SIG, utan den allmänt låga redoxen. Så här fungerar det enligt en seriös artikel jag hittat:

Järn i sin oxiderade form är ju trevärt, Fe3+. Detta binder då i sin oxiderade form tex som järnfosfat. När redoxen sjunker så reduceras järn, till tvåvårt, Fe2+, INTE pga av av svavelvätet i sig, utan pga av den låga redoxen. Det nu tvåvärda järnet, Fe2+, lossnar från järnfosfat varvid fosfat frisätts. Således är bildningen av H2S en samtidig process pga av det låda redoxen, men inte så att H2S i sig lösgör fosfor. Som jag intitalt trodde alltså. Jag skall posta artikeln nedan. 

Ändrat av jonasroman
Länka till kommentar
Dela på andra sidor

17 timmar sedan, Lasse sa:

Själva GFO är ju järn i den form som binder fosfor - det är ju därför vi använder den eller hur? Givetvis kommer ju damm och mindre partillar ftån den komna ut i sanden. Vanligt järn binder ju inte. När vi använder GFO uttnyttjar vi just de egenskaper som sker med järnhaltiga material i sediment och sand. Detta innebär ju också att om vår GFO blir syrefri och svavelväte bildas så kommer den att "återblöda" fosfat till vattenkolumnen.  

 

Det är ju just det att vattnet inte löser ut järn som gör att det hamnar i olika föreningar i sanden

 Så fosforbindande järnföreningar finns det gott om hos de flesta

 

MVH Laase

 

 

exakt, men inte för att svavelväte bildas utan för att järn reduceras till tvåvärt o därmed ej längre kan binda fosfor.

Ändrat av jonasroman
Länka till kommentar
Dela på andra sidor

Här är artikeln

https://theses.lib.vt.edu/theses/available/etd-01102003-162857/unrestricted/(08)Lit_Rev_2.pdf

 

jag kan hjälpa den som inte vill läsa hela (har inte jag heller gjort)...detta citat berör mekanismen jag sökt efter, där jag får stöd för att H2S är en indirekt markör som bara indikerar ett så lågt redox som behövs för att järnfosfat löser upp sig, och alltså att svavelvätet i sig har inget med saken att göra. Klistrar in nedan. Det verkar faktiskt till o med vara så att reduceringen av järn kommer lite före reduktionen av sulfat till svavelväte!!

 

Within the second range, solid iron three (Fe(III)), and manganese three and four (Mn(III,IV) are reduced to soluble iron two (Fe(II)) and manganese two (Mn(II)) when organic matter is mineralized. Phosphorus, which is initially bound to Fe(III) hydroxides, is released to the overlying water as a result of the reduction of Fe(III) solid phases. Under even more reduced conditions (Range 3, -240 to –100 mV at pH 7 to 8), the concentration of Fe(II) and Mn(II)

rises further; SO42- begins to be reduced, accompanied by the precipitation of Manganous Sulfide (MnS) and Ferrous Sulfide (FeS), and the formation of pyrite. 

 

 

Ändrat av jonasroman
Länka till kommentar
Dela på andra sidor

Det är också så att din artikel nämner bara vid vilka redox det sker - inte vad som orsakar att det sker - Man nämner att de flesta är drivna av mikroorganismer men går inte närmare in på det. Bara konstatera att reaktionerna måste ha denna redoxpotential för att de skall ske - oavsett om de är mikrobiologiskt orsakade eller inte (eller i mitt fall - drivna av svavelvätebildningen - om det nu är mikrobiologiskt eller inte låter jag vara osagt) Frisläppandet av fosfor säger man kan ske i  spannet 710 till -100 mV exempelvis

 

Artikeln är också en review av den forskning som är gjord och publicerad tidigare än den som jag refererar till

 

MVH Lasse

Länka till kommentar
Dela på andra sidor

4 timmar sedan, Lasse sa:

Det är också så att din artikel nämner bara vid vilka redox det sker - inte vad som orsakar att det sker - Man nämner att de flesta är drivna av mikroorganismer men går inte närmare in på det. Bara konstatera att reaktionerna måste ha denna redoxpotential för att de skall ske - oavsett om de är mikrobiologiskt orsakade eller inte (eller i mitt fall - drivna av svavelvätebildningen - om det nu är mikrobiologiskt eller inte låter jag vara osagt) Frisläppandet av fosfor säger man kan ske i  spannet 710 till -100 mV exempelvis

 

Artikeln är också en review av den forskning som är gjord och publicerad tidigare än den som jag refererar till

 

MVH Lasse

Jo Lasse, det gör dom "when organic matter is mineralized"...dvs när organiskt material oxideras reduceras motsvarande elektronacceptor, tex trevärt järn, OCH detta sker ganska tydligt vid en redox som är högre än när sulfat reduceras(se bild jag postar längre ner). Det betyder att den frisättning av fosfat du pratar om som beror på att fosfat är bundet till järnhydroxid, kommer ske INNAN svavelväte bildas, men givetvis även när svavelväte bildas. Men det indikerar att själva svavelvätet har inget med frisättningen att göra. Det finns en tabell i artikeln som visar de olika redoxreaktionerna, dvs även HUR det går till inte bara vid vilket redoxvärde. 

Jag skall läsa din artikel, men har ingen länk, så posta gärna den.

