TY - RPRT A1 - Wiesler, F. A1 - Hund-Rinke, K. A1 - George, E. A1 - Greef, J.-M. A1 - Holz, F. A1 - Hölze, L.E. A1 - Hülsbergen, K.-J. A1 - Martin, S. A1 - Severin, K. A1 - Spielvogel, S. A1 - Geiger, P. A1 - Nawotke, C. A1 - Kehlenbeck, H. A1 - Schenkel, H. A1 - Adam, Christian A1 - Bloem, E. A1 - Frank, D. A1 - Goldbach, H.E. A1 - Heene, M. A1 - Kratz, S. A1 - Kruse, A. A1 - Möller, K. A1 - Pinnekamp, J. A1 - Schoumans, O.F. A1 - Vogel, Christian A1 - Wulf, S. T1 - Recyclingphosphate in der Düngung – Nutzen und Grenzen N2 - Weltweit werden etwa 80–85 % aller abgebauten Rohphosphate für die Produktion von Düngemitteln verwendet. Bei noch steigendem Bedarf an Phosphor (P) geht man derzeit davon aus, dass die weltweiten P-Reserven noch über 200 Jahre ausreichen. Um den P-Vorrat langfristig abzusichern, sollte der in Reststoffen enthaltene Phosphor möglichst umfänglich genutzt werden. Dieser Forderung trägt das von der Bundesregierung 2012 erstmals beschlossene Deutsche Ressourceneffizienzprogramm ProgRess Rechnung. Rohphosphat wird auch seitens der Europäischen Kommission aufgrundseiner ökonomischen Bedeutung und des unsicheren Angebots als „kritischer Rohstoff“ eingestuft. Vor diesem Hintergrund hat die Bundesregierung in der Verordnung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung vom 27. September 2017 in Deutschland eine verpflichtende technische Rückgewinnung von Phosphor für Abwasserbehandlungsanlagen ab einer Ausbaugröße von 100.000 Einwohnerwerten (12 Jahre nach Inkrafttreten der Verordnung) bzw. ab einer Ausbaugröße von über 50.000 Einwohnerwerten (15 Jahre nach Inkrafttreten der Verordnung) vorgeschrieben. Die Verordnung enthält keine Vorgaben hinsichtlich der anzuwendenden Technologie bei der Phosphorrückgewinnung. Ausgenommen von der Rückgewinnungspflicht sind Klärschlämme mit niedrigen Phosphorgehalten (weniger als 20 Gramm Phosphor je Kilogramm Klärschlamm-Trockenmasse). Auch die im Jahre 2017 verabschiedeten neuen Rechtsvorschriften für die Düngung verlangen zukünftig einen nachhaltigen und ressourceneffizienten Umgang mit Nährstoffen bei der landwirtschaftlichen Erzeugung und schränken die P-Zufuhr insbesondere auf hoch versorgten Böden ein (Düngeverordnung vom 26. Mai 2017). Dies wird zu einem mehr am Pflanzenbedarf orientierten und ggf. vermehrt überbetrieblichen Einsatz von wirtschaftseigenen Düngern führen. Um den politischen und gesetzlichen Anforderungen gerecht zu werden, müssen einerseits wirksame und kosteneffiziente technische Verfahren zum P-Recycling (weiter)entwickelt werden. Andererseits müssen die Recyclingprodukte die Anforderungen für eine direkte Verwendung in der Landwirtschaft oder als Rohstoff für die Herstellung von Düngemitteln erfüllen. In dem vorliegenden Standpunkt wird zunächst der potenzielle Beitrag von Reststoffen zur Deckung des P-Bedarfs in der deutschen Pflanzenproduktion geschätzt. Für die wichtigsten Reststoffe werden technische Verfahren zur P-Rückgewinnung bzw. Aufarbeitung skizziert. Auf Basis der Anforderungen der Landwirtschaft bzw. der Düngemittelindustrie an die P-Recyclingprodukte werden deren Herstellungsverfahren bewertet. Schließlich wird der Regelungs- und Forschungsbedarf formuliert. KW - Phosphor KW - Düngemittel KW - Diffusive Gradients in thin films (DGT) PY - 2020 SP - 1 EP - 19 PB - Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) CY - Berlin AN - OPUS4-51011 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Adam, Christian A1 - Peplinski, Burkhard A1 - Kley, Gerd A1 - Kratz, S. A1 - Schick, J. A1 - Schnug, E. T1 - Phosphorrückgewinnung aus Klärschlammaschen - Ergebnisse aus dem EU-Projekt SUSAN N2 - Phosphor ist ein für alle Lebewesen essenzielles Element und kann in seinen Funktionen z. B. als Bestandteil der DNS und RNS sowie als Schlüsselelement beim Energiestoffwechsel (ADP/ATP) nicht ersetzt werden. Klärschlammaschen sind aufgrund ihrer hohen Gehalte an Phosphor (15–25 % P2O5) geeignete Sekundärrohstoffe für die Herstellung von P-Düngemitteln. Aufgrund der schlechten Pflanzenverfügbarkeit des Phosphors und der Gehalte an umweltrelevanten Schwermetallen sollten diese allerdings nicht direkt in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Im Mittelpunkt des EU-Projekts SUSAN steht die Entwicklung und Optimierung einer thermochemischen Behandlung von Klärschlammaschen, mit der die Düngewirkung der Aschen auf das Niveau konventioneller Mineraldünger (Thomaskali und Superphosphat SSP) angehoben wird und die Schwermetallkonzentrationen unter die Grenzwerte nach Düngemittelverordnungen europäischer Länder abgesenkt werden. Die sehr positiven Ergebnisse, die bisher im SUSAN-Projekt erzielt wurden, und die darauf basierenden ökonomischen