Beitrag von Rhizosphärenprozessen zur Phytoextraktion von Zink und Kadmium mit Salix caprea

Wien

2007

S. 16

Artikel aus einem BuchUnselbständiges Werk

200138436

Die Phytoextraktion von Schwermetallen basiert auf der Verwendung von schwermetallakkumulierenden Pflanzen (z.B. Salix caprea) zur Dekontamination belasteter Böden. Neben Aufnahme, Translokation und Akkumulation der Metalle spielen Rhizosphärenprozesse eine wichtige Rolle hinsichtlich der Effizienz der Dekontamination. Um den Einfluss der Pflanzenwurzeln auf die Parameter pH und labile Zn- und Cd-Konzentration im Boden zu erfassen, wurden ein Großgefäß- (GGV, Freiland) und ein Kleingefäßversuch (KGV, Glashaus) durchgeführt. Beim KGV wurde der vorher sterilisierte Boden mit verschiedenen Bakterien-Stämmen beimpft, um auch den Einfluss der Boden-Mikroflora zu erfassen. Nach der Pflanzenernte wurde beim KGV der Rhizosphärenboden durch Schütteln des an die Wurzeln anhaftenden Bodens erfasst und getrennt vom restlichen Boden analysiert. Beim GGV wurde der gesamte durchwurzelte Boden als Rhizosphäre behandelt und mit einer nicht bepflanzten Kontrolle verglichen. Die labile Zn- und Cd-Konzentration im Boden wurde durch Extraktion mit 1 M NH4NO3 bestimmt. Beim GGV, der über einen Zeitraum von 3 Jahren durchgeführt wurde, zeigte sich zwischen Rhizosphärenboden und unbeeinflussten Boden kein signifikanter Unterschied. Da aber erhebliche Mengen an Zn und Cd dem Boden durch Akkumulation in den Pflanzen entzogen wurden, ist dieser Effekt nur durch eine hohe Nachlieferungsrate aus fester gebundenen Bodenfraktionen erklärbar. Beim KGV, der nach einem Zeitraum von vier Monaten analysiert wurde, konnte in den meisten Varianten eine Abnahme des labilen Zn (3 - 17 %) und Cd (9 - 30 %) festgestellt werden. Dieser Unterschied zum GGV ist durch geringere Nachlieferungsraten vom Versuchsboden erklärbar. Weiters zeigte sich, dass einige Bakterien-Stämme zusätzlich Zn und Cd mobilisieren können, was sich in höheren Aufnahme-Raten in die Pflanze widerspiegelt. Sowohl beim GGV als auch beim KGV konnten keine signifikanten pH-Effekte nachgewiesen werden. Während in beiden Versuchen eine pflanzliche Mobilisierung von Zn und Cd nicht direkt nachgewiesen werden konnte, erwies sich die Nachlieferung von Zn und Cd aus fester gebundenen Bodenfraktionen als entscheidender Prozess in der Rhizosphäre von Salix caprea. Hohe Nachlieferungsraten führen dazu, dass die Effizienz der Phytoextraktion über einen längeren Zeitraum konstant bleibt und sich der Sanierungszeitraum verkürzt. Zusätzlich kann durch Beimpfung des Bodens mit Bakterienstämmen, die die Aufnahme in die Pflanze erhöhen, die Effizienz zusätzlich erhöht werden.