Fosfát

Čo sú fosfáty a aké majú vlastnosti?

Keď hovoríme o fosfátoch, najčastejšie máme na mysli ortofosforečnany , teda deriváty kyseliny fosforečnej (V) s _chemickým vzorcom _H3PO4 . Tri atómy vodíka môžu byť nahradené katiónmi kovov alebo amónnym iónom (vznikajú soli) alebo organickými skupinami (vtedy vznikajú estery). Kyselina fosforečná sa môže dehydratovať, čo vedie k:

• Kyselina pyrofosforečná H4P2O7 (jej deriváty sú pyrofosfáty);
• Kyseliny metafosforečné (HPO3)ₙ, ktoré tvoria cyklické alebo lineárne polymérne kyseliny (metafosfáty alebo polyfosfáty);

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

Za zmienku však stojí, že fosfor tvorí aj iné kyseliny , v ktorých sa líši stupňom oxidácie – kyselinu trioxofosforečnú (III) _{H3PO3 (} fosfónovú) a kyselinu hypofosforečnú (I) _H3PO2 ( _fosfínovú ). Aj tie nachádzajú uplatnenie v priemysle, ale v oveľa menšej miere ako ortofosforečnany.

Vďaka rozmanitej štruktúre majú fosfáty rôzne fyzikálno-chemické vlastnosti, ktoré sa používajú v špecifických odvetviach priemyslu. Najširšie uplatnenie nachádzajú fosfáty s chelatačnými schopnosťami (viazanie kovových iónov), pufrovacími schopnosťami (stabilizácia pH), emulgačnými schopnosťami , ako aj tie, ktoré sú hygroskopické a tepelne stabilné (odolné voči vysokým teplotám).

Aplikácia fosfátov v potravinárskom priemysle

Fosforečnany sú veľmi bežné potravinárske prísady , ktoré slúžia najmä ako regulátory kyslosti, stabilizátory, emulgátory, antioxidanty, konzervačné látky a kypriace a protihrudkujúce látky. Na etiketách by sa mali hľadať pod označeniami E338 až E452 . Séria začína kyselinou fosforečnou (E338) a potom nasledujú fosforečnany sodné, fosforečnany draselné, fosforečnany vápenaté, difosforečnany, trifosforečnany a polyfosforečnany. Možno ich nájsť napríklad ako hlavnú zložku sýtených nápojov.

Fosfáty v poľnohospodárstve – kľúčová zložka hnojív

V poľnohospodárstve sa fosfáty nachádzajú v umelých hnojivách ako zdroj ľahko vstrebateľného fosforu, jednej z troch základných živín (spolu s dusíkom a draslíkom). Fosfor je nevyhnutný pre vývoj koreňov a tvorbu kvetov a plodov. Rastlina ho využíva vo všetkých metabolických procesoch – je súčasťou ATP , základného nosiča energie.

V hnojivách _sa obsah tohto prvku prepočítava na množstvo _P2O5 . Najdôležitejšie typy _{fosfátových} hnojív sú (obsah _P2O5 v zátvorkách):

• Jednoduchý superfosfát (16 – 20 %),
• Obohatený superfosfát (40 – 50 %),
• Fosforečnan amónny, DAP (46 %) – dodáva aj dusík, a preto je veľmi účinným hnojivom,
• Monoamóniumfosforečnan, MAP (50 – 55 %),
• Termofosfáty.

Úloha fosfátov v priemyselných chemikáliách

Fosfáty sa tiež široko používajú v priemyselných chemikáliách . Pridávajú sa do plastov, textílií a priemyselných materiálov ako spomaľovače horenia, prísady do farieb a emailov, zmäkčovadlá, tepelné stabilizátory a činidlá na úpravu vody (sekvestranty a inhibítory tvorby vodného kameňa).

Vplyv fosfátov na životné prostredie – výzvy a regulácie

Najväčšou výzvou súvisiacou s používaním fosfátov je ich vplyv na životné prostredie, najmä na vodu. Nadmerné používanie týchto zlúčenín vedie k eutrofizácii vody, t. j. k nadmernému rozmnožovaniu rias a siníc, a následne k nedostatku kyslíka a úhynu vodných organizmov. Hlavným zdrojom fosfátov je poľnohospodárstvo, ako aj komunálny odpad.

a priemyselné odpadové vody, a preto sú nariadenia EÚ pomerne prísne regulované ich používaním.

Sú možné alternatívy k fosfátom?

Samozrejme, existujú alternatívy k fosfátom, ktoré sa používajú v potravinárskom priemysle (napr. citráty, hydrogenuhličitany), detergentoch (napr. zeolity, polykarboxyláty) alebo poľnohospodárstve (organické hnojivá, recyklované hnojivá alebo struvit). Hoci sú biologicky odbúrateľné a podporujú ekonomiku s uzavretým cyklom, medzi ich hlavné nevýhody patrí okrem iného nižšia účinnosť, vyššie náklady alebo obmedzená dostupnosť.

Normy a predpisy týkajúce sa používania fosfátov

Používanie fosfátov ako potravinárskych prísad je prísne regulované právom EÚ. Najdôležitejšími právnymi aktmi sú nariadenie (ES) č. 1333/2008 a nariadenia Komisie (EÚ), ktorými sa menia jeho prílohy (č. 1129/2011, 2017/871 a 2018/74). Tieto nariadenia majú zabezpečiť, aby spotreba fosfátov spotrebiteľmi nepresiahla 70 mg/kg telesnej hmotnosti (vyjadrené ako fosfor) – v súlade s odporúčaním Vedeckého výboru pre potraviny.

Normy pre obsah fosforu v detergentoch a čistiacich prostriedkoch sú uvedené v nariadení Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) č. 259/2012. Predstavujú 0,5 %fosforu v pracích prostriedkoch a 0,3 g fosforu v štandardnej dávke detergentov do umývačky riadu. Pokiaľ ide o umelé hnojivá, nariadenie Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2019/1009 nešpecifikuje maximálny obsah fosforu, ale rieši najmä otázku kontaminantov (napr. kadmia) a podporuje používanie organických a recyklovaných hnojív.