Phosphonate im Reiniger: HEDP, ATMP und DTPMP im Vergleich
Phosphonate halten Kalk schon in kleinsten Mengen in Lösung und binden Metallionen. Das Umweltbundesamt stuft die in Reinigern üblichen Phosphonate als schwer abbaubar ein und fand an Einleitstellen erhöhte Sedimentbelastungen. Wo sie sinnvoll sind, entscheidet die Aufgabe.
Belegstufe: Studie / Norm. Belegt durch veröffentlichte Studien, Normen oder Behördenangaben. So arbeiten wir
Offenlegung vorab
Wir bieten HEDP, ATMP und DTPMP selbst als Rohstoffe an: HEDP 60 %, ATMP 50 % und DTPMP 32 %. Der Artikel bewertet sie trotzdem so, wie die Quellen sie beschreiben, also auch mit den Nachteilen.
Was Phosphonate tun
Phosphonate arbeiten auf zwei Wegen. Der erste ist die Sequestrierung (Chelatbildung): Das Molekül bindet ein Metallion und hält es in Lösung. Das ist eine stöchiometrische Reaktion, pro Ion wird also eine bestimmte Menge Phosphonat gebraucht. Der zweite ist die Schwellenwirkung (Threshold-Effekt): Schon sehr kleine, unterstöchiometrische Mengen verhindern, dass aus übersättigten Lösungen Kristalle entstehen [4]. Genau diese Schwellenwirkung macht Phosphonate für Kalkschutz so effizient. Als Komplexbildner im weiteren Sinn gehören sie zu den Stoffen, die auch Calcium und Magnesium im Wasser binden.
Die drei im Überblick
Die folgende Tabelle gibt wieder, was ein Anbieter von Wasserbehandlungschemikalien zum Vergleich schreibt [6]. Es ist eine Anbieterangabe und keine unabhängige Prüfung.
| Stoff | Stärken laut Anbieterangabe | Hinweise |
|---|---|---|
| HEDP | Gut gegen Calciumcarbonat und Calciumsulfat, etwas besser bei höheren Temperaturen, aktiv über einen breiten pH-Bereich | Enthält keinen Stickstoff. Wird laut Anbieter in einigen Regelwerken bei der Abbaubarkeit günstiger bewertet |
| ATMP | Starke Hemmung von Calciumcarbonat, bessere Korrosionshemmung an Baustahl, oft günstiger | Aminhaltig. Laut einer Patentschrift verlieren aminhaltige Phosphonate bei Chlor einen großen Teil ihres Vorteils [5] |
| DTPMP | Wirkt in sehr niedriger Dosierung, besonders gegen Barium- und Strontiumsulfat | Aminhaltig, deutlich teurer je Kilogramm |
Was die Umweltdaten sagen
Das Umweltbundesamt hat 2021 die Phosphonate in Wasch- und Reinigungsmitteln untersucht. Das Ergebnis: Sie sind schwer abbaubar, der überwiegende Teil der Phosphonate im Abwasser stammt aus Wasch- und Reinigungsmitteln, und einzelne Phosphonate sind zusätzlich ökotoxisch [1]. In Kläranlagen und Fließgewässern werden sie zu einem hohen Anteil an Feststoffpartikel gebunden. An Einleitstellen fanden die Autoren deutlich erhöhte Sedimentbeladungen, in den Gewässern selbst lagen die Konzentrationen im Bereich unter oder wenig über einem Mikrogramm je Liter [1].
Ein Fachartikel aus der Analytik bestätigt das Bild und ergänzt: Trotz schlechter Abbaubarkeit werden Phosphonate in der Kläranlage gut entfernt, weil sie stark an Klärschlamm und mineralische Oberflächen binden. HEDP und PBTC waren in den untersuchten Proben am häufigsten, EDTMP am seltensten [2]. Auch ein älterer UBA-Bericht von 2002 behandelt Phosphonate und andere synthetische Komplexbildner als Stoffgruppe mit möglicher Umweltrelevanz, weil viele von ihnen schwer abbaubar sind [3].
Alternativen
Der Markt sucht Ersatz für klassische Komplexbildner mit besserer biologischer Abbaubarkeit. Genannt werden Zitronensäure, GLDA, MGDA, EDDS, IDS, Gluconsäure und Glucoheptonate, die als ökologisch verträglicher gelten [7]. Sie haben andere Stärken und Grenzen, etwa bei der Schwellenwirkung, die Phosphonate so effizient macht. Ein pauschales Ersatzurteil geben die Quellen nicht her.
Einordnung für die Praxis
Das ist unsere Einordnung aus den genannten Quellen und keine eigene Messung:
- Phosphonate lohnen sich dort, wo Kalkschutz mit wenig Wirkstoff gebraucht wird. Gerade dann ist ihre Schwellenwirkung der Vorteil.
- Wer gewerblich ins Abwasser einleitet, sollte Dosierung und Gesamteintrag im Blick haben und bei Unsicherheit die Abwasserbehörde oder den Kläranlagenbetreiber fragen.
- Wo Chlor im Spiel ist, sind aminfreie Phosphonate wie HEDP nach den Quellen die naheliegendere Wahl als ATMP oder DTPMP [5][6].
- Ob ein Phosphonat in einer konkreten Rezeptur stabil bleibt, hängt von pH-Wert, Elektrolyten und Wasserhärte ab. Das lässt sich nur im Versuch klären.
Quellen
- Umweltbundesamt: Phosphonate in Wasch- und Reinigungsmitteln und deren Verbleib in der Umwelt, Texte 69/2021. umweltbundesamt.de
- Fachartikel zur Analytik von Phosphonaten in Wasser und Feststoffproben, Analytical and Bioanalytical Chemistry (2019). link.springer.com
- Umweltbundesamt: Einträge synthetischer Komplexbildner in die Gewässer, Texte 3/02. umweltbundesamt.de
- US-Patent 6,063,290, Hintergrund zu Sequestrierung und Threshold-Inhibition. patents.google.com
- US-Patent 4,253,912, Hinweis zu aminhaltigen Phosphonaten und Chlor. uspto.gov
- HTMC Group: HEDP vs. Other Scale Inhibitors (Anbieterangabe). htmcgroup.com
- Chemie.de: Phosphat und Alternativen, Ceresana zum Weltmarkt für Komplexbildner. chemie.de
Stand der Recherche: Oktober 2026.
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