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Metall-Ernte durch Phytomining Diese Pflanzen sind echte Heavy-Metal-Fans

Ein paar Pflanzen versetzen Forscher derzeit geradezu in einen Goldrausch: Superpflanzen, die wie Bio-Staubsauger Schwermetalle aus verseuchten Böden ziehen. Sie entgiften die Böden und liefern zugleich wertvolle Rohstoffe, dank Phytomining.

Von: Heike Westram, nach einer Sendung von Till Krause und Klaus Uhrig

Stand: 01.03.2017

Anschnitt einer Pycnandra acuminata (endemischer Baum Neukaledoniens): Der Pflanzensaft des Baumes ist grünblau gefärbt, da er zu einem Viertel aus dem Schwermetall Nickel besteht. Die Pycnandra acuminata ist ein Hyperakkumulator: Die Pflanze kann giftige Schwermetalle aufnehmen. | Bild: Antony van der Ent

Was hier aus dem Baumstamm sickert (Bild oben), lässt Forscher-Herzen höher schlagen: Dieser blau-grüne Pflanzensaft ist buchstäblich Gold wert - und zugleich so giftig, dass es ihn gar nicht geben dürfte. Denn dieser Baum hat es in sich: Schwermetall. Mehr, als man meinen möchte.

Pflanzen mit Hunger auf Schwermetall

Metall-Ernte mit Phytomining

Als Phytomining bezeichnet man die Gewinnung des Schwermetalls, das in den Pflanzen gespeichert ist: Verbrennt man die Pflanzen, bleibt das Metall in der Asche zurück und lässt sich beispielsweise chemisch daraus lösen.

Auch in so manch einem Mauerblümchen steckt ein echter Heavy-Metal-Fan. Wie im zarten Gebirgs-Hellerkraut (auch: Alpen-Hellerkraut), das sich auch auf Bergwiesen im Voralpenland findet (Bild einen Absatz tiefer). Die Natur treibt Blüten, die sogar Biologen zum Staunen bringen:

Vor über vierzig Jahren entdeckte der britische Biologe Alan Baker, dass das Gebirgs-Hellerkraut große Mengen an Nickel enthält - ein Schwermetall, das sehr giftig ist und von Menschen, Tieren und auch Pflanzen nur in geringen Mengen vertragen wird. Doch Gebirgs-Hellerkraut speichert große Mengen davon: Verbrennt man das Kraut, besteht die Asche zu zwanzig Prozent aus dem Schwermetall.

Von Nickel durchtränkt

Dschungel auf Grande Terre (Neukaledonien)

Seither haben Forscher weitere Pflanzen entdeckt, die sich sozusagen auf Altmetall-Entsorgung spezialisiert haben. Antony van der Ent ist im Dschungel pazifischer Inseln auf der Suche nach solchen Superpflanzen. Auf Grande Terre, der Hauptinsel Neukaledoniens östlich von Australien, erforscht der niederländische Biologe einen Baum, den es nur hier gibt, und der von einem ganz besonderen Saft durchdrungen ist: Ritzt man der Pycnandra acuminata in die Rinde, rinnt blaugrüner Saft hervor, der zu einem Viertel aus Nickel besteht. Die Pflanze hat buchstäblich Gift in den Adern - eigentlich müsste sie eingehen.

"Das ist die seltsamste biologische Flüssigkeit der Welt. Es ist schon bizarr, sich vorzustellen, dass so viel Metall im Saft eines lebenden, gesunden Baums steckt."

Antony van der Ent, Biologe an der Universität von Queensland, Australien

Hyperakkumulatoren: die Super-Sammler

Metalle im Pflanzenblatt

Die Pycnandra acuminata gehört wie das Alpen-Hellerkraut zu den Hyperakkumulatoren. Wörtlich übersetzt bedeutet das "Über-Speicher". Salopp ausgedrückt könnte man sagen, die Pflanzen sind Super-Sammler. Was sie an Schwermetall anreichern ist Hunderte Male mehr, als andere Pflanzen aushalten würden. Forscher haben inzwischen herausgefunden, dass das den Hyperakkumulatoren deshalb gelingt, weil sie die giftigen Metalle in besonderen Zellen einlagern, die weit vom lebenswichtigen Chlorophyll für die Photosynthese entfernt liegen.

Schwere Kost

Aber warum machen die Pflanzen das? Warum saugen sie sich mit den Giftstoffen regelrecht voll? Eine These der Forscher: Auch den Fressfeinden der Pflanzen schmeckt diese Vorliebe für Schwermetall gar nicht - sie meiden die Hyperakkumulatoren. Womit die Pflanzen bislang nicht gerechnet hatten: Der Mensch entwickelt gerade Appetit auf die Superpflanzen.

Bio-Staubsauger für von Schwermetall verseuchte Böden

Wenn die Schwermetall-Liebhaber die umweltbelastenden Schwermetalle aus dem Boden ziehen, reinigen sie auch vom Menschen verseuchte Böden wie ein Bio-Staubsauger. Das ist auch für Deutschland interessant: Professorin Ute Krämer vom Lehrstuhl für Pflanzenphysiologie der Ruhr-Universität Bochum untersucht die DNA der Hallerschen Schaumkresse (Arabidopsis Halleri). Denn die gedeiht auf einem der giftigsten Böden bei uns: einer ehemaligen Bleimine im Sauerland. Der Boden ist hier nicht nur von Nickel verseucht, sondern auch von Blei und dem gefährlichen Cadmium. Und genau das saugt die Pflanze aus dem belasteten Boden. Vielleicht können Schaumkresse und andere Superpflanzen einige Altlasten von Industriestandorten zukünftig bereinigen.

