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Videoblog:


Gold schürfen,
Gift ernten?
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In Georgien entdecken Professor Dr. Peter Felix-Henningsen von der Universität Gießen und seine Kollegen Gift im einheimischen Gemüse. Es stammt aus dem Abraum des Gold- und Kupferbergbaus. Aber wie gelangen die Schwermetalle in die Nahrung? Und finden die Wissenschaftler einen Weg, die Schadstoffbelastung zu reduzieren?

Alle Episoden zu diesem Projekt


13.04.2011

Interview mit Peter Felix-Henningsen

Der Bodenkundler Peter Felix-Henningsen möchte mit sciencemovies über die hohe Schwermetallbelastung von Böden, Flüssen und Pflanzen im Mashavera-Tal in Georgien aufklären. Er setzt sich dafür ein, dass die Verantwortlichen in Georgien in Zukunft eine weitere Ausbreitung der Giftstoffe verhindern.
01.i
28.02.2011

Intro

In Georgien entdecken Bodenkundler Gift im einheimischen Gemüse. Wie gelangen die Schadstoffe aus dem Goldbergbau in die Nahrung?
01.0
08.03.2011

Goldene Gefahr

Georgien war einst der Gemüsegarten der Sowjetunion. Heute fürchten Bodenkundler, dass die Pflanzen mit Schwermetallen belastet sind: Vergiften Gold- und Kupferminen bereits seit Jahrzehnten die Ackerböden im Kaukasus?
01.1
24.03.2011

Tiefe Spuren, kahle Hänge

Die Wirtschaft Georgiens braucht den Tagebau, zu wertvoll sind die Bodenschätze. Natur- und Umweltfragen wurden deshalb bislang beiseite gewischt.
01.2
14.04.2011

Braune Brühe

Die Flüsse und Bäche im Mashavera-Tal sind extrem sauer – Wasserproben belegen, dass der Tagebau seine giftigen Rückstände in die Umwelt spült. Sind auch Georgiens Nachbarländer bedroht?
01.3
12.05.2011

Hilflose Bauern

Die Bewohner das Mashavera-Tals nutzen das giftige Wasser – sie haben keine Alternative. Muss die Landwirtschaft im fruchtbaren Tal verboten werden?
01.4
14.06.2011

Alarmierender Befund

Enthalten die Bodenproben tatsächlich Gift? Im Labor in Tiflis fehlt es an der nötigen Technik für detaillierte Untersuchungen. Erst in Gießen offenbaren die Proben ihre gefährliche Fracht.
01.5
11.07.2011

Giftmagnet aus Gießen

Auch die Analyse der Pflanzenproben bringt ernüchternde Ergebnisse: Sie sind teilweise stark mit Cadmium belastet. Doch Felix-Henningsen hat eine Idee. Kann er die vergifteten Böden retten?
01.6
01.08.2011

Winzige Indikatoren

Die Böden im Mashavera-Tal gehörten einst zu den besten der Welt – heute sind sie bedroht. Haben auch die Mikroorganismen in der Humusschicht bereits Schaden genommen?
01.7
09.09.2011

Eisen gegen Gold

Das Forscherteam aus Gießen hat einen wirksamen Schutz gegen die Giftstoffe gefunden. Besteht er den Praxistest?
01.8
10.10.2011

Später Zorn – offener Brief

Die Fakten sind erdrückend, es ist Zeit zu handeln: Nur wenn das georgisch-deutsche Forscherteam Mitstreiter in Politik und Wissenschaft findet, kann es auf ein Umdenken hoffen.
01.9
11.11.2011

Fruchtbare Kooperation

Mit ihren Eisenpulver-Versuchen gehen die Forscher im Mashavera-Tal ungewöhnliche Wege – und könnten so der Agrar- und Umweltwissenschaft vollkommen neue Ergebnisse liefern.
01.10
Fragen an die Frager
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Die aktuellsten Fragen

