- Phytoremediation
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Phytosanierung oder Phytoremediation bezeichnet allgemein die Sanierung von verunreinigten und kontaminierten Böden oder des Grundwassers mit Hilfe von Pflanzen. Hierbei handelt es sich um ein sogenanntes in-situ Verfahren, da die Behandlung des Bodens oder Wassers vor Ort stattfindet. Man unterscheidet hierbei verschiedene Verfahren:
Inhaltsverzeichnis
Phytoextraktion
Phytoextraktion ist ein Sanierungsverfahren, bei dem Pflanzen eingesetzt werden, die Schadstoffe aufnehmen und in ihrer Biomasse in hohen Konzentrationen anreichern (sogenannte Hyperakkumulatoren). Diese Pflanzen können Schadstoffe sowohl in den Wurzeln als auch in der oberirdischen Biomasse speichern. Geeignet zur Phytoextraktion sind nur Pflanzen, die die Schadstoffe in den Blättern oder im Stängel speichern. Die oberirdischen Teile werden dann geerntet und verbrannt; die Rückstände auf einer Deponie entsorgt. Für den Fall, dass es sich bei den zu entfernenden Stoffen um Schwermetalle handelt liegt der größte Vorteil der Phytoextraktion darin, dass im Gegensatz zu anderen Verfahren wie Ausräumung und Deponierung (dig and dump) sowie Säurewaschung die Bodenfunktion erhalten bleibt. Dies ist besonders für die Sanierung von Ackerland (z. B. bei Verunreinigung mit Schwermetallen durch Klärschlamm) von großer Bedeutung. Problematisch ist allerdings, dass viele Hyperakkumulatoren in Mitteleuropa sehr klein sind bzw. sehr langsam wachsen. Dies versucht man zu umgehen, indem Pflanzen zum Einsatz kommen, die zwar nicht in einem solch hohen Maße wie Hyperakkumulatoren aber doch im Promillebereich akkumulieren dabei aber eine sehr viel höhere Wachstumsgeschwindigkeit aufweisen.
Phytodegradation
Bei der Phytodegradation werden die (meist organischen) Schadstoffe, die die Pflanze aufnimmt, nicht akkumuliert, wie bei der Phytoextraktion, sondern chemisch verändert und somit inaktiviert. Ebenso zählen Verfahren, bei der die Schadstoffe nicht von der Pflanze aufgenommen werden sondern die Pflanzen nur den Abbau der Schadstoffe durch Mikroorganismen stimulieren, zur Phytodegradation. Diese Stimulierung erfolgt einerseits durch die bessere Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen aufgrund der Durchwurzelung des Bodens und andererseits auch durch bestimmte Stoffe, die von den Pflanzenwurzeln ausgeschieden werden.
Phytomining
Als Phytomining bezeichnet man die Gewinnung von Metallen mit Hilfe von Pflanzen. Im Gegensatz zur Phytoextraktion bezieht sich dieses Verfahren nur auf Metalle. Diese Metalle werden aus dem Verbrennungsrückstand wieder gewonnen. Bisher eignet sich dieses Verfahren nur, um die Kosten der Phytoremediation durch den Gewinn der extrahierten Metalle etwas zu senken. Es wird aber daran geforscht, Phytomining auch zum Erzabbau einzusetzen.
Phytovolatilisation
Bei der Phytovolatilisation nimmt die Pflanze die Schadstoffe mit den Wurzeln auf und gibt sie durch ihre oberirdischen Organe in die Luft wieder ab. Hierbei kann es in der Pflanze zu biochemischen Umwandlungen in flüchtige Formen der Schadstoffe kommen. Im Falle von Quecksilber geschieht dies durch Methylierung des Quecksilbers zu Methylquecksilber durch die Pflanze. Methylquecksilber ist flüchtig und kann daher von der Pflanze in die Luft abgegeben werden.
Rhizofiltration
Rhizofiltration ist ein Verfahren, bei dem die Pflanzen nicht direkt an der Sanierung beteiligt sind, sondern durch ihr Wurzelsystem dazu beitragen, dass die mikrobielle Aktivität im Boden erhöht wird. Die Schadstoffe werden dann durch Mikroorganismen abgebaut. Bezogen auf die Grundwassersanierung, bedeutet Rhizofiltration auch allgemein die Absorption und Kondensation an den Pflanzenwurzeln und/oder Aufnahme und Akkumulation in den Wurzeln.
Phytostabilisierung
Phytostabilisierung ist kein Sanierungsverfahren, sondern dient nur Sicherung des Bodens. Allgemein wird die Mobilität von Schadstoffen verringert. Eine dichte Grasdecke schützt den Boden vor Erosion. Der oberflächliche Abtrag von Schadstoffen durch den Wind sowie den Regen wird somit verhindert. An den Feinwurzeln können Schadstoffe adsorbieren, sie werden somit im Boden gehalten und ihre Auswaschung ins Grundwasser wird reduziert. Durch die Transpiration der Pflanzen kommt es zu einem größtenteils nach oben gerichtetem Wasserstrom, dies kann ebenfalls Auswaschungen der Schadstoffe ins Grundwasser verhindern. Außerdem können bestimmte Stoffe, die von den Pflanzenwurzeln ausgeschieden werden, zu einer Immobilisierung der Schadstoffe (z. B. Ausfällung von Schwermetallen) führen.
Siehe auch
Quellen
- Terry Norman, Banuelos Gary: Phytoremediation of Contaminated Soil and Water, CRC Press LLC., 2000.
- Puschenreiter & Wenzel (2003): Pflanzen als Metallschlucker, in: Ländlicher Raum, Online-Fachzeitung des Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, Ausgabe 01/2003.
Weblinks
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