Det är vidare en ganska viktig skillnad på om fosfaten frisätts pga av svavelvätet i sig(vilket känns ologiskt), eller pga av en redoxreaktion som föreligger ungefär samtidigt som sulfat råkar också reduceras(min tro), för den förståelsen gör att man lättare kan avgöra om och när eventuell fosfat pga av lågt redox kommer frisättas eller ej. Att man i den studie du inledde med sett att svavelväte bildas samtidigt är ju inte konstigt...man ligger ju i de redoxområdena.

Ändrat av jonasroman
Länka till kommentar
Dela på andra sidor

@jonasromanDet finns helt tydligt olika uppfattningar om det här. Du tolkar en kemist som vill mäta elektroniskt och jag lutar mig mot biologer som studerat fenomenet i naturen. Den här artikeln jag refererar till var banbrytande inom förståelsen för cyanoblomningar i våra sjöar. Du skall ta och läsa speciellt hela avdelningen 5. Sedan om du vill kan du ta och kontakta artikelförfattaren med dina invändningar om hennes slutsatser. För mig är frågan avgjord - jag tror på det som skrivs i den artikeln. Den ger mycket förklaring till cyano helvetet och kanske - om du läser avdelning 5 - förstår varför jag argumenterar som jag gör. De tar även upp just skiljelinjen mellan de som anser att det är ren redoxfråga och de som stödjer sig på svavelvätet. Den är på svenska och alla som vill förkovra sig med att läsa något som förklaras på ett bra sätt uppmanas att läsa kapitel 5.

 

Jag bifogar artikeln - den är annars gratis att hämta på VA-forks hemsida

Kvävets betydelse för cyanobakterier och andra.pdf

Ändrat av Lasse
Länka till kommentar
Dela på andra sidor

Ok, självklart skall jag läsa sen. 

Som ett förtydligande har jag naturligtvis ingen personlig uppfattning utan baserar det på vad jag läst samt hittiöls frånvaro av förklaring hur o varför svavelväte just av allt skulle i sig självt frisätta järnbundet fosfat. Vid den redoxmiljön vi pratar om vimlar det av reduktorer, villiga att reducera järn från 3+ till 2+, samt att vi vet att det i alla fall kemiskt kan ske FÖRE bildningen a H2S. Däeflr har jag den tron tills jag läser något annat. Jag skall som sagt läsa kapitel 5 så får vi se om dom förklarar den specifika fråga jag haft hela tiden. Jag är helt öppen för att ändra min uppfattning. 

Länka till kommentar
Dela på andra sidor

52 minuter sedan, Lasse sa:

Och det säger?

 

MVH Lasse

Det säger bla att reduktion av Järn sker tidigare än reduktion av sulfat. Det visar också vilka reduktionsmedel som kan vara aktuella i aktuell redoxreaktion. Om jag mu förstått det rätt. Jag är heller ingen kemist Lasse i faktiskt mer biolog isåfall jag med. 

Länka till kommentar
Dela på andra sidor

1 timme sedan, Lasse sa:

Och det säger?

 

MVH Lasse

Det säger bla att reduktion av Järn sker tidigare än reduktion av sulfat. Det visar också vilka reduktionsmedel som kan vara aktuella i aktuell redoxreaktion. Om jag mu förstått det rätt. Jag är heller ingen kemist Lasse i faktiskt mer biolog isåfall jag med. 

Länka till kommentar
Dela på andra sidor

@Lasse!, nu har jag läst en hel del ur kapitel 5. 

Imponerande arbete och här får jag en förklaring på pricken kring de frågor jag haft/har. Det råder tydligen två uppfattningar här för i artikeln omnämns den andra uppfattningen att järnfosfat kan frisätts vid en viss redox oavsett svavelväte medans författaren menar att det är just svavelvätet som behövs och en formel för det presenteras osv. Jag är nöjd så med att det finns olika uppfattningar så får vi väl läsa vidare om detta. Arbetet är mkt imponerande och hennes förklaringsmodeller mkt seriösa. 

 

En sak jag fastandes för är att vid förekomst av svavelväte så reduceras  inte nitrat till kvävgas utan till ammonium! Det visste jag ju innan att den sk amimox-reaktionen fanns men visste inte att svavelväte har denna effekt. Mekanismen är tydligen att svavelväte inhiberar enzymet som skall reducera det sista steget till kvävgas. Mkt intressant. På det sättet får cyano inte kvävebrist trots nitratbristen, för även om vissa cyano kan fixera luftkväve så tar dom ju mkt hellre ammonium. Sen då om hennes teorier stämmer så fixar dom du fosforbiyen också genom då frisättningen av fosfat, som då på ett eller annat sätt är driven av svavelvätet alternativt den låga redoxen överhuvudtaget. 

 

Jag är inne mer o mer på din o hennes förklaringsmodell att det är svavelvätet i sig som frigör järnbundet fosfor. Jag behövde denna artikel som motvikt för att förstå. 

 

Spännande. Tack för länken Lasse. Mkt hög nivå på den. Sånt här gör det värt att hänga på SG:-)

Länka till kommentar
Dela på andra sidor

Gå med i konversationen

Du kan posta nu och registrera dig senare. Om du har ett konto, logga in nu för att posta med ditt konto.

Guest
Svara på detta ämne...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Ditt tidigare innehåll har återskapats.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Skapa Ny...