Mit Organismen den Boden entgiften und nutzbar machen

Mit fast einer Million Euro fördert das Bundesforschungsministerium (BMBF) ein Langzeitprojekt der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Dabei sollen biologische Methoden erforscht und getestet werden, um belastete Böden des ehemaligen Uranbergbaureviers Ronneburg zu sanieren und nutzbar zu machen.

Das Erbe des DDR-Uranbergbaus entgiften

"Selbst heute, 30 Jahre nach ihrer Auflösung, liegt die DDR bei der geförderten Gesamtmenge von Uran noch immer weltweit an dritter Stelle. So wurden in der Region Ostthüringen/Westsachsen mehr als 210.000 Tonnen des radioaktiven Elements gewonnen", sagt die Mikrobiologin Prof. Dr. Erika Kothe von der Universität Jena. Sie leitet das jetzt gestartete Projekt gemeinsam mit dem Geowissenschaftler Prof. Dr. Thorsten Schäfer.

In der Folge des früheren Uranabbaus soll eine Nachnutzung der Flächen im ehemaligen Bergbaurevier erprobt werden. Allerdings sind die Böden auch heute noch mit Schwermetallen belastet. An der Luft entstehen dabei Säuren, die die giftigen Metalle lösen und so das Grundwasser gefährden können. Vier Testfelder werden im ehemaligen Uranbergbaurevier der heutigen Wismut GmbH bei Ronneburg untersucht. Bereits seit vier Jahren erforschen Gruppen aus den Bio- und Geowissenschaften der Universität dort sanfte und bioverträgliche Methoden für eine langfristige Nutzung der Flächen - insbesondere die Möglichkeiten, dort Biomasse zu produzieren.

Das nun vom Bund geförderte Nachfolgeprojekt "Umsetzung von Schwermetall-Landfarming zur nachhaltigen Landschaftsgestaltung und Gewinnung erneuerbarer Energien auf radionuklidbelasteten Flächen: Optimierungsstrategien", abgekürzt "USER2", knüpft an die Erfolge der ersten Förderphase an: Auf einem Testfeld setzten die Forschungsteams Bäume ein, die trotz der Belastung wuchsen und als Energielieferant dienen.

Um die Gifte aus dem Boden zu entfernen, nutzen die Teams eine Unterpflanzung, die mit bestimmten Pilzarten zusammenlebt. Die sogenannten Mykorrhizapilze, unter denen auch Steinpilze, Fliegenpilze und Maronen sind, liefern Wasser und Nährsalze an die Bäume. Diese versorgen die Pilze im Gegenzug mit Produkten aus der Photosynthese. "Unser Ziel ist es, die besten Kombinationen von Pilzen und Bäumen zu finden", sagt Erika Kothe. "Die Schwermetalle sollen dabei in den Pilzen bleiben. Oder - noch besser - bereits durch Bodenbakterien zu Biomineralen umgewandelt werden."

Biologisch sanieren und nutzbar machen

Um die Metalle aus dem Boden zu entfernen, setzen die Teams krautige Pflanzen ein, wie Rotschwingel oder Forstroggen. "Die krautigen Pflanzen nehmen die Gifte aus dem Boden auf. Sie können dann geerntet, verbrannt und deponiert werden", erklärt Kothe weiter. "Auf diese Weise wird der Boden langfristig und ohne technischen Großaufwand saniert. Und die gepflanzten Bäume sind als Energielieferant nutzbar; sie produzieren Lignocellulose, die chemisch in Biokraftstoff umgewandelt werden kann." Darüber hinaus schützt die krautige Unterpflanzung den Boden vor Erosion. Und auch diese Pflanzen können von Bodenbakterien und -pilzen profitieren, wenn geeignete Mikroben gefunden werden.

In den drei Jahren, die das neue Projekt dauert, wollen die interdisziplinären Teams auf dem Testfeld die verschiedenen Probebepflanzungen fortführen, die Geländeerosion eindämmen und Bilanz ziehen. Dabei wird auch untersucht, wie die Schwermetalle als Nanopartikel im Wasser transportiert werden.

Fest zum Projekt gehört die jährliche intensive Vermessung und Analyse der Pflanzen, Pilze und Bodenbakterien durch Studierende. Diese einwöchige Begehung im fünften Semester ist Bestandteil des Bachelorstudiengangs Biogeowissenschaften der Friedrich-Schiller-Universität.

Quelle: Universität Jena