Entgiftung mit den Heavy-Metal-Pflanzen

Landschaft in Neukaledonien

In Neukaledonien, wo die weltweit größten Nickel-Vorkommen seit Jahrzehnten ausgebeutet werden und die Umwelt schwer in Mitleidenschaft gezogen ist, sollen Hyperakkumulatoren jetzt schon helfen, das Umfeld der Minen wieder zu renaturieren. Nicht als Begrünung, sondern als Entgiftung. In direkter Umgebung der Minen, manchmal auf schwer belasteten Abraumhalden selbst, entstehen Superpflanzen-Plantagen.

Geschäftsmodell Phytomining

Und diese Form der Entsorgung von Umweltgiften lässt sich am Ende den Minen-Betreibern selbst schmackhaft machen. Denn am Ende kann das Schwermetall regelrecht geerntet werden: Die Pflanzen werden geschnitten, getrocknet und zu Asche verbrannt. Und aus der lässt sich das ersehnte Metall mittels Säure herauslösen. Dass sich mit Phytomining (wörtlich übersetzt: "Pflanzen-Bergbau") Geld verdienen lässt, erkannte schon Alan Baker vor Jahrzehnten. Aber reich wurde er damit nicht.

Vom Unkraut zur Superpflanze

Metall-Ernte in Albanien

Bauern in Albanien profitieren jedoch schon vom Phytomining: Am Ufer des Ohridsees ist für den Agrarwirt kaum etwas zu holen, die Böden sind mit Schwermetallen belastet. Dafür wuchert hier das Mauer-Steinkraut (Alyssum murale) - für die Bauern bisher nur Unkraut: "Es ist ein Etwas, das für nichts zu gebrauchen war. Nicht mal die Tiere fressen dieses Kraut," meint einer der Bauern aus Pojske. Doch auch die Asche von verbranntem Mauer-Steinkraut besteht zu einem Fünftel aus Nickel. Und so macht man sich am Seeufer jetzt an die Metall-Ernte: Achtzig Dollar erhalten die Bauern für jede Tonne getrockneten Steinkrauts.

Denn der Agrarwissenschaftler Guillaume Echevarria von der französischen Universität Nancy gewinnt aus dem Mauer-Steinkraut Nickelsalze und Nickeloxide, wie sie für Lacke und Farben oder zum Oberflächenschutz in der Automobilindustrie verwendet werden.

Edelmetall-Ernte statt Unkrautjäten?

Seine Kollegin, die Chemie-Professorin Marie-Odile Simonnot von der Universität Nancy, träumt bereits von Edlerem: Theoretisch sei es möglich, dass auch ganz andere Metalle in Pflanzen angereichert werden. Edelmetalle wie Platin oder Palladium etwa, die für den Katalysatorbau und in der Medizintechnik gebraucht werden. Auch Gold sei möglich - aber sehr mühsam.

  • "Phytomining - Metallernte mit Superpflanzen": radioWissen, 25.05.2018, 9.05 Uhr, Bayern 2
  • "Superpflanzen - die grünen Giftschlucker": in Quarks & Co, am 08.04.2018, um 18.00 Uhr
  • "Superpflanzen - die grünen Giftschlucker": in Quarks & Co, am 06.04.2018, um 17.30 Uhr
  • "Phytomining": in IQ - Wissenschaft und Forschung, am 02.03.2018, um 18.05 Uhr
  • "Bäume, die Schwermetalle anreichern": in W wie Wissen, ARD-alpha, am 10.01.2018, um 19.30 Uhr und am 11.01.2018, um 16.00 Uhr

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Kommentare

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huggle, Donnerstag, 31.August, 12:02 Uhr

4. uralter Hut

Daß bestimmte Pflanzen selektiv bestimmte Schwermetalle anreichern ist seit Jahrzehnten bekannt. Spätestens seit Chernobyl weiß jeder, daß z.B. Maronenröhrlinge und einige Trüffelarten Cäsium sammeln. Andere Schwammerl sammeln andere Metalle - wenn ich mich an meine Botanikvorlesungen vor 30 Jahren recht erinnere, sind z.B. Reherl auf Kupfer spezialisiert.

Also: die Tatsache als solche ist schon lang bekannt. Neu ist jetzt lediglich, daß die Industrie, weil die Bodenschätze immer rarer werden und schwerer auszubeuten sind, jetzt die Pflanzen als Alternative ins Auge faßt.

kristina likavec, Montag, 14.August, 19:44 Uhr

3. phytomining ein beitrag vom bayerischen rundfunk

eine äußerst interessante sendung. das eröffnet ungeheure perspektiven. allerdings sollt das für diejetzigen minenbetreiber nicht heißen hemmungslos die umwelt zu verseuchen.

Dave, Donnerstag, 02.März, 16:28 Uhr

2. Spannend!

Manchmal kommt es mir so vor als wären wir mit unseren 4,5 Milliarden Jahren auf dem Buckel so unbedarft wie ein Neugeborenes.
Noch so viele Rätsel und Phänomene sind noch zu lösen und zu erkunden.

Klasse Report.

Harald, Donnerstag, 02.März, 12:34 Uhr

1. Phytomining als große Hoffnung?

Hoffentlich verführt das die Industrie nicht zu noch mehr Leichtsinn im Umgang mit der Umwelt.
Nach dem Motto: Ist uns doch wurscht, was mit unserem Abfall passiert, die Pflanzen werden sich schon darum kümmern."