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03. Borax zur Anwendung im Bereich Haushalt, Industrie und Chemie
Borax ist die wirtschaftlich wichtigste Verbindung von Bor. Seine Eigenschaften machen es zu einem beliebten Zusatzstoff in der Industrie, bei chem. Prozessen, aber auch im Haushalt.
3.1 Im Haushalt
Borax ist ein kraftvolles, ökologisches Reinigungs- und Desinfektionsmittel. Besonders häufig ist es in Seifen, in Wasserenthärtern (alkalischen pH-Wert von 9,3) und als Perborat in Waschmitteln enthalten und kann mit in die Waschmaschine gegeben werden. Schon seit 1891 ist das Mineral ein effektiver Fleckenentferner (Wein- und Kalkflecken) und frischt verblasste Farben auf. Es macht die Wäsche weich, auch ohne dass Weichspüler dazugegeben werden müssen. Bei der Reinigung des Badezimmers ist es ebenfalls wirkungsvoll gegen Kalkflecken. Dafür werden Handschuhe empfohlen.
Es entfernt Matratzengerüche und säubert Backgeschirr.
Borax ist ein effektives Insektizid (z.B. gegen Ameisen) und Pestizid, z.B. gegen Räude bei Hunden und Läuse und Milben beim Menschen.
In der Kosmetik ist das Mineral beispielsweise zu einer beliebten Shampooalternative zu den herkömmlichen Shampoos und Pflegemitteln geworden, die voll von Chemikalien sind. Die Auswirkungen (Allergien, Reizungen) dieser Vielzahl an chemischen Stoffen haben viele Menschen dazu bewogen, sich eine Alternative für die Haarpflege zu suchen. Aufgrund seiner Alkalität und die Wirkung gegen Pilze kann es auch gut Heilung für chronische Kopfhautleiden bringen.
Herstellung von „Borax-Shampoo“: Um Borax für die Haarpflege zu benutzen, wird eine Tasse Borax in etwa 3,8 Liter reinem Wasser gelöst. Eine Tasse dieser Lösung wird anstatt Shampoo auf das Haar gegeben. Dabei muss darauf geachtet werden, dass sie auf die Kopfhaut gelangt. Ein paar Minuten einwirken lassen und dann ausspülen. Möglicherweise muss die Borax-Lösung nicht mehr als ein oder zwei Mal in der Woche genutzt werden. (vgl. EARTHCLINIC 2018)
Außerdem wird Borax vorbeugend als Holzschutzmittel und Zusatzmittel für Putze (z.B. zur Vorbeugung und Beseitigung von Schimmel) und gegen Pilzbefall verwendet. Entweder die betroffenen Stellen werden direkt behandelt, oder Bor wird in neuen Putz untergemengt. Holz das mit Bor behandelt wurde, erhält dadurch einen Flammschutz. Das muss wohl der Grund sein, warum es Bäume gibt, die Waldbrände überleben, weil sie im Stamm und in der Rinde Bor anreichern.
