Phosphor

Phosphor ist ein chemisches Element, das in vielen Modifikationen vorkommt. Für Organismen aller Art ist Phosphor ein essentieller Stoff für Aufbau, Wachstum und Funktion. In der Natur kommt Phosphor meist in Form von Phosphaten vor, deren chemischer Aufbau sich mit dem pH-Wert ändert. In der Landwirtschaft kommt Phosphor als Düngemittel eine wichtige Rolle zu.

Allgemein

Alle Organismen, Pflanzen, Tiere und wir Menschen brauchen Phosphor, um leben zu können. Phosphor ist beispielsweise ein Element der DNA (Desoxyribonukleinsäure), in der sich das Erbgut verbirgt, aber auch für die zelluläre Energieversorgung ist Phosphor unerlässlich.

Phosphor als Pflanzennährstoff

Phosphor bzw. Phosphate sind für Pflanzen für die Bildung von Nukleinsäuren, für den Aufbau von Enzymen, für das Wurzelwachstum, die Zellteilung, die Bildung von Pflanzenabwehrstoffen und für die Entwicklung gesunder Samen unerlässlich. Die Aufnahme erfolgt über die Wurzel, wobei die Bodenbeschaffenheit für die Aufnahmemenge ausschlaggebend ist. Ein zu niedriger pH-Wert, ein zu feuchter oder verdichteter Boden mit wenig Humus erschweren die Aufnahme. Nimmt die Pflanze aber zu wenig Phosphor auf, führt dies unweigerlich zu Pflanzenschäden: Die Pflanzen sind klein und kümmerlich, das Wurzelsystem ist mangelhaft und Blüten oder Früchte werden kaum oder gar nicht ausgebildet. Ebenso schädlich kann aber auch eine Überversorgung mit Phosphor sein, so dass eine Bodenanalyse vor Düngegaben durchaus ratsam ist.

Phosphorvorkommen

Die Phosphorvorkommen sind weltweit begrenzt und finden sich vor allem in fossilen Lagerstätten in China, Marokko, Jordanien und Südafrika, wo über mehrere Millionen Jahre aus Tierkadavern, vor allem aus den Knochen, Phosphor wurde. Neue Lagerstätten wurden in Nordafrika und dem Irak entdeckt. Allerdings ist ein Abbau aufgrund instabiler politischer Situationen in einigen Regionen schwierig.

Rund 90 % der jährlich rund 180 Millionen Tonnen abgebauten Phosphors wird in der Düngemittelindustrie weiterverarbeitet. Tatsächlich gibt es keinen Stoff, der Phosphor als Düngemittel ersetzten kann. Eine Phosphorknappheit stellt daher ein ernstzunehmendes Problem für die weltweite Lebensmittelsicherheit dar.

Phosphor in der Landwirtschaft

Die Landwirtschaft ist weltweit der größte Verbraucher von Phosphor. Wobei Pflanzen Phosphor nur als im Wasser gelöstes Phosphat aufnehmen. Daher ist nicht alleine der Phosphorgehalt im Boden für ein gesundes Pflanzenwachstum auschlaggebend, sondern vor allem auch die Verfügbarkeit für die Pflanzen.

Die Rückgewinnung von Phosphaten aus der Landwirtschaft – das Recyceln von Phosphor – gewinnt anlässlich der zunehmenden Rohstoffknappheit immer mehr an Bedeutung. Gleichzeitig soll damit eine Auswaschung in Gewässer verhindert und das zurückgewonnene Phosphor von Schwermetallen (v.a. Uran und Cadmium, die in sedimentären Rohphosphaten natürlich vorkommen), gereinigt werden. Aktuell ist das Recyceln aber noch wesentlich kostspieliger als der Lagerstättenabbau.

Probleme durch Phosphor

Phosphate wurden als Wasserenthärter in Waschmitteln eingesetzt. Das Ergebnis waren vielfach überdüngte Gewässer, in denen es zu massiven Blaualgenblüten kam.

Auch wenn heute viele Hersteller von Wasch- und Geschirrspülmitteln auf die beliebten Wasserenthärter verzichten, gelangen Phosphate aus der Landwirtschaft durch Erosion immer noch in Gewässer und Meere. Außerdem weisen Düngemittel aus Rohphosphaten einen hohen Gehalt an Schwermetallen wie Cadmium und Uran auf. Verpflichtende Bodenanalysen sollen unnötige Phosphorgaben verhindern, vor allem dann, wenn durch Schweine- oder Kuhmist ohnehin wieder relativ viel Phosphor auf die Felder aufgebracht wird. Im Hühnermist ist mit 0,80% übrigens am meisten Phosphor enthalten.

 

Zahlen & Fakten

Der Phosphor-Mineraldüngerabsatz in Österreich betrug gemäß „Grünem Bericht 2016“ 30.000 Tonnen Phosphat, was rund 13.000 Tonnen reinem Phosphor entspricht.

In Österreichs Kläranlagen können jährlich rund 7.800 Tonnen Phosphor nachgewiesen werden, wobei sich 6.600 Tonnen wieder im Klärschlamm finden. Der Rest geht in Gewässern verloren.

Die weltweiten Phosphatreserven reichen nach neuesten Studien und dem Auffinden weiterer Lagerstätten noch rund 350 Jahre. In dieser Zeit sollte es möglich sein, wirtschaftlich rentabel Technologien zu finden, um den Phosphorkreislauf weitgehend zu schließen.

 

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