Mit Mikrobenhilfe können Bäume Trichlorethen-Kontaminationen beseitigen

Pappeln als Grundwasser-Reiniger

Probiotik für Bäume: Pappeln können mit Trichlorethen verseuchte Böden und Grundwasserleiter dekontaminieren. Der Zusatz einer Mikrobe hilft den Bäumen dabei, das giftige Lösungsmittel abzubauen, ohne dabei selbst Schaden zu nehmen. Ein erster größerer Test in den USA ist jetzt erfolgreich verlaufen.

Pappeln

Keine gewöhnlichen Bäume: DIese Pappeln wachsen auf einer mit Trichlorethen verseuchten Fläche - und tragen zu deren Dekontamination bei. (Foto: Michael Blaylock/ Edenspace Systems Corporation)

Trichlorethen wurde früher häufig für die Entfettung von Bauteilen in der Industrie und als Lösungsmittel verwendet. Heute wird es vor allem bei der Asphalt-und Bitumenproduktion und in der chemischen Industrie eingesetzt. Es ist jedoch hochgiftig und kann unter anderem zu Hirnschäden führen. Zudem ist es seit 2014 als krebserregend eingestuft. Doch wegen seiner breiten Verwendung gehört Trichlorethen laut US-Umweltbehörde EPA zu den Umweltgiften, die besonders häufig zu kontaminierten Böden und Grundwasser geführt haben.

Mikrobielle Helfer für die Bäume

Gängige Methoden zur Dekontamination von mit Trichlorethen verseuchten Standorten sind sehr aufwändig und teuer. Deshalb haben US-Forscher nun nach einer Methode gesucht, um das Umweltgift auf biologischem Wege aus Wasser und Boden zu entfernen. Einen Anstoß dafür gab die Beobachtung, dass Pappeln häufig auf kontaminierten Böden wachsen – wenn auch eher kümmerlich. Dennoch können sie durch ihr Wachstum die Belastung messbar verringern.

Die Idee der Forscher: Möglicherweise gibt es ja eine Möglichkeit, die Pappeln bei dieser natürlichen Dekontamination zu unterstützen. Durch Untersuchungen der Pappeln und ihrer Wurzeln entdeckten die Wissenschaftler, dass die Bäume auf den Giftböden besser gedeihen, wenn bestimmte Mikroben anwesend sind. Diese bauen offenbar das Trichlorethen ab.

Um die leistungsfähigsten Helfermikroben zu finden, sammelten die Wissenschaftler Bakterienproben aus Pappelholz verschiedener Standorte und kultivierten die Mikroben in mit Trichlorethen versetzten Nährlösungen. Dabei gab es einen klaren Gewinner: Eine Enterobacter-Art eliminierte nahezu alles Trichlorethen aus der Nährlösung.

Erster großer Feldversuch erfolgreich

Aber würde sich diese Mikrobe auch im Außeneinsatz zusammen mit den Pappeln bewähren? In einem ersten großen Feldversuch haben die Wissenschaftler dies nun getestet. Dafür pflanzten sie Pappeln mit und ohne Zugabe dieses Helferbakteriums auf eine Fläche im Silicon Valley, deren Boden und Grundwasser mit Trichlorethen verseucht ist. Über drei Jahre hinweg beobachteten die Forscher das Wachstum der Pappeln und maßen regelmäßig den Trichlorethengehalt von Boden und Wasser.

Das Ergebnis: Schon nach einem Jahr war zu erkennen, dass die mit der Helfermikrobe versetzen Bäume besser gediehen als die unbehandelten Pappeln. Dank der "Probiotik"-Gabe wuchsen die Bäume trotz Gift nahezu ungehindert heran. Nach drei Jahren zeigten sich auch klare Effekte an Boden und Wasser: Die Trichlorethen-Gehalte waren deutlich abgesunken, gleichzeitig waren an den Baumwurzeln vermehrt Chloride nachweisbar – ein ungiftiges Abbauprodukt des Trichlorethens.

"Eine echte Win-Win-Situation"

"Diese Ergebnisse sind ein echter Türöffner", sagt John Freeman von Intrinsyx Technologies, einem der an dem Versuch beteiligten Remediations-Unternehmen. Jetzt können wir damit beginnen, diese Methode zur Dekontamination einzusetzen." Nach Ansicht der Forscher könnte diese Dekontamination mit Baumhilfe gerade dort sinnvoll sein, wo bisher das Geld und die Möglichkeiten für gängige Methoden fehlten.

"Es ist eine echte Win-Win-Situation, weil es grün ist, nachhaltig, öffentlich akzeptiert und noch dazu von den Bäumen selbst betrieben wird", sagt Freeman. Eine ganze Reihe von Organisationen und Unternehmen soll bereits Interesse angemeldet haben.

Quelle: University of Washington, Fachartikel: Environmental Science & Technology, doi: 10.1021/acs.est.7b01504

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Nadja Podbregar
Datum: 15.08.2017
Kategorie: Umwelt
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