Aufnahme und Anreicherung potentiell toxischer Elemente in verschiedenen Pflanzenspezies in Abhängigkeit der Zugabe von Bodenadditiva (Klärschlamm, Gärrest) und der Anbauform

Inhaltsangabe oder Einleitung

Diese Arbeit trägt zur Effizienzsteigerung von Phytoextraktionsstrategien und Entwicklung von Möglichkeiten für eine sichere bodenbezogene Klärschlammverwertung bei. Konkret wird in dieser Arbeit die Akkumulation von Zn, Cu, Ni, Cd, Pb, Co, As und Cr im Spross von vier verschiedenen Arten (A. murale, F. esculentum, C. tinctorius und L. albus) in Abhängigkeit des verwendeten Substrates (reiner Boden, Boden+Gärrest, Boden+Klärschlamm oder reiner Klärschlamm) und der Anbauform (Reinkultur oder Mischkultur mit L. albus) untersucht. Es werden Faktoren und Prozesse, die während einer Phytoextraktion im Boden und in Pflanzen bedeutend sind, dargestellt und die Hintergründe des Experimentaufbaus näher hergeleitet. Zunächst wird der konkrete Aufbau des zugrundeliegenden Versuches dieser Arbeit und die verwendeten Methoden näher aufgeführt. Anschließend werden die gewonnenen Ergebnisse vorgestellt und im Rahmen des aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstandes diskutiert.

Seit der industriellen Revolution ist die Nachfrage nach Elementen, wie zum Beispiel Ni, Pb, Zn, Cd, Cu, As, Cr oder Co zur Herstellung industrieller Produkte, stark gestiegen. Beträchtliche Mengen dieser Elemente geraten bei deren Gewinnung und Verwertung in die Umwelt oder ins Abwasser und folglich auch in den daraus anfallenden Klärschlamm. Um den Eintrag von diesen potentiell toxischen Elementen in die Umwelt zu minimieren, wird ein Großteil des in Deutschland anfallenden Klärschlammes thermisch verwertet und die anfallende Asche hauptsächlich deponiert. Die enthaltenen Pflanzennährstoffe wie Phosphat, wenn sie nicht vorher chemisch aus dem Klärschlamm oder der Asche zurückgewonnen wurden, werden so dem Nährstoffkreislauf kurz- und mittelfristig entzogen und die humusbildende Organik gänzlich zerstört. In Anbetracht der möglichen C-Sequestrierung und damit klimaschützenden Wirkung durch den Aufbau von Humus und der Endlichkeit von Phosphatreserven ist die Suche nach einer sicheren bodenbezogenen Klärschlammverwertung lohnend.

Eine nicht-invasive und kostengünstige Möglichkeit zum Management PTE-belasteter Flächen stellt die Phytoextraktion dar. Dabei werden Pflanzen auf kontaminierten Boden angebaut. Diese nehmen potentiell toxische Elemente in ihre Wurzeln auf und verlagern sie anschließend in oberirdische Organe. Mit der Abfuhr der oberirdischen Biomasse ergibt sich so die Möglichkeit potentiell toxische Elemente aus dem Boden zu extrahieren.