P-TRAP

EU-Projekt 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 beispielweise 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 zu 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.

Als European Training Network (ETN), eine Variante der Innovative Training Networks (ITN), will das EU-Projekt P-TRAP 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 Wässer 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.

Projektübersicht

Projektziele und Arbeitsfelder

  • Entwicklung, Test und Optimierung neuartiger Ansätze zur Erfassung von Phosphor in Entwässerungssystemen und zur Umwandlung der resultierenden phosphorhaltigen Eisenoxide in marktfähige Düngemittel.
  • Etablierung einer innovativen Methode zur Reduzierung der Eutrophierung in Seen durch Zugabe von eisenhaltigen Reaktionsprodukten der Wasseraufbereitung.
  • Entwicklung eines Verständnisse für Prozesse und Mechanismen, die das Verhalten von Phosphor während der Umwandlung von Eisen- Mineralien steuern, und deren Einbau in mathematische Vorhersagemodelle.

Das übergeordnete Ziel von P-TRAP als ITN ist die Ausbildung einer neuen Generation von jungen Umweltwissenschaftlern, sowohl in Spitzenforschung als auch in der Praxis, damit sie beim Nährstoff- und Wasserqualitätsmanagement flexibel auf sich verändernde Umweltbedingungen reagieren können.

Zielgruppe

Die Projektergebnisse von P-TRAP sind für folgende Akteure von Bedeutung:

  • Akademie
  • Düngemittelindustrie
  • Landwirtschaft
  • Umweltwirtschaft
  • Wasserwirtschaft
  • Öffentlichkeit
  • Tourismus
  • Politische Entscheidungsträger
  • Wissenschaftsjournalismus

BayFOR als Partner

Die Bayerische Forschungsallianz hat das Projekt in Kooperation mit der Stabstelle Forschungsförderung der Universität Bayreuth intensiv in der Antragstellung und den Vertragsvorbereitungen unterstützt und auch inhaltlich zum Thema „Innovation in Doctoral Training“ beraten. Die BayFOR ist nun auch als assoziierter Partner für Trainings zu Antragschreiben, Projektmanagement und interkultureller Kommunikation im laufenden Projekt beteiligt.

Förderperiode

Von März 2019 bis Februar 2023 fördert die EU dieses EU-Forschungsprojekt als Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Network (ITN) mit 3 Millionen Euro (Horizon 2020, Call: H2020-MSCA-ITN-2018-ETN), gemäß der Finanzhilfevereinbarung Nr. 813438. Davon gehen 500.000 Euro an bayerische Akteure.

Konsortium

Unter der Koordination Universität Utrecht in den Niederlanden beteiligen sich 15 weitere Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus Belgien, Deutschland, Österreich, der Schweiz, Spanien und dem Vereinigten Königreich an P-TRAP.

Koordinator:

Utrecht University

Projektpartner:

Universität Wien, Österreich
Universität Bayreuth, Deutschland
Eawag - Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Schweiz www.eawag.ch
University of Manchester, Vereinigtes Königreich
University de Sevilla, Spanien
Katholieke Universiteit Leuven, Belgien
G.E.O.S. Ingenieuergesellschaft MBH, Deutschland
Stichting Deltares, Niederlande
Fertiberia SA, Spanien
Aquaminerals BV, Niederlande
Stichting Waternet, Niederlande
Arcadis Nederland BV, Niederlande
Bayerische Forschungsallianz, Deutschland
GeoTeam- Gesellschaft für umweltgerechte Land- und Wasserwirtschaft mbH, Deutschland
ETHZ – Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Schweiz

Weitere Informationen

Internet: www.h2020-p-trap.eu  

Kontakt

Prof. Dr. Stefan Peiffer
Leiter Lehrstuhl für Hydrologie
Universität Bayreuth
Tel.: +49 (0)921 552251
E-Mail: S.Peiffer@no-spam-pleaseuni-bayreuth.de 

Kontakt in der BayFOR

Dr. Thomas Ammerl
Fachbereichsleiter Umwelt, Energie & Bioökonomie
Tel.: +49 (0)89 9901888-120
E-Mail: ammerl@no-spam-pleasebayfor.org

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