Zeo-was? Zeolith als Filterzusatzstoff

Zeolith ist ein echter Allrounder. Wenn es um Teiche geht, ist der Name häufig zu lesen, doch was ist dieses Zeolith eigentlich genau und was kann es wirklich? Denn oft wird dem Produkt eine Wirkung nachgesagt, die es nur bedingt erfüllen kann. Einfach gesagt handelt es sich bei Zeolith um ein Gestein mit besonderen Fähigkeiten. Genauer ist Zeolith ein poröses, kristallines Mineral vulkanischen Ursprungs, das in der Natur zu finden ist. Dank seiner speziellen, chemischen Eigenschaften kommt es allerdings nicht nur in Teichen, sondern auch in der Wasserwirtschaft bei der Aufbereitung von (Trink)Wasser zum Einsatz. Dabei geht es in erster Linie um das Binden von vermeidlichen Schadstoffen, wie organische Stickstoffverbindungen.

Zeolith als Filtermaterial

Wie funktioniert Zeolith

Um zu verstehen, wie Zeolith das macht, muss man einen Blick hinter die Kulissen auf die chemischen Eigenschaften des Stoffes werfen. Wie alle Minerale ist Zeolith aus Tetraedern aufgebaut, die Silizium oder Aluminium als Zentralatome tragen, welche von vier Sauerstoffatomen oder Hydroxygruppen umgeben sind. Diese Konstrukte sind grundsätzlich negativ geladen. Durch einen Tausch der Zentralatome oder eine zusätzliche Silikatlage kann die negative Ladung intensiviert werden. Um dieses Ungleichgewicht auszutauschen können Kationen, also positiv geladene Ionen, anderer Stoffe wie Kalzium, Magnesium, Kalium oder Natrium in das Kristallgitter eingelagert werden. Die Bindungen sind jedoch reversibel, das bedeutet, dass andere Kationen des umgebenden Mediums ausgetauscht werden können. Im Teich sind dies vor allem toxische Stickstoffverbindungen wie Ammonium oder Ammoniak, die ihre Kationen mit denen des Zeoliths tauschen. Dasselbe Prinzip des Kationenaustausches findet bei Schwermetallen, wie etwa Blei Anwendung.

Absorption ≠ Adsorption von Filterstoffen

Das bedeutet, dass „fremde“ Stoffe in das Kristallgitter von Zeolith aufgenommen werden. Im Fachjargon spricht man dabei von Absorption. Viele uns bekannte Minerale können sehr gut Kationen auswechseln. Ein anderer physikalischer Vorgang, der gegebenenfalls zum Tragen kommen kann, ist die sogenannte Adsorption. Bei diesem Prozess werden Stoffe aus Gasen oder Flüssigkeiten an der Oberfläche des Festkörpers des Zeoliths angelagert, nicht jedoch aufgenommen. Es entsteht also keine starke, chemische Bindung, sondern lediglich eine schwächere, physikalische Anziehung, die auf den sogenannten Van-der-Waals-Kräften basiert. Dabei kommt es innerhalb der beweglichen Elektronenhülle eines Atoms zu einer temporären Anhäufung der negativgeladenen Teilchen, sodass ein vorrübergehender Dipol entsteht, der mit anderen umgebenden, langsamen Atomen oder Molekülen eine kurzlebige elektrostatische Wechselwirkung eingehen kann.

Kann Zeolith Phosphate aus dem Teich entfernen

Und genau dieses Phänomen geschieht mit Zeolithen und Phosphaten. Phosphate werden am Zeolith adsorbiert, während Kationen von Stickstoffen oder Schwermetallen im Zeolith absorbiert werden. Das bedeutet also, dass Zeolith in Form eines natürlichen Schadstoffbinders eine positive Wirkung auf die Wasserqualität hat. Stoffe, wie Ammonium, Ammoniak, Nitrit, Nitrat und Blei können sicher gebunden werden. Im Gegensatz dazu können Phosphatmoleküle jedoch nur temporär mit der schwächst möglichen Bindung am Zeolith angelagert werden und somit nicht verlässlich aus dem Teich entfernt werden. Damit ist Zeolith ein natürliches Filtermaterial, aber kein natürlicher Phosphatbinder. Wenn in Produktinformationen von Phosphatreduzierung oder gar Bindung gesprochen wird, ist damit immer nur die Physisorption mittels Van-der-Waals-Kräften gemeint. Sollen Phosphate verlässlich gebunden werden, empfiehlt sich ein natürlicher Phosphatbinder, wie etwa unser Phos Minus.

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