Čistírenský kal jako sekundární zdroj fosforu

Odpadní produkt z čištění odpadních vod současně představuje významný zdroj živin, zejména fosforu.

Komunální odpadní voda, při jejímž čištění kal vzniká, obsahuje značné množství látek člověku blízkých. Lidské tělo je schopno z potravy využít jen zlomek jejího výživového potenciálu. V blahobytu dnešní evropské společnosti roste konzumace potravin a na živiny bohatých nápojů značně převyšující nutnou denní dávku, což vede k podstatnému nárůstu nestrávených, „nepotřebných“ živin v odpadních vodách.

Jednou ze základních živin, obsažených v odpadní vodě, resp. v čistírenském kalu, která vzniká při jejich čištění, je fosfor, jedenáctý nejhojnější prvek na Zemi. Nachází se v každé živé buňce a je životně důležitý pro růst rostlin i živočichů. Podílí se v nich na několika klíčových funkcích včetně přenosu energie pomocí molekul ATP a ADP, na fotosyntéze, na transformaci cukrů a škrobů, na pohybu živin uvnitř těl rostlin a živočichů či přenosu genetických informací z jedné generace na druhou jako součást molekul DNA a RNA. Dospělý člověk by měl přijmout asi 700 mg fosforu denně.

V současnosti je základním zdrojem fosforu fosfátová hornina zvaná apatit, což je skupina fosfátových minerálů obvykle zapisovaná sumárním vzorcem Ca₁₀(PO₄)₆(OH, F, Cl)₂. Uvádí se, že apatity obsahující přibližně 5–40 % fosforu, vyjádřeno jako P₂O₅. Více než 85 % světových zásob apatitu kontroluje pět zemí, a to Maroko, Čína, Alžírsko, Sýrie a Jordánsko. Více než 80 % z celkové produkce fosforu je využito v zemědělství, 12 % jako krmivo pro dobytek a cca 5 % pro výrobu detergentů. Jen v původních patnácti zemích EU je nutné pro zemědělskou produkci potravin ročně doplnit do půd přes 1,2 milionu tun fosforu.

Kombinace naprosté nezbytnosti fosforu pro lidskou existenci společně s faktickou závislostí zemí EU na dovozu fosfátové rudy vedla v nedávné době k zařazení apatitu na evropský seznam kritických surovin (viz M. Poňavič et al., Vesmír 94, 514, 2015/9). Většina evropských zemí přitom disponuje významným sekundárním zdrojem fosforu, a to právě odpadní vodou, respektive čistírenským kalem. Využití veškerého fosforu v odpadních vodách by mohlo v Evropě zajistit snížení dovozu fosforu až na polovinu.