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Bodensanierung Birken als Bodenreiniger für Mikroplastik

Von Nadja Neumann*

Mithilfe von Bäumen könnten mit Mikroplastik belastete Böden saniert werden. Erstmals zeigen Forscher unter Leitung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), dass die Hänge-Birke während der Wachstumsphase Mikroplastik über die Wurzeln aufnimmt. Eine gute Nachricht, denn Böden sind um ein Vielfaches höher mit Mikroplastik verschmutzt als Meere und Ozeane.

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Mithilfe von Bäumen könnten mit Mikroplastik belastete Böden saniert werden. Erstmals zeigen Forschende unter Leitung des IGB, dass die Hänge-Birke während der Wachstumsphase Mikroplastik über die Wurzeln aufnimmt. Eine gute Nachricht, denn Böden sind um ein Vielfaches höher mit Mikroplastik verschmutzt als Meere und Ozeane.
Mithilfe von Bäumen könnten mit Mikroplastik belastete Böden saniert werden. Erstmals zeigen Forschende unter Leitung des IGB, dass die Hänge-Birke während der Wachstumsphase Mikroplastik über die Wurzeln aufnimmt. Eine gute Nachricht, denn Böden sind um ein Vielfaches höher mit Mikroplastik verschmutzt als Meere und Ozeane.
(Bild: Kat Austen)

Berlin – Bisher weiß man wenig darüber, wie Mikroplastik mit Landpflanzen höherer Ordnung interagiert. Jüngste Studien haben gezeigt, dass Mikroplastik in den Wurzeln landwirtschaftlich genutzter Pflanzen wie Weizen aufgenommen wird. Das Forschungsteam des IGB und vom Geoforschungszentrum Potsdam (GFZ) hat in einem interdisziplinären Vorreiterprojekt des Berliner Kunststudios Studio Austen nun erstmals gezeigt, dass auch längerlebige Gehölze wie Bäume Mikroplastik in ihr Gewebe aufnehmen und speichern.

Birken werden schon zur Bodensanierung genutzt

Mithilfe von Bäumen könnten mit Mikroplastik belastete Böden saniert werden. Erstmals zeigen Forschende unter Leitung des IGB, dass die Hänge-Birke während der Wachstumsphase Mikroplastik über die Wurzeln aufnimmt. Eine gute Nachricht, denn Böden sind um ein Vielfaches höher mit Mikroplastik verschmutzt als Meere und Ozeane.
Mithilfe von Bäumen könnten mit Mikroplastik belastete Böden saniert werden. Erstmals zeigen Forschende unter Leitung des IGB, dass die Hänge-Birke während der Wachstumsphase Mikroplastik über die Wurzeln aufnimmt. Eine gute Nachricht, denn Böden sind um ein Vielfaches höher mit Mikroplastik verschmutzt als Meere und Ozeane.
(Bild: Kat Austen)

Die Hänge-Birke (Betula pendula Roth.) wird bereits zur Sanierung kontaminierter Böden eingesetzt, weil sie industrielle Schadstoffe und Schwermetalle in ihrem Gewebe speichern kann. Mikroben, welche die Bäume besiedeln, können dann die polyaromatischen Kohlenwasserstoffe und Schwermetalle abbauen. Da diese Baumart zudem flach unterhalb der Bodenoberfläche wurzelt, wo die Mikroplastikverschmutzung nachweislich am höchsten ist, wählte das Team die Hänge-Birke für ihre Studie aus.

5 bis 17 Prozent der untersuchten Wurzelabschnitte nahmen Mikroplastik auf

Die Forscher markierten Mikroplastikkügelchen (5-50 μm) mit fluoreszierendem Farbstoff und gaben sie in die Erde von eingetopften Bäumen. Nach fünf Monaten untersuchten sie Wurzelproben mithilfe von Fluoreszenz- und konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie. Sie fanden fluoreszierendes Mikroplastik in verschiedenen Abschnitten und Schichten des Wurzelwerks. Der prozentuale Anteil der Wurzelabschnitte mit Mikroplastikpartikeln betrug bei den Versuchsbäumen 5 bis 17 Prozent.

Unter dem Konfokalmikroskop werden in Hellgrün die fluoreszenzmarkierten Mikroplastikpartikel sichtbar, welche die Birke während der Wachstumsphase aufgenommen hat.
Unter dem Konfokalmikroskop werden in Hellgrün die fluoreszenzmarkierten Mikroplastikpartikel sichtbar, welche die Birke während der Wachstumsphase aufgenommen hat.
(Bild: Kat Austen)

„Die Aufnahmerate von Mikroplastik und die Auswirkungen auf die kurz- und langfristige Gesundheit der Bäume müssen noch untersucht werden. Aber 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 und möglicherweise im Wasser“, sagt Kat Austen, die Hauptautorin der Studie, die das Studio Austen leitet und am IGB Projektkoordinatorin für das bürgerwissenschaftliche Projekt Action ist.

Verschmutzung von Böden durch Mikroplastik größer als in Meeren

Weltweit werden jährlich mehr als 400 Millionen Tonnen Plastik produziert. Schätzungsweise ein Drittel allen Plastikmülls findet dabei seinen Weg in Böden oder Binnengewässer. Ein Großteil dieser Plastikteile zerfällt in Partikel kleiner als fünf Millimeter, also in Mikroplastik, und weiter in Nanopartikel mit einer Größe von weniger als 0,1 Mikrometer. Die Verschmutzung durch Mikroplastik an Land ist dabei viel größer als in den Meeren – sie wird je nach Umgebung auf das vier- bis 23-fache geschätzt.

Ein wichtiger Faktor zur Verbreitung von Mikroplastik ist beispielsweise Abwasser. 80 bis 90 Prozent der darin enthaltenen Partikel, etwa von synthetischen Kleidungsfasern, verbleiben im Klärschlamm. Dieser wird in Deutschland zum Großteil verbrannt. Weltweit gesehen wird er zum Teil aber auch als Dünger auf Felder ausgebracht, wodurch jährlich viele Hunderttausend Tonnen Mikroplastik auf und in den Böden landen (Quelle: Plastikatlas 2020). Daher sind die Mikroplastikkonzentrationen auf Feldboden auch besonders hoch – genauso wie an Straßenrändern, denn der Reifenabrieb ist eine weitere bedeutende Quelle für Mikroplastik.

Originalpublikation: Kat Austen, Joana MacLean, Daniel Balanzategui, Franz Hölker: Microplastic inclusion in birch tree roots, Science of The Total Environment, Volume 808, 2022, 152085, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152085.

* N. Neumann, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), 12587 Berlin

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