Knapper werdender Rohstoff
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Die Frage, ob ein nachhaltiger Phosphorkreis zukünftig möglich ist, gab zwei Studenten der TU Darmstadt Anlass sich näher mit dieser Thematik auseinanderzusetzen. Alle Lebewesen sind auf Phosphor als essentieller Makronährstoff angewiesen, jedoch ist nur ein geringer Anteil des im Boden befindlichen Phosphors pflanzenverfügbar, sodass die Landwirtschaft auf Phosphatdünger zurückgreifen muss.
Dazu kommt, dass die natürlichen Reserven ungleich auf der Welt verteilt sind. Die größten Vorräte befinden sich in Afrika, Deutschland hingegen ist nahezu vollständig auf Importe angewiesen. Oft werden daher Parallelen zum Erdöl gezogen, da es eine ähnlich knappe Ressource darstellt. Der Abbau wird zunehmend aufwändiger und zeitgleich steigen mit erhöhten Bedarf die Preise für den wertvollen Rohstoff.
Schließen von Kreisläufen
Große Mengen des als Pflanzendünger ausgebrachten Phosphats gehen unwiederbringlich verloren und gelangen beispielsweise durch Auswaschung in Gewässer. Um aquatische Ökosysteme vor einer Überdüngung zu schützen, haben sich die beiden Nachwuchsforscher ein Konzept zur Phosphorrückgewinnung überlegt.
Dazu nahmen sie über 20 Proben unterschiedlicher Gewässer und testeten die Phosphatkonzentration. In vielen Proben wurde eine zu hohe Phosphat-Konzentration gefunden, die teilweise den natürlichen Grenzwert (0,05-0,07 mg/L) um das 50-fache überschritt. In ihrer Überlegung, wie man das überschüssige Phosphat aus Gewässern binden könnte, fanden sie die geeignete Versuchspflanze: die Kleine Wasserlinse (Lemna minor).
Kostengünstiger Phoshor-Recycler?
Diese übernehmen die Aufgabe, das Phosphat aus dem Wasser aufzunehmen und zu speichern. Anschließend können sie von der Wasseroberfläche geerntet und z.B. zur Energieerzeugung weiterverwendet werden. Die Reststoffe könnten wiederum als organischer Dünger verwendet werden.
Der Vorteil von Wasserlinsen ist, dass sie schnell wachsen und für die Reinigung von Oberflächengewässern bestens geeignet sind. Ergebnisse der beiden Nachwuchsforscher zeigen, dass der Phosphatgehalt belasteter Wasserproben innerhalb weniger Wochen durch Wasserlinsen zu 99% gesenkt werden konnte (von 4 mg/L auf ca. 0,04 mg/L). Die beiden Studenten sind daher optimistisch, dass die Wasserlinsen in einigen Regionen der Erde als kostengünstiger Phosphor-Recycler eingesetzt werden könnten.
Bei der praktischen Umsetzung gibt es jedoch einige Herausforderungen, denn Wasserlinsen wachsen nur auf ruhigen Gewässern und bevorzugen hohe Temperaturen. Zudem wären sie nicht direkt als Dünger einsetzbar – der in ihnen gebundene Phosphor ist erst nach Abbauprozessen durch Mikroorganismen für Pflanzen verfügbar.
Quelle: Pflanzenforschung.de
