Das musst du wissen
- Forschende haben einen neuen Schwamm entwickelt, der Phosphor aus dem Wasser filtert.
- Dies ist auch für die Schweiz interessant.
- Denn bis 2026 muss hierzulande der gesamte eingesetzte Phosphor zurückgewonnen werden.
Es steckt in jeder Zelle und ist der Hauptbestandteil mineralischer Dünger: das chemische Element Phosphor. Auch in der Schweizer Landwirtschaft wird es intensiv eingesetzt – doch oft ineffizient, sodass viel in die Umwelt ausgeschwemmt wird und verloren geht. Das ist ein Problem, denn die natürlichen Vorräte von abbaubarem Phosphor sind begrenzt und gehen langsam aus. Und auch der Zugang zu den Abbauminen ist erschwert, da diese häufig in geopolitisch heiklen Regionen wie beispielsweise der Westsahara liegen. Für dieses Dilemma haben Forschende der Northwestern University in Illinois nun eine potenzielle Lösung gefunden, die in Wasser gelösten Phosphor zurückgewinnen kann.
Science-Check ✓
Studie: Phosphate Elimination and Recovery Lightweight (PEARL) Membrane: A sustainable environmental remediation approachKommentarDies ist ein Kommentar der Autorin / des AutorsDie PEARL-Membran ist erst ab einem Milligramm pro Liter wirksam. Phosphatkonzentrationen im Abwasser liegen aber meist unter diesem Wert. Zudem binden auch andere Stoffe an die Membran, was wiederum die Bindung von Phosphat verringern würde. Deshalb kann die Membran herkömmliche Technologien nicht ersetzen, aber möglicherweise ergänzen. Das Verfahren dient vor allem als Grundlage zur Weiterentwicklung: weitere Forschung ist nötig.Mehr Infos zu dieser Studie...Ein neues Verfahren für Phosphor-Recycling
Um Phosphor zu recyceln, haben die Forschenden eine sogenannte PEARL-Membran (Phosphate Eliminaton and Recovery Lightweight) entwickelt. Dafür haben sie die Oberfläche eines natürlichen Schwamms mit Nanopartikeln beschichtet. Diese mikroskopisch kleinen Strukturen binden dann Phosphat, eine Form von Phosphor, wie sie vor allem in der Natur vorkommt – in diesem Fall: im verschmutzten Wasser. Die PEARL-Membran kann die Phosphate aber nicht nur binden, sondern diese auch wieder abgeben. Das lässt sich über den pH-Wert der Flüssigkeit steuern. Der Vorteil dieser neuen Methode ist, dass sie schneller ist als die bisherigen Recycling-Verfahren für Phosphor. Doch sie hat auch einen Haken: Das Verfahren funktioniert nur bei hohem Phosphatgehalt des Wassers. Damit ist diese Methode für den breiten Einsatz in der Praxis noch nicht geeignet.
Wie ein Schweizer Taschenmesser
Das Potenzial der Technologie ist aber gross, denn die Membran ist sehr vielseitig einsetzbar – ein echtes Multitool. Darum vergleichen die amerikanischen Forschenden den Schwamm auch mit einem Schweizer Taschenmesser. Beispielseise kann die Membran mit kleinen Anpassungen auch Öl aus Wasser herausfiltern. Bei diesem Schwamm haben die Forschenden die Nanopartikel mit Metallverbindungen beschichtet, um ihnen magnetische Eigenschaften zu verleihen. In Zukunft möchten die Forschenden sie auch für Schwermetalle oder mehrere Schadstoffe gleichzeitig nutzen.
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Situation in der Schweiz
Doch zurück zum Phosphor-Schwamm: Ein solcher wäre auch für die Schweiz interessant, denn auch hierzulande sind Lösungen gefragt. Jährlich versprüht die Schweizer Landwirtschaft bis zu 6000 Tonnen Phosphordünger. Da solche Handelsdünger Rückstände von radioaktiven Stoffen enthalten, gelangen diese dann in unser Abwasser. Deshalb wurde 2016 gesetzlich festgelegt, dass Phosphor aus dem Abwasser, Klärschlamm und Kehricht wiedergewonnen werden soll. Dieses Vorhaben muss bis im Jahre 2026 umgesetzt werden. Wie dies genau geschehen soll, ist aber noch unklar. Doch es ist etwas im Gange: Bereits laufen verschiedene Recycling-Tests, etwa beim Kanton Zürich oder dem Bundesamt für Umwelt. Letzteres Projekt namens «SwissPhosphor» hat zum Ziel, den Phosphordünger-Bedarf bis 2036 vollständig mit Recyclingprodukten abzudecken. Das schont nicht nur die Umwelt, sondern auch die bestehenden Rohstoffvorräte. Mit neuen Entwicklungen, wie der Schwamm-Technologie, könnte es punkto Phosphor-Recycling eines Tages am Ende also wirklich heissen: Schwamm drüber.