Stefan Miehling aus Ober-Mörlen
Gibt es die Möglichkeit, den Schwermetalgehalt im Boden mit speziellen Pflanzen (Sachalinknöterich o.ä.) zu reduziern, die in der Lage sind, in einer Wachstumsperiode größere Mengen an Schwermetallen aufzunehmen? Wenn man solche Pflanzen in Fruchtfolgen einbindet und die Biomasse entsorgt, bekäme man die Schwermetalle konzentriert und den Gehalt im Boden verringert. Bei intensiv genutzten Böden wäre eine solche Brache auch über mehrere Jahre denkbar, vorrausgesetzt, man könnte den Schwermetalleintrag stoppen.
Da konventionelle Sanierungsmethoden für großflächige Gebiete mit leichten bis mittleren Schwermetall(SM)-Belastungen zu teuer und zu aufwendig sind, wird nach alternativen Methoden gesucht. Die Phytoremediation (Sanierung verunreinigter Böden mit Hilfe von Pflanzen) ist eine solche Methode. Ihre Vorteile sind u.a. die geringeren Kosten, ein breites SM-Anwendungsspektrum, der Feuchtigkeitsentzug aus dem Boden und die Vorteile einer „grünen“ Technologie. Die wichtigsten Nachteile sind der hohe Zeitaufwand, die weitgehende Beschränkung auf den Wurzelraum und die begrenzte SM-Aufnahme der Pflanzen.
Zur Sanierung von SM-Belastungen in Böden stehen drei Phytoremediationstechniken zur Verfügung:
Bei der Phytoextraktion werden die SM aus der Bodenlösung in die Pflanze aufgenommen und in möglichst hohem Maße in die oberirdischen Pflanzenteile verlagert. Der Entzug von der Fläche erfolgt dann durch die Ernte. Anwendbar ist die Phytoextraktion für Cd, Cr, Cu, Co, Hg, Mn, Mo, Pb, Zn und Ni.
Auch bei der Phytovolatilisation erfolgt eine Aufnahme in die Pflanze. Allerdings werden die SM nicht in Pflanzenteilen gespeichert, sondern an die Atmosphäre abgegeben. Ziel-SM sind hier Hg, Se und As.
Im Gegensatz zu den oben genannten Techniken ist bei der Phytostabilisation keine Verlagerung in oberirdische Pflanzenteile erwünscht. Die SM werden im Boden fixiert, um eine Auswaschung ins Grundwasser bzw. einen Austrag über Erosion zu vermeiden. Die Phytostabilisation kann zur Behandlung von Bodenbelastungen mit As, Cd, Cr, Cu, Pb, Zn und Hg eingesetzt werden.
Trotz der Vorteile, die sich durch die Phytoremediation ergeben können, ist eine kritische Analyse der jeweiligen Situation notwendig. Ein grundsätzliches Problem bei allen Phytoremediationstechniken stellt die Phytotoxizität von SM dar. Da selbst Hyperakkumulatoren (metalltolerante Pflanzen, die ein oder mehrere Metalle in ihrem Gewebe anreichern) nur eine gewisse SM-Konzentration im Pflanzengewebe tolerieren, ergibt sich eine relativ lange Sanierungsdauer. Bei dem Einsatz von Phytoremediation sollte diese jedoch 10 Jahre nicht überschreiten. In dieser Zeit sind die Flächen für die landwirtschaftliche Nutzung blockiert.
Hyperakkumulatoren sind oft nur an ein SM adaptiert. Da häufig gemischte Kontaminationen vorliegen, stellt dies u.U. ein Problem dar. Hinzu kommt, dass viele Hyperakkumulatoren Spezialisten und/oder native Pflanzen sind, die eventuell agrikulturtechnische Schwierigkeiten bereiten können. Viele dieser Pflanze weisen ein langsames und teilweise unregelmäßiges Wachstum und eine geringe Biomasse auf. Der SM-Austrag ist dementsprechend gering. Zusätzlich kommen agrikulturtechnische und logistische Anforderungen hinzu. Das Gelände muss für eine landwirtschaftliche Bearbeitung geeignet und die Entsorgung des kontaminierten Erntegutes muss gewährleistet sein. Eine generalisierte Aussage ist daher nur schwer möglich, eine detaillierte Analyse der spezifischen Situation ist immer erforderlich.
Für die Zukunft besteht noch erheblicher Forschungsbedarf auf diesem Gebiet, vor allem hinsichtlich der Hyperakkumulatoren. Weitere Feldversuche, Kostenvergleiche und ökonomische und technologische Studien müssen noch folgen. Effektivitäts- und Kostenabschätzungen und flächenspezifische Durchführbarkeitsanalysen müssen entwickelt werden. Nur so kann ein adäquater Vergleich mit klassischen Sanierungstechniken erfolgen.
Peter Felix-Henningsen, Gießen
Ina Ranson aus Versailles:
Gibt es Untersuchungen über gesundheitliche Folgen für die Bevölkerung?
Zwar gibt es im Mashavera-Tal zahlreiche Gerüchte über Gesundheitsschäden, allerdings wurde bisher keine medizinische Studie hierzu durchgeführt. Daher kann man nur vermuten, dass die über die Nutzpflanzen und das Brauchwasser (d.h. sowohl gelöste, als auch an Schwebfracht von erodiertem Abraum gebundene Metalle) aufgenommenen Schwermetalle die Gesundheit der Bevölkerung beeinträchtigen.
Peter Felix-Henningsen, Gießen
Wolfgang Hasenpusch aus Hanau:
Welche Gemüse nehmen keine Schwermetalle auf? Lässt sich die Schwermetall-Fracht mit dem Regen ins Grundwasser waschen?
Generell gilt, dass jede Pflanze einige Metalle, darunter auch Kupfer und Zink, in Spuren als Nährelemente benötigt und daher aufnimmt. Aber auch bei diesen führt eine Überversorgung zu einer Schädigung. Allerdings werden auch nicht-essentielle oder gar toxische Metalle, wie beispielsweise Cd, ebenfalls von allen Pflanzen aufgenommen. Dennoch gibt es erhebliche Unterschiede hinsichtlich der Schwermetallaufnahme zwischen unterschiedlichen Pflanzenarten. Ein sehr hohes Anreicherungsvermögen haben beispielsweise Salat, Spinat, Karotten oder auch Kresse, während beispielsweise Bohnen, Erbsen, Tomaten oder auch Paprika deutlich weniger Schwermetalle aufnehmen. Des Weiteren gilt, dass Metalle bevorzugt in den vegetativen Pflanzenteilen (Blätter und Stängel) eingelagert werden, während in generativen Pflanzenteilen (Früchte) deutlich weniger Metalle eingelagert werden.
Eine Verlagerung anthropogen eingetragener Schwermetalle vom Oberboden in das Grundwasser ist nur auf sehr flachgründigen oder sehr sandreichen Böden zu erwarten. Aufgrund der geringen Niederschläge im Mashavera-Tal (504 mm pro Jahr) und der relativ mächtigen und tonreichen Böden ist dies hier nicht zu erwarten. Diese Annahme konnten wir durch eine Beprobung der Böden in unterschiedlichen Tiefen absichern. Allerdings konnten georgische Kollegen nachweisen, dass es durch das Sickerwasser der Abraumhalde zu einem Eintrag von Schwermetallen in das Grundwasser des Mashavera-Tals kommt.
Peter Felix-Henningsen, Gießen