Als Lebensmittelzusatzstoff hat Borax die Bezeichnung E285 und ist zusammen mit Borsäure ebenso ausschließlich für echten Kaviar zugelassen. (vgl. EARTHCLINIC 2018, zusatzstoffe-online.de 2013, chemie.de, AMELINGMEIER 2014, FISCHER 2008: 15)
3.2 Als Rohstoff und in der Industrie
Selbstverständlich ist Borax ein wichtiger Stoff, bzw. das Ausgangsmaterial zur Herstellung von Borsäure und zur Gewinnung von Boraten und anderen Borverbindungen. Es wird zur Herstellung von Gläsern mit einer hohen Festigkeit, für Glasuren (Steingut, Keramik, Glas, Porzellan) und bei der Emailproduktion gebraucht, als Düngemittel, in der Kosmetikindustrie (in Seifen, Pudern, Cremes, Hautpflegemittel) und für Brems- und Kupplungsbeläge. Als Antioxidationsmittel wird es als Flussmittel beim Hartlöten von Edelmetallen, als auch beim Feuerschweißen und Schmieden genutzt aufgrund seiner oxidablösenden Wirkung. Bor-Silikat-Fasern dienen zur thermischen Isolierung. Außerdem ist Borax eine der Grundsubstanzen beim Herstellen des zur Zeit bei Kindern sehr angesagten Spielzeugs Slime. (vgl. SITZMANN 2011, AMELINGMEIER 2014, chemie.de, FISCHER 2008: 15)
3.3 In der Chemie
In der Chemie wird Borax zum Nachweis verschiedener Stoffe genutzt. Wird das Mineral geschmolzen, so lösen sich viele Metalloxide, die eine charakteristische Färbung haben, wobei die verschiedenen Färbungen die Kationen nachweisen. Grüne Färbung von Flammen z.B. weist Methanol nach und entsteht wenn Borax mit Methanol verbrannt wird. Wenn diese Schmelzen abkühlen bilden sie glasige Perlen, sogenannte Boraxperlen. Zugleich wird Borax als Farbstoff in der Mikroskopie und für Pufferlösungen verwendet. Schon seit Jahrhunderten braucht man es in der Goldschmiedekunst zum Schmelzen und Löten. (vgl. chemie.de, AMELINGMEIER 2014)
04. Die Bedeutung von Bor
Wird aus einem Turm aus Blöcken ein Block herausgezogen, besonders einer der Fundamente, so schadet es der Stabilität des gesamten Turms. Das gleiche geschieht mit dem menschlichen Körper. Alle Prozesse sind abhängig von verschiedenen „Blöcken“. Vitamine, Minerale, Enzyme, Aminosäuren usw. sind alle nötig, damit unser Organismus gut funktioniert. Besteht ein Mangel, so sind alle möglichen Abläufe und Prozesse betroffen. Viele Krankheiten, die heute auf der Welt vorkommen, beruhen auf Nährstoffmangel: Bor z.B., ein essentielles Spurenelement und Bestandteil von Borax. Bor hat einen großen Einfluss auf die Gesundheit des Menschen. Es ist wichtig für die Funktion von Hormonen und das Calcium-Magnesium-Gleichgewicht. (vgl. EARTHCLINIC 2018)
4.1 Pflanzen und Bor
Bor und Silizium sind die einzigen nichtmetallischen Mikronährstoffe von Pflanzen. Bor besitzt von allen nicht gasförmigen Elementen den kleinsten Atomdurchmesser, hat deshalb ein gutes Durchdringungsvermögen und es ist die einzige Substanz, die bei Verdunstung mit dem Wasser aufsteigt. In regenreichen Gebieten wird Bor besonders stark ausgewaschen. Der Mittelwert des Borgehaltes in Böden in feuchtem Klima liegt bei 30-40 mg/kg. Unter einem pH-Wert von 6 kommt Bor in der Bodenlösung fast ausnahmslos in Form von Borsäure vor. Bei einem pH-Wert höher als 7 wird Bor immer mehr als Anion von der organischen Substanz oder den Tonmineralen absorbiert.
Die geringe Bor-Konzentration in der Bodenlösung beruht auf der starken Adsorption des Elements durch die organische Substanz, Eisen-Oxiden und Tonmineralen.
Nur diese Menge des Bors ist für Pflanzen verfügbar. U.a. Zuckerrüben, Mais, Wein, Baumwolle, Sellerie, Kohlrabi und Blumenkohl sind auf hohe Borgehalte angewiesen. (vgl. FISCHER 2008: 1, 13f.)
1931 wurde entdeckt, dass die Fäule von Rüben von Bormangel herrührt.
Das Spurenelement Bor ist für Pflanzen essentieller Nährstoff und seit der Entdeckung dieser Pflanzenkrankheit begann man nun die Bedeutung von Bor für die Pflanzen allmählich zu untersuchen und zu begreifen.
Steht eine Pflanze unter Bormangel, leidet vor allem ihr Energie- und Kohlenhydrathaushalt, die Stabilisierung der Zellwände, die Atmung, der Phytohormonhaushalt und die Reizweiterleitung im pflanzlichen Immunsystem.
Der Grad zwischen Bormangel und Borüberschuss ist extrem klein. Weltweit kann ein solcher Mangel sowohl auf sauren als auch auf alkalischen Böden entstehen, besonders in trockenen warmen Jahren auf Sandböden oder trockenen tonreichen Böden. Anhaltende Trockenheit senkt die Verfügbarkeit von Bor für die Pflanzen.
