Fosfát

Co jsou fosfáty a jaké mají vlastnosti?

Když mluvíme o fosfátech, nejčastěji máme na mysli ortofosfáty , tj _. deriváty kyseliny fosforečné (V) s chemickým vzorcem _H3PO4 . Tři atomy vodíku mohou být nahrazeny kovovými kationty nebo amonným iontem (vznikají soli) nebo organickými skupinami (pak vznikají estery). Kyselina fosforečná může být dehydratována, což vede k:

• Kyselina pyrofosforečná H4P2O7 (její deriváty jsou pyrofosfáty);
• Kyseliny metafosforečné (HPO3)ₙ, které tvoří cyklické nebo lineární polymerní kyseliny (metafosfáty nebo polyfosfáty);

• Kyseliny polyfosforečné Hₙ+2PₙO3ₙ+1 (polyfosfáty).

Za zmínku však stojí, že fosfor tvoří i další kyseliny , ve kterých se liší stupněm oxidace – kyselinu trioxofosforečnou (III) _H3PO3 (fosfonovou) a kyselinu fosfornou (I) _H3PO2 ( _fosfinovou ). I ty nacházejí uplatnění v průmyslu, ale v mnohem _menší míře než ortofosfáty.

Díky rozmanité struktuře mají fosfáty různé fyzikálně-chemické vlastnosti, které se používají ve specifických odvětvích průmyslu. Nejširší uplatnění nacházejí fosfáty s chelatačními schopnostmi (vázání kovových iontů), pufrovacími schopnostmi (stabilizace pH), emulgačními schopnostmi , a také ty, které jsou hygroskopické a tepelně stabilní (odolné vůči vysokým teplotám).

Aplikace fosfátů v potravinářském průmyslu

Fosforečnany jsou velmi běžnými potravinářskými přídatnými látkami , které slouží hlavně jako regulátory kyselosti, stabilizátory, emulgátory, antioxidanty, konzervační látky a kypřicí a protispékavé látky. Na etiketách je třeba hledat pod označeními E338 až E452 . Řada začíná kyselinou fosforečnou (E338) a poté následují fosforečnany sodné, fosforečnany draselné, fosforečnany vápenaté, difosforečnany, trifosforečnany a polyfosforečnany. Najdete je například jako hlavní složku v sycených nápojích.

Fosfáty v zemědělství – klíčová složka hnojiv

V zemědělství se fosfáty nacházejí v umělých hnojivech jako zdroj snadno vstřebatelného fosforu, jedné ze tří základních živin (spolu s dusíkem a draslíkem). Fosfor je nezbytný pro vývoj kořenů a tvorbu květů a plodů. Rostlina ho využívá ve všech metabolických procesech – je součástí ATP , základního nosiče energie.

V hnojivech _se obsah tohoto prvku přepočítává na množství _P2O5 . Nejdůležitější typy _{fosfátových} hnojiv jsou (obsah _P2O5 v závorkách):

• Jednoduchý superfosfát (16-20 %),
• Obohacený superfosfát (40-50 %),
• Fosforečnan amonný, DAP (46 %) – dodává také dusík, a proto je velmi účinným hnojivem,
• Monoamonný fosforečnan, MAP (50–55 %),
• Termofosfáty.

Úloha fosfátů v průmyslových chemikáliích

Fosfáty se také hojně používají v průmyslových chemikáliích . Přidávají se do plastů, textilií a průmyslových materiálů jako zpomalovače hoření, přísady do barev a smaltů, změkčovadla, tepelné stabilizátory a činidla pro úpravu vody (sekvestranty a inhibitory tvorby vodního kamene).

Dopad fosfátů na životní prostředí – výzvy a regulace

Největší výzvou spojenou s používáním fosfátů je jejich dopad na životní prostředí, zejména na vodu. Nadměrné používání těchto sloučenin vede k eutrofizaci vody, tj. nadměrnému rozkvětu řas a sinic, a v důsledku toho k nedostatku kyslíku a úhynu vodních organismů. Hlavním zdrojem fosfátů je zemědělství a také komunální odpad.

a průmyslové odpadní vody, a proto předpisy EU poměrně přísně regulují jejich používání.

Jsou možné alternativy k fosfátům?

Samozřejmě existují alternativy k fosfátům, které se používají v potravinářském průmyslu (např. citráty, hydrogenuhličitany), detergentech (např. zeolity, polykarboxyláty) nebo v zemědělství (organická hnojiva, recyklovaná hnojiva nebo struvit). Přestože jsou biologicky odbouratelné a podporují uzavřenou ekonomiku, mezi jejich hlavní nevýhody patří mimo jiné nižší účinnost, vyšší náklady nebo omezená dostupnost.

Normy a předpisy týkající se používání fosfátů

Používání fosfátů jako potravinářských přídatných látek je přísně regulováno právem EU. Nejdůležitějšími právními akty jsou nařízení (ES) č. 1333/2008 a nařízení Komise (EU), kterými se mění jeho přílohy (č. 1129/2011, 2017/871 a 2018/74). Tato nařízení mají zajistit, aby spotřeba fosfátů spotřebiteli nepřekročila 70 mg/kg tělesné hmotnosti (vyjádřeno jako fosfor) – v souladu s doporučením Vědeckého výboru pro potraviny.

Normy pro obsah fosforu v detergentech a čisticích prostředcích jsou stanoveny v nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 259/2012. Činí 0,5 %fosforu v pracích prostředcích a 0,3 g fosforu ve standardní dávce detergentů do myčky nádobí. Pokud jde o umělá hnojiva, nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) 2019/1009 nestanoví maximální obsah fosforu, ale řeší především problematiku kontaminantů (např. kadmia) a podporuje používání organických a recyklovaných hnojiv.