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VORSICHT/020: Entdeckungen - Phosphor, Fortschritt und Not ... (SB)



Im ersten Teil dieser Reihe über Phosphor wurde über die Entdeckung des Elements Phosphor durch den Hamburger Apotheker Hennig Brand berichtet. Die Frage, die sich unweigerlich anschließt, ist: Wie kam man darauf, nach diesem Element in Gesteinen zu suchen?


Phospat - eine zufällige Entdeckung im Gestein?

Wie und wo genau man zum ersten Mal in der Natur auf Phosphat gestoßen ist, wird nicht mehr genau zu bestimmen sein. Anzunehmen ist allerdings, dass es sich hier um eine zufällige Entdeckung gehandelt haben mag, ähnlich der des Phosphors im menschlichen Körper, wo er zunächst im Urin, später dann auch in den Knochen gefunden wurde. Vorstellbar ist es, dass beim Bergbau oder der Suche nach anderen Stoffen, mithin auch Phosphor in den Mineralien erkannt wurde. Das ist deshalb naheliegend, weil Phosphor in verschiedenen Apatiten vorkommt. Apatit gehört zu den Mineralen, die Phosphat enthalten und ein spezifisches Kristallsystem bilden. Es handelt sich kurz gesagt um ein phosphathaltiges Mineral (Gestein), das den Namen Apatit von dem deutschen Geologen Abraham Gottlob Werner erhalten hat. "Apatit" stammt aus dem Griechischen und bedeutet so viel wie "täuschen". Der Geologe fand das passend, da dieses Apatit-Mineral in so vielen Farb- und Formvariationen vorkommt, dass man es leicht verwechseln beziehungsweise sich bei der Feststellung, um welches Gestein es sich handelt, leicht täuschen kann.

Ein Hinweis auf die ungefähre Zeit der Entdeckung der phosphathaltigen Minerale kann darin gesehen werden, dass 1867 zwei französische Chemiker (Aubertin und Boblique) ein Verfahren zum Abbau von Phosphor erfunden haben, für das sie Calciumphosphat mit Quarzsand und Holzkohle bearbeiteten und dabei das Phosphor erhielten. Dadurch wurde es möglich, diesen Stoff in größeren Mengen abzubauen.

Apatit findet man in Kalkgestein oder auch magmatischem Gestein, das heißt in Geisteinen aus festgewordenem Magma. Aus biologischen Stoffen, abgestorbenen Tier- oder Pflanzenteilen bilden sich durch Einwirkung von Druck und Hitze im Zeitraum von Millionen Jahren ebenfalls Mineralien, die sich im Boden befinden oder in verschiedenen Gesteinsformationen vorkommen, beispielsweise in Sedimentgesteinen. In ihnen befindet sich ebenfalls Phosphor. Typische Apatite sind Flourapatit und das Phophorit, es gibt allerdings noch weitere, darunter den Türkis, der auch als Schmuckstein bekannt ist.

Phosphor kommt in der Natur zu 0,09 % in der Erdkruste vor, in eben beschriebener an Minerale gebundenen Form. Die größten Vorkommen an Phosphat-Mineralien sind in Afrika, China und den USA (Florida) zu finden. Aber in nur einigen wenigen Ländern ca. 80% der weltweiten Phosphatgestein Reserven mit modernster Technologie wirtschaftlich abgebaut. Das heißt, dass viele Länder, darunter auch Deutschland, aus diesen Staaten Phosphat importieren müssen. Die Nachfrage steigt ständig, denn von der gesamten Fördermenge dieses Elements werden 80 bis 90 % für die Herstellung von Kunstdünger verwendet. Da der Bedarf an Nahrungsmitteln mit wachsender Bevölkerung anwächst, gilt das gleichzeitig auch für den Verbrauch an Düngemitteln, die unbedingt erforderlich sind, um gute Ernteerträge zu erhalten.


Phosphat - ein lebenswichtiges Element, das durch nichts zu ersetzen ist

Es ist naheliegend, dass bei der Aussicht auf eine Verknappung des Phosphors nach neuen Abbaumöglichkeiten gesucht wird. Einige sprechen bereits von einer Phosphor-Krise, auch weil dieser Stoff nicht mehr nur für Düngemittel verwendet wird, sondern mittlerweile auch verstärkt in der Batterie-Produktion gebraucht wird. Auch der stark voran getriebene Bau von Elektroautos, die nur mit großen, leistungsstarken Batterien funktionieren, verlangt nach weiteren Mengen an Phosphor. Hinzu muss man auch die unzähligen vielen kleinen Geräte rechnen, die mit Akkus betrieben werden. Während man das Erdöl, bei dem es sich ebenfalls um eine endliche Ressource handelt, ersetzen kann, indem man andere Verbrennungsmöglichkeiten gefunden hat, wie beispielsweise Holz oder Atomkraft, lässt sich für Phosphor kein Ersatz finden. Das Gebot der Stunde müsste also lauten, sich auf die Forschungen zu konzentrieren, mit der man Phosphor recyceln und es sparsam und effizient nutzen kann. Doch es wird auch nach anderen Abbaumöglichkeiten von Phosphatvorkommen gesucht, die beispielsweise in Nordafrika liegen sollen. Sogar nach Vorkommen auf dem Meeresgrund wird geforscht. Dabei ist der Abbau des Phosphors keine einfache und ungefährliche Angelegenheit, sondern hat erhebliche schädliche Auswirkungen auf den Menschen und die Umwelt.


Phosphat-Abbau - eine gefährliche Arbeit

Es liest sich leicht und ist gleichsam gut zu wissen wie und wo Phosphat auf unserer Erde gewonnen werden kann. Doch der wohlklingende Begriff "gewonnen" trifft nicht die Situation der Arbeiter, die diesen Stoff abbauen, denn Phosphor ist zwar ein unentbehrliches aber auch ein giftiges Element. Der Abbau der phosphathaltigen Erde wird mit riesigen Maschinen bewältigt, doch wird dabei viel Fluor freigesetzt, das Mensch und Tier in der Umgebung erkranken lässt. Auch führt die gewaltige Menge an Staub, die aufgewirbelt wird, Gase und Schwebeteilchen von Ammoniak, Phosphorsäure und Schwefelsäure mit sich, die beim Einatmen gesundheitsschädlich wirken. In einer weiteren Folge dieser Reihe wird noch genauer über den Abbau dieses Elements und die damit verbundenen Gefahren berichtet, um die Tragweite der gesamten Phosphor-Problematik zu verdeutlichen.

Die Gefahren beim Phosphat-Abbau und ob und wie man Phosphor recyceln kann, soll im nächsten Teil untersucht werden.

Fortsetzung folgt ...


Diesem Artikel liegen folgende Quellen zugrunde:

https://www.welt.de/dieweltbewegen/article13585089/Am-Phosphor-haengt-das-Schicksal-der-Menschheit.html

https://www.nabu.de/natur-und-landschaft/landnutzung/landwirtschaft/umweltschutz/23828.html


15. Dezember 2019


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