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Pflanzliche Bodensanierung

Birken ziehen Mikroplastik aus der Erde

Birken könnten Böden als Müll-Entsorger dienen. © JanBussan

Durch winzige Kunststoffteilchen belastete Böden könnten sich mithilfe von Bäumen sanieren lassen, geht aus einer Studie hervor: Birken nehmen Mikroplastik mit ihren Wurzeln auf, zeigen die Experimente. Die problematischen Partikel könnten anschließend mit der Biomasse entsorgt werden. Weitere Untersuchungen sollen nun zeigen, inwieweit sich das Verfahren tatsächlich zur Bekämpfung des weitverbreiteten Umweltproblems eignet.

Zerfetzte Plastiktüten und viele weitere bunte Müllobjekte – Schätzungen zufolge landet ein Drittel allen Plastikmülls in der Umwelt. Die hässlichen Überbleibsel unserer Wegwerfgesellschaft sind dabei vielerorts deutlich sichtbar. Doch ein großer Anteilist oft nur noch mit Lupe oder Mikroskop erkennbar: Viele Müllteile zerfallen mit der Zeit in Partikel kleiner als fünf Millimeter und dann teilweise weiter in Nanopartikel mit einer Größe von weniger als 0,1 Mikrometer. In der Umwelt wimmelt es bereits von diesen Krümeln und sie werden sogar durch die Luft befördert. Bis in die entlegensten Winkel unseres Planeten lässt sich diese Signatur der Zivilisation dadurch bereits nachweisen, zeigen Studien.

Können Baumwurzeln die Partikel binden?

Oft steht die Mikroplastik-Belastung von Gewässern im Fokus, doch in Böden ist sie teilweise noch stärker ausgeprägt. Ein wichtiger Faktor der Verbreitung auf landwirtschaftlich genutzten Böden ist dabei das Ausbringen von Klärschlamm. Dadurch gelangen vor allem Bruchstücke von synthetischen Kleidungsfasern in die Erde. Einen weiteren großen Beitrag leistet auch der Autoverkehr durch den Reifenabrieb. Woher es auch immer stammt – das künstliche Kleinzeug gilt als problematisch: Mikroplastik kann Schadstoffe freisetzen, die möglicherweise durch Nutzpflanzen aufgenommen werden. Außerdem wurden negative Effekte des Mikroplastiks auf nützliche Bodenbewohner aufgezeigt und offenbar können die Partikel auch bestimmten Krankheitserregern gute Entwicklungsmöglichkeiten bieten, geht aus Untersuchungen hervor.

Wenn es im Boden einmal von den Partikeln wimmelt, gibt es keine Chance mehr, sie wieder heraus zu holen, könnte man meinen. Doch vielleicht gibt es doch eine Möglichkeit zur Sanierung, wie die aktuellen Studienergebnisse der Forscher um Kat Austen vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hoffen lassen. Das Stichwort heißt dabei Phytoremediation – Schadstoffextraktion durch Pflanzen. Dieses Verfahren wird zur Beseitigung von Giftstoffen in Böden eingesetzt. Dazu werden bestimmte Pflanzenarten angepflanzt, die diese Substanzen mit ihren Wurzeln besonders gut aufnehmen. Anschließend lässt sich die Biomasse dann samt der Problemstoffe entsorgen.

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Hoffnungsträger Birke

Dass Pflanzen auch Mikroplastik binden könnten, ließen bisher bereits Hinweise aus Untersuchungen an Weizen und Salat vermuten. In ihrer Studie haben sich Austen und ihre Kollegen nun allerdings einer in der Phytoremediation bereits erfolgreich eingesetzten Gehölzpflanze zugewandt: der in Europa weitverbreiteten Hänge-Birke (Betula pendula). Um deren Fähigkeit zur Aufnahme von Mikroplastik auszuloten, haben sie Versuchspflanzen in Substrat gepflanzt, das mit Mikroplastikkügelchen (5 bis 50 Mikrometer) versetzt war. Diese Partikel waren mit fluoreszierendem Farbstoff markiert, um sie später leicht im Pflanzengewebe nachweisen zu können. Nach fünf Monaten untersuchten die Wissenschaftler dann Wurzelproben mithilfe von Fluoreszenz- und konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie.

Wie sich zeigte, hatten die Birken tatsächlich Partikel tief ins Wurzelgewebe aufgenommen: Die Forscher konnten fluoreszierendes Mikroplastik in verschiedenen Abschnitten und Schichten des Wurzelwerks nachweisen. Der prozentuale Anteil der Wurzelabschnitte mit Anreicherung betrug dabei 5 bis 17 Prozent. Damit zeichnet sich ab, dass das Extraktionspotenzial zumindest im Vergleich zu den Hinweisen bei Weizen und Salat relativ hoch ist, schreiben die Wissenschaftler. „Diese Pilotstudie deutet darauf hin, dass die Birke ein echtes Potenzial für langfristige Lösungen zur Bodensanierung hat – einschließlich der Verringerung der Menge an Mikroplastik im Boden“, sagt Austen. Die Birke besitzt dabei zudem einen weiteren interessanten Aspekt: Sie wurzelt besonders flach unterhalb der Bodenoberfläche, wo die Mikroplastikverschmutzung nachweislich am höchsten ist.

Um das Potenzial der Birken zur Sanierung von irdischer Mikroplastik-Belastung zu bestätigen, sind jetzt allerdings weitere Untersuchungen nötig, geben die Forscher zu bedenken. Sie planen dazu, die Aufnahmemengen und weitere Aspekte genauer zu untersuchen. Zu klären ist zudem, inwieweit die Bäume ihre Reinigungsfunktion überhaupt aushalten: „Die Aufnahmerate von Mikroplastik und die Auswirkungen auf die kurz- und langfristige Gesundheit der Bäume müssen noch untersucht werden“, sagt Austen.

Quelle: Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei, Fachartikel: Science of The Total Environment, doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.152085

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