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Gold schürfen,
Gift ernten?
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Umweltprobleme in Georgien

Nach der Unabhängigkeitserklärung Georgiens 1991 hat sich die Landwirtschaft des kaukasischen Landes aufgrund weitgreifender Landprivatisierungen und der Neuorganisation des Landmanagements massiv verändert. Allerdings fehlt bis heute eine übergreifende Landnutzungsplanung, die die geschützte Natur von Nutzflächen trennt. So kämpft das Land zunehmend mit Umweltproblemen wie Bodenverschmutzung, Erosion und Abnahme der biologischen Vielfalt.

Ein verseuchter Fluss

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Im Jahr 1999, während einer Forschungsreise durch Georgien zur Aktualisierung der Bodenkarte, stießen Peter Felix-Henningsen, Professor für Bodenkunde und Bodenerhaltung an der Justus-Liebig Universität Gießen, und Prof. Tengiz Urushadze von der Staatlichen Agrar-Universität Tiflis auf ein massives Umweltproblem:

Das fruchtbare Tal des Mashavera-Flusses etwa 80 Kilometer südlich von Tiflis wird landwirtschaftlich intensiv genutzt. Allerdings ist das Klima hier sehr trocken, die Nutzflächen, Hausgärten, Weinfelder und Obstgärten müssen bewässert werden. Dazu nutzt die Bevölkerung das reichlich vorhandene Flusswasser. Doch der Mashavera wird von Schwebstoffen eingetrübt, die von Abraumhalden eines Kupfer- und Gold-Tagebaus im angrenzenden Bergland abgespült werden. Die naheliegende Hypothese der Wissenschaftler: Die Böden werden durch die Bewässerung stark mit Schwermetallen des Abraummaterials belastet.

Ein interdisziplinäres Team aus deutschen und georgischen Wissenschaftlern der Bodenkunde, Pflanzenernährung und Mikrobiologie um Professor Felix-Henningsen befasst sich seitdem mit der Problematik. Die VolkswagenStiftung unterstützt das Projekt in der Initiative „Zwischen Europa und Orient – Mittelasien/Kaukasus im Fokus der Wissenschaft“.

Woher stammt das Gift?

Bereits die ersten systematischen Untersuchungen von Flusswasser und Böden bestätigten die Vermutung: Der Mashavera ist durch die Erosion von Abraumhalden und die Einleitungen aus einer Buntmetall-Mine am Mittellauf erheblich mit Schwermetallen belastet. Die jahrzehntelange Bewässerung mit diesem Wasser hat die fruchtbaren Böden der Region teilweise so stark mit Kupfer, Zink und Cadmium kontaminiert, dass die Grenzwerte der Schwermetallbelastung für die Nutzung der Böden weit überschritten werden. Auf diesen Flächen werden Gemüse, Wein und Früchte für die lokalen und überregionalen Märkte bis hin zur Hauptstadt Tiflis angebaut.

Wie gelangen die Schwermetalle in die Nahrung?

Die Wissenschaftler interessiert nun, unter welchen Bedingungen die Schwermetalle überhaupt in die Nahrungspflanzen gelangen? Hängt ihre Aufnahme von der Beschaffenheit des Bodens und vom Grad der Schwermetallbelastung ab? Um diese Fragen zu klären, will das Team um Felix-Henningsen den Schwermetallgehalt großflächig in unbewässerten und bewässerten Böden und in erntereifen Nahrungspflanzen des Mashavera-Tals ermitteln. Allerdings sind die bislang bekannten Methoden für die Analyse von frei im Boden vorliegenden, also für Pflanzen verfügbaren Schwermetallen nicht ausreichend. Die Forscher suchen nach Alternativen und wollen unter anderem den Einsatz der sogenannten Elektro-Ultra-Filtration testen.

Können die Böden saniert werden?

Eine Reinigung der belasteten Böden ist aufgrund der riesigen Flächen unmöglich. Die Wissenschaftler suchen also nach anderen Möglichkeiten, um den Eintrag der Schwermetalle in die Nahrungskette zu verringern oder gar zu verhindern. Durch eingemengtes Eisenoxidpulver (Rost) gelingt es in Laborversuchen, einen Teil der Schwermetalle in einer belasteten Bodenprobe aus dem Mashavera-Tal so zu fixieren, dass sie nicht mehr von Pflanzen aufgenommen werden. Jetzt untersucht das Team in Feld- und Gefäßversuchen, in welchem Maße eine solche Einmischung von Eisenoxiden in den Boden die Aufnahme von Schwermetallen in Nutzpflanzen reduziert. Dafür starten die Wissenschaftler im Untersuchungsgebiet einen Feldversuch mit Getreide und Gemüsearten auf unterschiedlich stark belasteten Böden. Die Effektivität und Praxistauglichkeit der Methode testen sie auch unter standardisierten Bedingungen im Gewächshaus mit dem Bodenmaterial der Versuchsfelder als Substrat. Diese Untersuchungen könnten einen ersten Schritt zur Entwicklung einer großflächigen Sanierungsstrategie für die Böden des Untersuchungsgebietes darstellen.

Welchen Einfluss haben Schwermetalle und Eisenoxid auf die Bodenbakterien?

Ein weiteres Augenmerk der Wissenschaftler gilt bodenbewohnenden Mikroorganismen wie beispielsweise Bakterien, die Ernterückstände abbauen. Sie sind für die Nährstoffkreisläufe in landwirtschaftlichen Nutzungssystemen von größter Bedeutung. Welchen Einfluss haben die Schwermetalle auf das mikrobielle Leben im Boden? Und wie reagieren bodenbewohnende Mikroorganismen auf eine mögliche Sanierung der belasteten Böden mit Eisenoxiden?
Mit mikrobiologischen Untersuchungsverfahren wollen die Forscher verschiedene Parameter der mikrobiellen Aktivität untersuchen und damit bisher kaum behandelte Fragen der Grundlagenforschung klären, so beispielsweise zur ökologischen Bedeutung von Schwermetallen in alkalischen, bewässerten Böden semiarider Klimagebiete.

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

Links

Justus-Liebig-Universität Gießen

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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