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Links

Justus-Liebig-Universität Gießen

*) Das Projekt

Georgien war einst der Gemüse-, Tee- und Obstgarten der Sowjetunion. Auch heute, 20 Jahre nach der Unabhängigkeitserklärung, ist das kaukasische Land auf seine Landwirtschaft angewiesen. Doch die Lebensgrundlage der Bevölkerung ist durch massive Umweltprobleme bedroht. Im Mashavera-Tal finden der Bodenkundler Peter Felix-Henningsen und seine georgischen Kollegen stark mit Schwermetallen belastete Böden. Die oft hochgiftigen Substanzen stammen aus Abraum aus dem Gold- und Kupfertagebau. Sie verunreinigen die Flüsse und gelangen über das zur Bewässerung der landwirtschaftlichen Nutzflächen eingesetzte Flusswasser in das angebaute Gemüse und in die menschliche Nahrung. Sind die Böden noch zu retten? Die Wissenschaftler machen sich an die Arbeit.

Peter Felix-Henningsen

Sein Interesse für Landwirtschaft und Bodenkunde wurde Professor Dr. Peter Felix-Henningsen buchstäblich in die Wiege gelegt. Er wuchs auf einem Bauernhof auf, wo sein Forscherdrang schon früh ideale Voraussetzungen fand. Heute befasst sich der Professor für Bodenkunde und Bodenerhaltung an der Justus-Liebig Universität Gießen vor allem mit der Erforschung von Strategien zum Bodenschutz in Entwicklungs- und Schwellenländern. Seine Untersuchung der verseuchten Böden des Mashavera-Tals in Georgien begleitet er für sciencemovies mit der Kamera.
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Der Bodenkundler Peter Felix-Henningsen aus Gießen analysiert in Georgien, wie Schadstoffe aus dem Goldbergbau in die Nahrung gelangen.

Die anderen Projekte:


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