Innovative Lösungen zur Umweltsanierung
Schwermetalle aus der Schwerindustrie und dem Bergbau stellen eine ernsthafte Gefahr für Umwelt und Gesundheit dar. Metallische Verunreinigungen vor Ort können durch das Grundwasser transportiert werden und auf diese Weise entfernte Boden- und Wasserökosysteme verschmutzen. Daher müssen Maßnahmen zur Sanierung von Boden und Wasser ergriffen werden. Die Verwendung von Pflanzen zur Behandlung verunreinigter Böden wurde als chemiefreier, alternativer Sanierungsansatz vorgeschlagen. Pflanzenwurzeln können Boden und Wasser fixieren und so die Verbreitung der Kontamination mindern. Des Weiteren enthalten Pflanzen Bakterien, die die Phosphatmobilisierung, Stickstoffbindung und Freisetzung von chelierenden Verbindungen ermöglichen. Das EU-finanzierte UMBRELLA-Projekt möchte mit Hilfe von Mikroorganismen die Sanierungsaktivität von Pflanzen in durch Schwermetall verunreinigten Standorten fördern. Das Hauptziel waren Untersuchungen zum möglichen Einfluss von Mikroben auf das Pflanzenwachstum und metallisch-biogeochemische Kreisläufe. Als Sanierungsstrategien wählten die Wissenschaftler die Fixierung von verunreinigtem Boden durch Pflanzen unter Verwendung von Phytostabilisation. In rehabilitierten Flächen wurde Phytoextraktion genutzt; hierbei absorbieren und konzentrieren die Pflanzen die Schadstoffe im Boden in ihren Wurzeln, Trieben und Blättern. Man sammelte verschiedene Pilz- und Bakterienkonsortien aus sechs europäischen Bergwerken und teilte sie anhand ihrer Physiologie, Aktivität zur Förderung des Pflanzenwachstums, Metallzyklisierung und -resistenz ein. Schließlich wurden sie auf ihr Potenzial zur Bio-Augmentation während der Sanierung in Pflanzen geprüft. Unter Berücksichtigung von Fließwegen, Oberflächen- und Grundwasserquellen, Metallgehalt und Speziation wurden die Bergwerke detailliert beschrieben. Die Informationen wurden zur Entwicklung mathematischer Modelle eingesetzt, die die Verteilung der Schadstoffe in verschiedenen Landschaften simulieren und lokale Sanierungsmaßnahmen mit ihren regionalen Folgen in Verbindung bringen können. Abschließend entwickelte das Projekt eine Toolbox für Endnutzer; dieses umfasst Protokolle zur Gewinnung von Mikroben für Sanierungsmaßnahmen, die auf der lokalen klimatischen, geologischen und biologischen Situation basiert. Zusammen mit einer ökotoxikologischen Risikobewertung soll die Arbeit des UMBRELLA-Konsortiums bei der Lösung der derzeitigen Probleme beim Boden und Wasserschutz helfen und die Entwicklung hin zu kosteneffektiven, nachhaltigen Lösungen für eine biologische Sanierung von Metallverschmutzungen unterstützen.