Einem Ackerboden mit einem pH-Wert zwischen 5-7 der unter Bormangel leidet reicht schon ein Gramm Borax pro m2 um den Mangel auszugleichen. Genau aus diesem Grund, dass schon so geringe Mengen Bor einen so großen Einfluss haben können, ließ die Wissenschaftler lange an der Wirkung und der Bedeutung des Elementes zweifeln. Heutzutage ist allgemein bekannt und anerkannt, dass Bor unersetzlich für eine ganze Reihe an Stoffwechseln, Flüssen und Prozessen der Pflanzen ist, z.B. ist das Element unerlässlich für den Calcium-Stoffwechsel, den Ansatz von Blüten, Früchten und Samen und die Vermeidung deren Abwurfs, für den Schutz der Knospen vor Kälte, der Stabilität der Zellwände, den Stoffwechsel von Phosphor, Calcium, Magnesium und Kalium, für die Vitamin-Bildung, die Regulation der Phenolbildung, der Zellteilung und den Wasserhaushalt, sowie besonders für den Kohlenhydratstoffwechsel. Außerdem vernetzt Bor Pektinmoleküle in Zellwänden.
Stehen Pflanzen längere Zeit unter Bormangel, werden sie brüchig. Bei Hydrokulturen lockert sich die Stabilität der Zellwände schon nach wenigen Minuten. Eine Unterbrechung der Bor-Zufuhr bewirkt eine ebenso schnelle Veränderung des Calciumhaushaltes. (vgl. FISCHER 2008: 1f., 13)
Pflanzen mit einem gesunden Borspiegel können sich besser gegen Schädlinge, wie Parasiten wehren. Bor und auch Calcium reduzieren das Tempo mit dem die Eindringlinge in der Wurzel heranreifen.
Nadelwälder in der nördlichen Hemisphäre z.B. sind vom Pilz Heterobasidion annosum, einem Schwamm, gefährdet, der die Wurzeln und das Kernholz der wachsenden Bäume verfaulen lässt. Es wurden viele Fungizide zur Bekämpfung des Befalls ausprobiert und Borate haben gleichbleibend gute Ergebnisse erzielt. Bei einer Versuchsreihe in Schottland wurden nicht infizierte Baumstämme mit unterschiedlichen Konzentrationen behandelt und regelmäßig Proben entnommen. Dabei wurde herausgefunden, dass durch eine etwa vierprozentige Konzentration der Mittelbereich des infizierten Kernholzes von 22 % auf weniger als 0,5 % reduziert wurde. Ein früheres Experiment zeigte, dass eine fünfprozentige Konzentration die Stämme komplett vor der Infektion schützt. Eine Arbeitskonzentration von 4-5 % bewirkt also eine vollständige Kontrolle der Krankheit. (EARTHCLINIC 2018)
Die Gemüsesorten der Familie Brassica (Kreuzblütler), wie z.B. Kohl, Blumenkohl, Rosenkohl, Raps und Steckrübe in der westlichen Welt und einige Blatt- und Wurzelgemüse aus Indien Japan und China spielen eine große Rolle in der menschlichen Ernährung. Plasmodiophora brassicae, deren Herkunft ungenau ist, aber so ähnlich wie Protozoen sein könnten, befallen Gemüsesorten der Kreuzblütler und infizieren diese mit der Kohlhernie, einer schlimmen Wurzelkrankheit. Diese Krankheit verformt die Pflanzenwurzeln durch massige Geschwülste, die die Wasser- und Nährstoffaufnahme behindern. Diese extrem deformierten Wurzeln nehmen Kohlenhydrate aus den Blättern und sich entwickelnden Blumen. Das Laub wird zuerst blaugrün, dann gelb und verwelkt schließlich, sodass die Pflanze an einem Punkt ist, an dem sie nichts mehr retten kann. Das führt zu geringer Qualität und großen Ernteverlusten.
