Phoslock

Over Phoslock

Deze pagina legt uit wat Phoslock is, hoe het werkt en wat de voordelen ervan zijn.

Wat is Phoslock?

phoslockstructure.gifGranular Phoslock 

 

 

 

 

 

 

Phoslock is een bentonietklei die verrijkt is met het element lanthaan.

Tijdens het productieproces van Phoslock worden de aanwezige kationen op de geladen kleioppervlakte vervangen door lanthaanionen. Door de elektrostatische binding van het lanthaan met de bentonietklei komen deze niet gemakkelijk meer vrij, maar blijven ze wel beschikbaar om chemisch te reageren met fosfaationen wanneer ze daarmee in contact komen gebonden.

Phoslock wordt geproduceerd als een droog granulaat maar wordt op een waterplas toegepast als een suspensie door het te mengen met in situ water. Tijdens het bezinken van de suspensie wordt tot 95% van al het fosfaat waarmee het in contact komt geadsorbeerd aan het klei-oppervlak. 

Hoe werkt Phoslock?

Phoslock gebruikt de mogelijkheid van lanthaan om te reageren met fosfaat tot lanthaanfosfaat. De verwijdering van fosfaat door lanthaan is zeer efficient en vindt plaats in een molaire verhouding van 1:1.

La3+ + PO43- => LaPO4

Wanneer Phoslock wordt toegepast op een waterplas, kan het lanthaan reageren met fosfaationen in de waterkolom of in het porienwater van het sediment of, in afwezigheid van fosfaat, het lanthaan opgesloten blijft in de bentonietstruktuur.

Lanthaanfosfaat is analoog aan het sterk onoplosbaar, natuurlijk mineraal rhabdophane. Lanthaan is van nature eveneens aanwezig in het sediment van vele meren met een typische achtergrondconcentratie rond 40 mg/kg droog gewicht.

Meer informatie over bentoniet en lanthaan.

Hoe werkt Phoslock in een waterplas?

Phoslock korrels worden gemengd met lokaal water. Deze suspentie wordt aan het water toegevoegd. Tijdens de bezinking van de kleideeltjes wordt fosfaat (-anionen) uit de waterkolom gebonden aan lanthaan (-kationen) dat aanwezig is in de bentonietklei. Eens Phoslock bezonken is op het sediment, vormt het een dunne laag, gemiddeld slechts 1mm dik. Zolang er voldoende bindingsplaatsen aanwezig zijn, blijft deze laag actief fosfaat verwijderen welke anders, in het bijzonder tijdens anoxische omstandigheden, vrijgesteld wordt vanuit het sediment in de waterkolom.

 How phoslock works

Eens het fosfaat gebonden is aan Phoslock is het niet langer bio-beschikbaar voor de opname en groei van algen. Het gebrek aan voedingsstoffen in het waterlichaam heeft een directe impact op de mogelijkheden van de algen om te woekeren.

Phoslock is actief over een groot pH interval (4-11) en bind fosfaat eveneens onder anoxische omstandigheden.

Hoeveel fosfaat verwijdert Phoslock?

Eén ton Phoslock heeft de capaciteit om 34 kg fosfaat (PO4) ofwel 11 kg of fosfor (P) te verwijderen.

Phoslock en algengroei

algal bloom

Fosfaat is een belangrijke voedselbron voor algen (in het bijzonder blauwalgen). Door de verwijdering van fosfaat uit de waterkolom en het verhinderen van de vrijstelling uit het sediment ontneemt Phoslock in essentie een belangrijke voedingsstof. Hierdoor wordt de groei van algen, in het bijzonder blauwalgen, sterk gereduceerd.

Zowel stikstof als fosfor zijn belangrijke voedingsstoffen voor algengroei. De groei van blauwalgen wordt algemeen echter niet beperkt door de stikstofconcentratie daar vele blauwalgsoorten de mogelijkheid hebben om stikstofgas (N2) kunnen fixeren en benutten. Het woekeren van blauwalgen in een waterplas is gerelateerd het competitief voordeel dat zij hebben ten opzichte van andere phytoplankton groepen (zoals diatemeën en groenalgen) onder omstandigheden met een teveel aan fosfor in het water.

