Struvit

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Struvit
Struvit Guelleaufbereitung.jpg
Struvitkristalle aus einer Gülleaufbereitungsanlage der TU Hannover
Andere Namen
Chemische Formel

(NH4)Mg[PO4]·6H2O

Mineralklasse Phosphate, Arsenate, Vanadate
8.CH.40 (8. Auflage: VII/C.23) nach Strunz
40.01.01.01 nach Dana
Kristallsystem orthorhombisch
Kristallklasse; Symbol nach Hermann-Mauguin rhombisch-pyramidal; mm2[1]
Raumgruppe (Raumgruppen-Nr.) Pmn21 (Raumgruppen-Nr. 31)
Farbe farblos, weiß, gelblich bis bräunlich
Strichfarbe weiß
Mohshärte 2
Dichte (g/cm3) gemessen: 1,711; berechnet: 1,706[2]
Glanz Glasglanz
Transparenz durchsichtig bis durchscheinend
Spaltbarkeit gut nach {001}, undeutlich nach {010}[2]
Bruch muschelig bis uneben
Habitus isometrisch, keilförmig, kurzprismatisch bis tafelig, hemimorph
Häufige Kristallflächen {011}, {100}, {001}, {101}, {101}, {102}[2]
Zwillingsbildung nach {001}
Kristalloptik
Brechungsindex nα = 1,495 ; nβ = 1,496 ; nγ = 1,504[3]
Doppelbrechung
(optischer Charakter)
δ = 0,009[3]; zweiachsig positiv
Optischer Achsenwinkel 2V = gemessen: 37° ; berechnet: 40°[3]

Struvit ist ein selten vorkommendes Mineral aus der Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“. Es kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem mit der Zusammensetzung (NH4)Mg[PO4]·6H2O[4], ist also chemisch gesehen ein wasserhaltiges Ammoniummagnesiumphosphat.

Struvit entwickelt meist farblose und durchsichtige, hemimorphe Kristalle mit isometrischem, keilförmigem oder kurzprismatischem bis tafeligem Habitus bis etwa drei Zentimetern Größe. Durch Kristallbaufehler bzw. vielfache Verzwillingung kann Struvit auch weiß erscheinen und durch Fremdbeimengungen eine braune Farbe annehmen.

Besondere Eigenschaften[Bearbeiten]

Ammoniummagnesiumphosphat zählt zu den besonders schwerlöslichen Verbindungen des Ammoniums und Magnesiums. In der langen, sargförmigen Kristallform des Struvits ist diese Verbindung so charakteristisch, dass sie im klassischen analytischen Trennungsgang zum Nachweis von Magnesium dient.

In warmer und trockener Luft laufen die Kristallflächen von Struvit mit der Zeit durch Dehydratisierung weiß an.

Struvit ist pyroelektrisch und piezoelektrisch, kann also durch intervallartige Wärmeänderung und Verformungen elektrische Spannung aufbauen.

Etymologie und Geschichte[Bearbeiten]

Struvit wurde erstmals 1846 bei archäologischen Grabungen unter der Kirche St. Nikolai in Hamburg gefunden und durch Georg Ludwig Ulex beschrieben, der das Mineral nach dem Naturkundler und Diplomaten Heinrich von Struve (1772–1851) benannte.[5]

Typmaterial des Minerals befindet sich unter anderem im Mineralogischen Museum der Universität Hamburg.[6]

Klassifikation[Bearbeiten]

In der mittlerweile veralteten, aber noch gebräuchlichen 8. Auflage der Mineralsystematik nach Strunz gehörte der Struvit zur Mineralklasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort zur Abteilung der „Wasserhaltigen Phosphate ohne fremde Anionen“, wo er zusammen mit Dittmarit, Hannayit, Mundrabillait, Niahit, Schertelit, Stercorit, Struvit-K und Swaknoit die unbenannte Gruppe VII/C.23 bildete.

Die seit 2001 gültige und von der IMA verwendete 9. Auflage der Strunz'schen Mineralsystematik ordnet den Struvit ebenfalls in die Abteilung der „Wasserhaltigen Phosphate ohne fremde Anionen“ ein. Diese Abteilung ist allerdings weiter unterteilt nach der Größe der beteiligten Kationen und dem Verhältnis Anionenkomplex RO4 zu H2O. Das Mineral ist damit entsprechend seiner Zusammensetzung in der Unterabteilung „Mit großen und mittelgroßen Kationen, RO4 : H2O < 1 : 1“ zu finden, wo es zusammen mit Hazenit und Struvit-K die unbenannte Gruppe 8.CH.40 bildet.

Die Systematik der Minerale nach Dana ordnet den Struvit ebenfalls in die Klasse der „Phosphate, Arsenate und Vanadate“ und dort in die Abteilung der „Wasserhaltige Phosphate etc.“ ein. Dort ist er zusammen mit Hazenit und Struvit-K in der nach ihm benannten „Struvitgruppe“ mit der System-Nr. 40.01.01 innerhalb der Unterabteilung „Wasserhaltige Phosphate etc., mit A2+B2+(XO4) × x(H2O)“ einsortiert.

