P-TRAP

Phosphor in Oberflächengewässern – neue Konzepte für Entsorgung, Recycling und Management

In Deutschland haben etwa zwei Drittel der Gewässer durch Bodendüngung zu hohe Phosphorgehalte. Die Folge: Übermäßiges Wachstum von Algen und Wasserpflanzen, die dem Gewässer Sauerstoff entziehen und dadurch das Ökosystem gefährden. Gleichzeitig ist Phosphor eine kostbare Ressource. Das EU-Projekt „P-TRAP“ möchte Phosphor aus Gewässern zurückgewinnen und in eine Kreislaufwirtschaft überführen. 

Der Mineralstoff Phosphor erfüllt vielfältige essenzielle Aufgaben bei allen Lebewesen und ist unersetzlich.  Eine durchschnittliche Weizenernte von acht Tonnen pro Hektar beispielsweise entzieht dem Boden 37 Kilogramm Phosphor. Diese Nährstoffe muss der Landwirt dem Boden durch Düngemittel wieder zuführen. Die Landwirtschaft setzt nach Angaben der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) weltweit über 40 Millionen Tonnen Phosphat als mineralische Düngemittel ein. Damit ist dieser Rohstoff weltweit neben Stickstoff der wichtigste Nährstoff, um Ernteerträge zu steigern. Das macht ihn als Ressource begehrt und so kostbar.
Gleichzeitig kommt es immer wieder zur Überdüngung von Böden. Phosphat gelangt dann in Grundwasser, Flüsse und Seen und regt dort massiv das Pflanzen- und Algenwachstum an. Das wiederum entzieht dem Wasser Sauerstoff, was für die Fischpopulationen gefährlich ist. Die Folge: Das Gewässer kippt um.

Das EU-Projekt P-TRAP will neue Methoden und Ansätze entwickeln, um Phosphor aus Gewässern zurückzugewinnen und damit drei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Gewässerschutz, Ressourcenrückgewinnung und den Aufbau einer Kreislaufwirtschaft.
Das Projekt nutzt dafür das bereits vorhandene Drainagesystem in der Landwirtschaft. Dieses Entwässerungssystem schützt die Pflanzen vor schädlicher Bodennässe, indem es den Wasserüberschuss des Bodens an einen Vorfluter, wie beispielsweise Gräben oder Bäche, weiterleitet. Häufig enthalten diese Gewässer jedoch gelösten Phosphor. An diesen Stellen soll das Wasser künftig aufgefangen werden und mit Eisenoxid versetzt werden, denn Eisen bindet Phosphor. Die aufgenommenen Eisen-Phosphor-Verbindungen sollen anschließend in marktfähige Düngemittel umgewandelt werden.

„Das Besondere an dem Projekt ist, dass wir hier am Drainagesystem ansetzen - also nicht klassischerweise bei Kläranlagen, sondern bei diffusen Quellen, die über das Grundwasser in die Oberflächengewässer gelangen.“, so Prof. Dr. Stefan Peiffer von der Universität Bayreuth.  

P-TRAP will insgesamt neuartige Ansätze zur Phosphorrückgewinnung aus landwirtschaftlichen Drainagen entwickeln, testen und optimieren. Das P-TRAP-Konsortium besteht aus 16 internationalen Partnerorganisationen, die gemeinsam elf neue Stellen für junge Nachwuchsforscher anbieten. Charakteristisch für ETNs ist der gemeinsame Fokus nicht nur auf die Forschungsarbeit, sondern auch auf die Ausbildung einer neuen Generation von unternehmerischen und innovativen Nachwuchswissenschaftlern. Sie nehmen an einem strukturierten Trainingsprogramm teil, an dem auch die BayFOR als Partner mitwirkt. Deren Schwerpunkte liegen auf interdisziplinären Workshops zu spezifischen Forschungsaspekten und der zielgerichteten Entwicklung von Soft Skills wie z. B. Entrepreneurship, Projektmanagement, Wissenschaftskommunikation und vielem mehr. Darüber hinaus haben die Doktoranden die Möglichkeit, aktiv in Industrieunternehmen mitzuarbeiten.

Dieser Beitrag ist Teil des E-Mail-Newsletters Ausgabe Dezember 2019. Zum gesamten Newsletter gelangen Sie hier.