De reductie van het fosfaatgehalte in een waterplas en haar sediment door een toepassing van Phoslock zal hierdoor resulteren in een significante reductie van blauwalgen en een herstel naar een goede ecologische omstandigheden welke de groei van diatomeën, groenalgen en waterplanten bevoordeeld.

Voordelen van Phoslock

Phoslock biedt een ruim aantal voordelen ten opichte van andere methoden voor de vermindering van het fosforgehalte in vijvers en meren. De combinatie van deze vooredelen maken van Phoslock een uniek en innovatieve oplossing tegen eutroficatie.

Enkele van de belangrijkste voordelen van Phoslock zijn:

Vermindering van fosfaat

De mogelijkheid van Phoslock om fosfaat tot concentraties beneden de gebruikelijke detectielimiet (<10 µg/L) te brengen is reeds uitvoerig aangetoond in een groot aantal van zowel labo als veldexperimenten. Belangrijk is ook dat de dosering zodanig kan aangepast worden zodat de fosfaatconcentratie binnen een bepaald doelbereik valt (bv 20-30 µg/L). Deze benadering wordt gebruikt indien het noodzakelijk is om de fosforconcentraties te verminderen tot een niveau dat blauwalgenbloei verhinderd maar dat nog voldoende is om een natuurlijke mate van productiviteit in het systeem behouden blijft.

Snelle opname van fosfaat

De kinetische opname van fosfaat door Phoslock variëert enigszins afhankelijk van de chemische samenstelling van het water. In de meeste gevallen echter wordt meer dan 90% van het beschikbare fosfaat gebonden binnen de drie uur na een toepassing van Phoslock.

Eco-toxicologische veiligheid

mayflyVele eco-toxiciteits testen zijn uitgevoerd op een breed spectrum aan testorganismen door verscheidenheid aan onafhankelijke academische en overheidsinstellingen. Gezamelijk tonen deze rapporten aan dat Phoslock een zeer beperkte toxiciteit heeft en dat het veilig gebruikt kan worden aan de aanbevolen dosering onder alle natuurlijk voorkomende milieuomstandheden. Het technisch team van Phoslock Water Solution heeft een gedetaileerd overzicht van deze studies is opgesteld en kan gedownload worden van de Eco-Toxiciteitsinschatting pagina.

IBovendien heeft een toepassing van Phoslock in tegenstelling tot andere methoden om fosfaat te binden (bv door ijzer of aluminium zouten) geen invloed op zowel de pH als de conductiviteit van een waterplas. 

Stabiliteit onder variërende omstandigheden

In tegenstelling tot andere methoden voor de immobilisatie van fosfor in water en sediment is Phoslock ongevoelig voor natuurlijke variaties in redox, temperatuur en pH in meren en waterreservoirs. Bovendien is het niet nodig om te bufferen voor een toepassing.

Weerstand tegen resuspentie

lake in finland with pier

Verscheidene studies werden reeds uitgevoerd om de weerstand van een sedimentbedekking met Phoslock tegen resuspentie bij verschillende stroomsnelheden te bepalen. Deze hebben allen aangetoond dat Phoslock een aanzienlijk hogere weerstand heeft tegen resuspentie in vergelijking met aluminium of ijzerzouten. Dit is geen verrassing gezien de hoge densiteit van Phoslock ten opzichte van de vlokvormers. Het toont duidelijk de gebruiksgeschiktheid van Phoslock aan, zelfs in ondiep water.

Lange termijn effecten

Na een toepassing van Phoslock blijft al het fosfaat dat met het lanthaan in de klei gereageerd heeft, permanent gebonden. Bovendien blijft lanthaan, dat nog niet met fosfaat gereageerd heeft, actief en zal nieuw fosfaat (van zowel externe als interne bronnen) binden tot Phoslock verzadigd is. Hierdoor kan een toepassing van Phoslock zo ontworpen worden dat een langdurige reductie aan fosfaatconcentraties bekomen wordt.