Es ist unmöglich den Parasiten aus den Böden, in denen er fast sein gesamtes Leben verbringt, auszurotten. Einmal angekommen gibt er Milliarden neuer Sporen in den Boden ab. Biologische oder genetisch herbeigeführte Bekämpfungsmethoden gibt es nicht. Traditionelle Methoden wie starke Kalkdüngung, Fruchtwechsel oder bessere Boden Entwässerung haben auch nur begrenzte Wirkungen.
Da kommt Bor ins Spiel. Wie gesagt ist Bor ein essentieller Pflanzennährstoff und Pflanzen mit einem gesunden Wert an Bor widerstehen besser krankheitserregende Organismen. Mit genügend Bor könnten die Korbblütler der Kohlhernie standhalten. Eine Studie einer schottischen Universität fand heraus, dass Bor und auch das Calcium, durch die erhöhte Kalkung, die Rate, in der sich der Parasit in der Wurzel entwickelt und sich in sekundäre, Schaden anrichtende Pilze verwandelt, zu reduzieren. Sodass keine neue Generation an Parasiten in die Böden gelangt. Bor verhindert nicht die Invasion, sondern verlangsamt den schädlichen Lebenszyklus der Plasmodiophora brassicae. Dadurch schaffen es die Korbblütler ein stabiles effektives Wurzelnetz auszubilden, bevor die Kohlhernie angreifen kann.
Experimente legen nahe, dass bei Setzlingen, die mit Bor behandelt wurden, der Ausbruch der Krankheitssymptome eingeschränkt wird und daher die Ernte bis zu einem bedeutenden Maße geschützt wird. Die verschiedenen Spezies der Korbblütler brauchen unterschiedliche Mengen Bor, aber generell sind sie alle verletzlich gegenüber niedrigen Bor-Werten. Deshalb ist eine Ergänzung von Bor sowieso wichtig. (EARTHCLINIC 2018)
Auf Kalkböden, Böden im alkalischen Bereich und bei pH-Werten niedriger als 4 ist Bor zunehmend nicht verfügbar. Deshalb spielt Bormangel beim Waldsterben in Hochlagen der Gebirge eine entscheidende Rolle. Obwohl Bor in regenreichen Gebieten stark ausgewaschen wird, wird ein Mangel, abgesehen von den Hochlagen, selbst bei borärmeren Böden erst in Trockenjahren voll ersichtlich, da die aufgenommene Wassermenge die Borzufuhr bestimmt. In sauren Hochmooren kommt es deshalb nicht zu Bormangel, in calciumreichen Niedermooren dagegen hemmen Calcium-Ionen die Aufnahme von Bor. FISCHER berichtet davon, dass er bei stark versauerten Böden (pH: 2,78) selbst mit 7,5 g Borax/m2 den Borbedarf der Bäume auf einer Versuchsfläche im Schwarzwald kaum decken konnte. Eine Stelle bedarf eine solche Menge Bor, die normale Gartenpflanzen getötet hätte. Dafür erholten sich aber auch die am stärksten geschädigten Bäume wieder. FISCHERS Gips-Basen-Mischung, die aus Bor mit anderen Mitteln zur Bodenverbesserung, Schutz und Wurzelbildung besteht, schaffte es, Schäden kurzfristig rückgängig zu machen. Das in der Mischung enthaltene Bor verwunderte viele Bodenkundler, da in der Literatur nichts vom Zusammenhang zwischen Bor und Waldschäden stand. 1993 zeigten Versuche mit stark versauerten Böden in den USA, dass die Wurzeln von Pflanzen an dem gelösten Aluminium starben.
Dabei hatte das dem Bor sehr ähnliche Aluminium den Platz des Bors in den Wurzeln eingenommen und es verdrängt, aber nicht dessen Funktionen übernommen. Bei ordentlichen Borzugaben wuchsen und erholten sich die Pflanzen trotz des hohen Gehaltes an gelöstem Aluminium wieder. Daraus lässt schließen, dass saure Böden einen erhöhten Bor-Bedarf haben. Nadelanalysen im selben Gebiet ergaben, dass die Bor- und Calciumgehalte eng miteinander korrelieren. Auch hier beeinflusst Bor den Calciumgehalt ebenso stark wie bei an Osteoporose erkrankten Menschen. Das gleiche, nur umgekehrt proportional, gilt für Bor und den Aluminiumgehalt. (vgl. FISCHER 2008: 14f.)
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