Phytoremediation bezieht sich auf die Verwendung von „Hyperakkumulator“-Pflanzen, um die im Boden vorhandenen giftigen Materialien zu absorbieren und sich in ihrem lebenden Gewebe anzusammeln. (Repräsentatives Bild: Pixabay)
Bodenkontamination kann aus verschiedenen Gründen auftreten, darunter Herstellung, Mineralgewinnung, versehentliches Verschütten, illegales Abladen, undichte unterirdische Lagertanks, Verwendung von Pestiziden und Düngemitteln usw. Eine Studie, veröffentlicht in das JNKVV-Forschungsjournalkam 2015 zu dem Schluss, dass die Schwermetallbelastung des Bodens in Indien aufgrund der Industrialisierung „schnell zunimmt“.
Diese giftigen Schwermetalle werden dann von Nahrungspflanzen und anderen Pflanzen absorbiert, bevor sie schließlich ihren Weg in unsere Nahrungskette finden und das menschliche Leben sowie die Ökologie direkt beeinflussen. Viele Technologien sind entwickelt worden, um diese Bodenverschmutzung zu beseitigen, aber laut einem in der Zeitschrift Agriculture veröffentlichten Artikel wurden diese Methoden „als unhaltbar angesehen, da sie mit hohen Kosten verbunden sind und selbst nachteilige Auswirkungen haben.“
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Mit Blick auf nachhaltigere und umweltfreundlichere Technologien haben Wissenschaftler Methoden der „Phytoremediation“ entwickelt, eine Sanierungsmethode, die lebende Organismen wie Pflanzen, Mikroalgen und Algen verwendet. Eine besondere Möglichkeit, giftige Schwermetalle aus dem Boden zu entfernen, umfasst die Verwendung von "Hyperakkumulator" Pflanzen, die diese Stoffe aus dem Boden aufnehmen.
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Ein im MDPI Agriculture Journal veröffentlichter Artikel mit dem Titel “Utilizing Mediterranean Plants to Remove Contaminants from the Soil Environment: A Short Review” untersucht die Entwicklung dieser Sanierungsmethode. p>
Was sind Hyperakkumulatorpflanzen?
Phytoremediation bezieht sich auf die Verwendung von „Hyperakkumulator“-Pflanzen, um die im Boden vorhandenen giftigen Materialien zu absorbieren und sich in ihrem lebenden Gewebe anzusammeln. Obwohl die meisten Pflanzen manchmal toxische Substanzen anreichern, haben Hyperakkumulatoren die ungewöhnliche Fähigkeit, hundert- oder tausendmal größere Mengen dieser Substanzen zu absorbieren, als dies für die meisten Pflanzen normal ist.
Die meisten entdeckten Hyperakkumulatorpflanzen akkumulieren typischerweise Nickel und kommen auf Böden vor, die reich an Nickel, Kobalt und in einigen Fällen Mangan sind. Diese hyperakkumulierenden Arten wurden in vielen Teilen der Welt entdeckt, darunter im Mittelmeerraum (hauptsächlich Pflanzen der Gattung Alyssum), tropischen Aufschlüssen in Brazi, Kuba, Neukaledonien (französisches Territorium) und Südostasien (hauptsächlich Pflanzen der Gattung Phyllanthus).
Wie kann die Phytoremediation mit Hyperakkumulatoren genutzt werden, um giftige Metalle aus dem Boden zu entfernen?
Geeignete Pflanzenarten können verwendet werden, um die Schadstoffe aus dem Boden über ihre Wurzeln „aufzunehmen“ und sie zu ihrem Stamm, ihren Blättern und anderen Teilen zu transportieren. Danach können diese Pflanzen geerntet und entweder entsorgt oder sogar verwendet werden, um diese giftigen Metalle aus der Pflanze zu extrahieren.
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Dieses Verfahren kann verwendet werden, um Metalle wie Silber, Cadmium, Kobalt, Chrom, Kupfer, Quecksilber, Mangan, Molybdän, Nickel, Blei und Zink zu entfernen; Halbmetalle wie Arsen und Selen; einige Radionuklide; und nichtmetallische Komponenten wie Bor. Aber es kann nicht verwendet werden, um organische Schadstoffe aufgrund von Stoffwechselabbau aus dem Boden zu entfernen.
Welche Vorteile hat die Phytoremediation mit Hyperakkumulatoren?
Einer der Hauptvorteile der Phytoremediation ist die Tatsache, dass sie im Vergleich zu anderen Sanierungsmethoden recht kostengünstig ist. Die einzigen größeren anfallenden Kosten beziehen sich auf die Bewirtschaftung der Pflanzen (Anpflanzung, Unkrautbekämpfung, Bewässerung, Düngung, Beschneidung, Einzäunung, Ernte usw.). Diese Methode ist auch relativ einfach und erfordert keine neuen Arten von spezialisierter Technologie. Außerdem wird keine externe Energiequelle benötigt, da die Pflanzen mit Hilfe von Sonnenlicht wachsen.
Ein weiterer wichtiger Vorteil dieser Methode ist, dass sie den Boden mit organischen Substanzen und Mikroorganismen anreichert, die seine chemischen und biologischen Eigenschaften schützen können. Außerdem schützen die Pflanzen, während sie wachsen und giftige Schwermetalle anreichern, den Boden vor Erosion durch Wind und Wasser.
Was sind die Nachteile der Phytoremediation mit Hyperakkumulatoren?
Bei allen Vorteilen hat diese Art der Phytoremediation mit Hyperakkumulatoren einen großen Nachteil: Es ist ein sehr langsamer und zeitaufwändiger Prozess. Die Sanierung eines Areals mit diesem Verfahren kann bis zu 10 Jahre oder länger dauern. Das bedeutet, dass die betreffende Fläche bis zu zehn Jahre lang nicht anderweitig genutzt werden darf, einschließlich des Anbaus anderer Kulturpflanzen und der Beweidung durch Tiere. Dies ist mit großen wirtschaftlichen Kosten verbunden, die proportional zur Größe der zu sanierenden Fläche sind.
Aber es bringt auch einen weiteren großen Nachteil mit sich. Die Pflanzen zur Durchführung dieser Sanierung müssen auf der Grundlage einer Vielzahl von Merkmalen sorgfältig ausgewählt werden, da sie sonst als invasive Art wirken könnten, unkontrolliert wachsen und das empfindliche ökologische Gleichgewicht nicht nur des Sanierungsgebiets, sondern der gesamten Region stören ist Teil von.
Aus diesem Grund schlagen Wissenschaftler vor, nur Arten zu verwenden, die in der Region heimisch sind, in der das Phytoremediation-Projekt durchgeführt wird. Dies hat auch weitere Vorteile: Diese Pflanzen sind bereits an die Region akklimatisiert und es gibt keine rechtlichen Probleme bei der Beschaffung, dem Transport und der Verwendung von Saatgut.