Betrachtungen legen eine großtechnische Umsetzung des Verfahrens nahe. KW - Klärschlamm KW - Phosphor KW - Ressource KW - Klärschlammasche KW - P-Düngemittel KW - Mineralische Phasen PY - 2008 U6 - https://doi.org/10.1007/s00506-008-0152-3 SN - 0945-358X SN - 1613-7566 VL - 60 IS - 3-4 SP - 55 EP - 64 PB - Springer CY - Wien AN - OPUS4-17449 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Adam, Christian A1 - Schick, J. A1 - Kratz, S. A1 - Hermann, L. T1 - Phosphorus recovery by thermochemical treatment of sewage sludge ash T2 - 5th IWA Leading-Edge Conference on Water and Wastewater Technologies CY - Zürich, Switzerland DA - 2008-06-01 KW - Phosphorus recovery KW - Sewage sludge ash KW - Thermochemical treatment KW - Fertiliser KW - Greenhouse pot experiments PY - 2008 SP - 1 EP - 10 PB - International Water Association (IWA) CY - London AN - OPUS4-17568 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Adam, Christian A1 - Schick, J. A1 - Kratz, S. A1 - Hermann, L. A1 - Vogel, Christian T1 - Düngemittel für die Zukunft - Die Bundesanstalt für Materialforschung widmet sich der Phosphor-Rückgewinnung KW - Klärschlamm KW - Phosphor KW - Ressource KW - Klärschlammasche KW - P-Düngemittel KW - Pilotanlage PY - 2008 SN - 1433-4399 SN - 0035-7863 VL - 63 IS - 15 SP - 28 EP - 31 PB - Reed Elsevier Deutschland GmbH CY - Gräfelfing AN - OPUS4-17860 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Adam, Christian A1 - Schick, J. A1 - Kratz, S. T1 - Düngemittel aus Klärschlammasche - Die Ergebnisse aus dem EU-Projekt SUSAN legen die großtechnische Umsetzung eines neuen thermochemischen Verfahrens für die Phosphor-Rückgewinnung nahe KW - Klärschlamm KW - Phosphor KW - Ressource KW - Klärschlammasche KW - P-Düngemittel KW - Pilotanlage PY - 2008 SN - 0934-3482 VL - 3 SP - 16 EP - 20 PB - Rhombos-Verl. CY - Berlin AN - OPUS4-17847 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Scharlach, C. A1 - Müller, Larissa A1 - Wagner, S. A1 - Kobayashi, Y. A1 - Kratz, H. A1 - Ebert, M. A1 - Jakubowski, Norbert A1 - Schellenberger, E. T1 - LA-ICP-MS allows quantitative microscopy of europium-doped iron oxide nanoparticles and is a possible alternative to ambiguous Prussian blue iron staining N2 - The development of iron oxide nanoparticles for biomedical applications requires accurate histological evaluation. Prussian blue iron staining is widely used but may be unspecific when tissues contain substantial endogenous iron. Here we tested whether microscopy by laser ablation coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) is sensitive enough to analyze accumulation of very small iron oxide particles (VSOP) doped with europium in tissue sections. KW - Atherosclerotic plaques KW - LA-ICP-MS microscopy KW - Quantification KW - Element microscopy KW - Histology PY - 2016 U6 - https://doi.org/10.1166/jbn.2016.2230 SN - 1550-7033 SN - 1550-7041 VL - 12 IS - 5 SP - 1001 EP - 1010 AN - OPUS4-36189 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kratz, S. A1 - Beerbaum, B. A1 - Elsner, H. A1 - Reuvers, J. A1 - Dockhorn, T. A1 - Rechberger, H. A1 - Werner, W. A1 - Knudsen, L. A1 - Flachowsky, G. A1 - Rodehutscord, M. A1 - Adam, Christian A1 - Steingrobe, B. A1 - Schick, J. A1 - Albert, E. A1 - Leinweber, P. A1 - Ekardt, F. A1 - Embert, G. T1 - Ressourcen schonender Einsatz von Phosphor in der Landwirtschaft - Symposium des Institutes für Pflanzenbau und Bodenkunde des JKI in Braunschweig - eine Synopse KW - Klärschlamm KW - Phosphor KW - Ressource KW - Klärschlammasche KW - P-Düngemittel KW - Demonstrationsanlage PY - 2009 SN - 1867-0911 SN - 1867-0938 SN - 1865-4371 VL - 61 IS - 2 SP - 69 EP - 71 PB - Ulmer CY - Stuttgart AN - OPUS4-18928 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Adam, Christian A1 - Vogel, Christian A1 - Wellendorf, Stephan A1 - Schick, J. A1 - Kratz, S. A1 - Schnug, E. ED - Ashley, K. ED - Mavinic, D. ED - Koch, F. T1 - Phosphorus recovery by thermochemical treatment of sewage sludge ash - Results of the European FP6-project SUSAN T2 - International conference on nutrient recovery from wastewater streams CY - Vancouver, BC, Canada DA - 2009-05-10 PY - 2009 SN - 9781843392323 SP - 417 EP - 430 PB - IWA Publishing CY - London, UK AN - OPUS4-19485 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kratz, S. A1 - Samman, N. A1 - Wilharm, E. A1 - Jabs, K. A1 - Anlauf, R. A1 - Vogel, Christian A1 - Bloem, E. T1 - Development of a standard substrate to facilitate the use of DGT for the assessment of P recycling fertilizers N2 - P recycling fertilizers are gaining increasing importance in our efforts to close nutrient cycles. An unsatisfactory performance of standard chemical extraction methods to assess