Bildung und Fundorte[Bearbeiten]

Belag aus einem Faulbehälter der Kläranlage Hannover-Herrenhausen

Struvit bildet sich in der Natur meist in torfiger, mit Viehmist oder Vogel- bzw. Fledermauskot vermischter Erde in Oberflächenablagerungen oder in Höhlenböden. Dort tritt es in Paragenese unter anderem mit Newberyit, Hannayit, Brushit und Stercorit auf.

Weltweit konnte Struvit bisher (Stand: 2010) an etwa 45 Fundorten nachgewiesen werden, so in einigen Regionen von Victoria und Tasmanien in Australien; in der Gcwihaba-Höhle bei Maun in Botswana; in einigen Regionen der kanadischen Provinzen Yukon, Québec, Neufundland und Labrador; bei Aalborg in Dänemark; auf den Falklandinseln; in Deutschland neben seiner Typlokalität St. Nikolai (Hamburg) noch bei Bad Homburg vor der Höhe (Hessen) und Lüneburg (Niedersachsen); bei Trepča im Kosovo; im malayischen Bundesstaat Sarawak; auf Ichaboe Island in Namibia; im niederländischen Amsterdam; auf Réunion im indischen Ozean; am Saldanha Strand der Insel Hoedjes am Westkap von Südafrika; in den US-amerikanischen Regionen Colorado, Kalifornien und Maine sowie im Bundesstaat Miranda (Venezuela).[3]

Des Weiteren kann sich Struvit auch bei der Abwasserreinigung und bei der Gülleaufbereitung bilden. Stellenweise treten dabei so hohe Konzentrationen von Ammonium, Magnesium und Phosphat auf, dass die Sättigungskonzentration von Struvit überschritten wird. Dann bilden sich Beläge aus Struvit, die den Betrieb von Klär- oder Gülleaufbereitungsanlagen beeinträchtigen können.

Biologische Bedeutung[Bearbeiten]

Struvit kristallisiert in alkalischem Urin (pH 9)

In der Medizin ist Struvit als Material von Nieren- und Harnsteinen bekannt. Etwa elf Prozent der Nierensteine beim Menschen sind „Struvitsteine“ und die häufigste Art von Nierensteinen bei Kindern (etwa 93 %)[7]. Sie bilden sich in alkalischem Urin. Ursache der Alkalisierung sind Bakterien – vor allem Proteus mirabilis – meist infolge einer Pyelonephritis (Nierenbeckenentzündung) aufgrund eines aufsteigenden Harnwegsinfekts. Ausgangsstoff ist die Harnsäure, die bakteriell zu Ammoniak abgebaut wird.

Unter den Haustieren sind besonders häufig Hauskatzen von Struvitsteinen betroffen. Bei ihnen kommen Struvitkristalle infolge des hohen pH-Wertes und der hohen Ammoniumkonzentration auch ohne Infektionen vor.[8]

Kristallstruktur[Bearbeiten]

Struvit kristallisiert isostrukturell mit Struvit-(K) im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Pmn21 (Raumgruppen-Nr. 31) mit den Gitterparametern a = 6,95 Å; b = 6,14 Å; c = 11,22 Å sowie 2 Formeleinheiten pro Elementarzelle.[4]

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • G. L. Ulex: Struvit. In: Öfversigt af Kongliga Vetenskaps-Akademiens Förhandlingar. 1847, S. 32–33 (PDF 158 kB; schwedisch)
  • G. L. Ulex: Über Struveit. In: Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geognosie, Geologie und Petrefakten-Kunde. 1851, S. 51–59 (PDF 570 kB)
  •  Paul Ramdohr, Hugo Strunz: Klockmanns Lehrbuch der Mineralogie. 16. Auflage. Ferdinand Enke Verlag, 1978, ISBN 3-432-82986-8, S. 645.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Struvite – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Webmineral - Struvite (englisch)
  2. a b c Struvite, In: John W. Anthony, Richard A. Bideaux, Kenneth W. Bladh, Monte C. Nichols (Hrsg.): Handbook of Mineralogy, Mineralogical Society of America, 2001 (PDF 65,2 kB)
  3. a b c d Mindat - Struvite (englisch)
  4. a b  Hugo Strunz, Ernest H. Nickel: Strunz Mineralogical Tables. 9. Auflage. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), Stuttgart 2001, ISBN 3-510-65188-X, S. 487.
  5. G. L. Ulex: Ueber Struvit, (Liebig) Annalen der Chemie und Pharmacie 1848, Band 66, S. 41-44
  6. Typmaterial-Katalog der Uni Hamburg - Struvit.
  7.  Berthold Koletzko: Kinder- und Jugendmedizin. 13. Auflage. Springer Medizin, Heidelberg 2007, ISBN 978-3-540-48632-9, S. 478f..
  8. A. Hesse: Urolithiasis bei Kaninchen. Die Herkunft der Namen. Animal Stone Letter 7:1/2013.