the fertilizing effects of such products was reported. They demonstrated that DGT extractions of incubated soil/fertilizer mixtures were able to predict the fertilizing effects of the respective products more accurately. Since DGT works with soil/fertilizer mixtures, its interpretation is soil-dependent. Therefore, in order to facilitate its use as a tool to predict fertilizer performance, it needs to be standardized based on a standard substrate. This research aims to develop a standard substrate based on which evaluation categories for the DGT fertilizer extraction can be derived. The substrate composition should allow to vary the most important soil properties determining the plant availability of fertilizer P. It must also be reproducible at any time and any place. Substrate variants with varying proportions of quartz sand, a clay mineral and sphagnum peat were prepared and set to pH-levels 5.5 and 7 by addition of CaCO3. 7 variants were incubated with a set of test fertilizers (2 recycling fertilizers based on sewage sludge ash and 2 conventional mineral fertilizers) for 2 weeks. Substrate/fertilizer mixtures were then extracted with DGT and an ANOVA was performed to test if the DGT extraction was able to depict significant differences between fertilizers and substrate variants. An 8-week pot trial with ryegrass (3 cuts) was set up with the same substrate variants and test fertilizers. P uptake was determined to assess the fertilizing effect and correlated with the results of the DGT extractions. Statistically significant differences were found between DGT results for the various test fertilizers and substrate variants, indicating that DGT is able to differentiate between P solubility of fertilizers in relation to substrate quality. DGT results showed a strong relationship with P uptake, confirming that this method is suitable to predict the fertilizing effect of P fertilizers. Further optimization of substrate composition and tests with a wider variety of crops and fertilizer types are needed, before evaluation categories for DGT values can be derived. T2 - 6th Conference on Diffusive Gradients in Thin Films CY - Vienna, Austria DA - 17.09.2019 KW - Fertilzer KW - Phosphorus KW - Diffusive Gradients in thin films (DGT) PY - 2019 AN - OPUS4-49060 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kratz, S. A1 - Vogel, Christian A1 - Adam, Christian T1 - Agronomic performance of P recycling fertilizers and methods to predict it: a review N2 - Phosphorus (P) is an essential element for all life forms, and P-availability thus an important driver of a functioning agriculture. However, phosphate rock resources for P-fertilizer production are only available in a few countries. Therefore, P-recovery from waste materials has become of increasing interest during the last decade and has been investigated worldwide. In order to characterize potential novel P-fertilizers made from recycled materials, a large array of P-compound characterizations, chemical extractions and growth experiments were performed. This review bundles the work carried out in that field over the last years. Overall, P-fertilizers from recycled materials show a broad range of P-compounds with very different chemical structure and solubility. Growth experiments performed to assess their fertilizing effects display high variations for most of the products. While these experiments have demonstrated that some fertilizers made of recycled materials may reach P effects in the same order of magnitude as water-soluble phosphate rock-based fertilizers, an important limitation in their interpretation is the fact that they often vary considerably in their experimental design. The existing data show clearly that standardization of growth experiments is urgently needed to achieve comparable results. Standard chemical extractants used to assess the chemical solubility of P-fertilizers were found to be of limited reliability for predicting plant P uptake. Therefore, alternative methods such as sequential fractionation, or the extraction of incubated soil/fertilizer mixtures with standard soil extractants or with P sink methods should be tested more intensively in the future to provide alternative options to predict the P-availability of fertilizers from recycled materials. KW - Recycling fertilizer KW - Phosphorus KW - Chemical extraction methods KW - Agronomic performance KW - Incubated soil/fertilizer mixtures KW - P sink method KW - Diffusive gradients in thin films (DGT) PY - 2019 U6 - https://doi.org/10.1007/s10705-019-10010-7 SN - 1385-1314 SN - 1573-0867 VL - 115 IS - 1 SP - 1 EP - 39 PB - Springer AN - OPUS4-48713 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -