Regeneration kontaminierter Böden messbar machen

Geologen der Universität Jena erhalten BMBF-Mittel zur Optimierung von Messverfahren

Die kostengünstige Entgiftung schwach kontaminierter Böden mit Hilfe von Pflanzen und Mikroorganismen ist das Fernziel, auf das Biologen und Geologen der Friedrich-Schiller-Universität Jena gemeinsam hinarbeiten. Die Wissenschaftler begleiten die Sanierung der Böden rund um die Uranbergbauhalden in Ostthüringen wissenschaftlich und untersuchen Bio-Geo-Interaktionen im ehemaligen Wismutgebiet. Um die vorhandenen schwach kontaminierten, heterogenen Flächen langfristig wieder nutzbar zu machen, soll ein bestimmter Teil der verstreuten Schwermetalle aus dem Boden gezogen werden. Diese Aufgabe sollen Pflanzen in Gemeinschaft mit speziellen Bodenmikroben übernehmen. „Doch der Vorgang muss kontrolliert werden“, sagt Prof. Dr. Georg Büchel von der Universität Jena. Aufgabe seines Teams ist es daher, ein entsprechendes Verfahren zu entwickeln, mit dem die Dekontamination des Bodens messbar wird. Für dieses Vorhaben hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) jetzt 508.000 Euro zur Verfügung gestellt.

Wie effizient die biologische Dekontamination ist, hängt entscheidend von den physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen ab, die den Transfer z. B. von Schwermetallen oder Radionukliden aus dem Boden in die Pflanze steuern. „Erkennen wir den Weg, den diese Stoffe etwa über das Bodenwasser und die Bakterien in Wurzeln und Spross der Pflanze bis in die Blätter nehmen, können wir auch Vorschläge unterbreiten, wie das System optimiert werden kann“, erklärt Prof. Büchel.

Grundlage für die Messungen ist die an seinem Lehrstuhl für Angewandte Geologie etablierte Messmethode der Laser-Ablations-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (LA-ICP-MS). „Damit lassen sich Wasser- oder Bodenproben schnell analysieren“, berichtet Dr. Dirk Merten, der das Projekt mit beantragt hat und nun betreut. Auch niedrigste Konzentrationen anorganischer Schadstoffe können so, laut dem Chemiker, identifiziert werden. Dazu werden die Stoffe bei Temperaturen von 6.000 Grad Kelvin in Ionen überführt und aufgrund ihrer verschiedenen Masse detektiert. Mehr als dreißig verschiedene Stoffe können in einer Probe gleichzeitig nachgewiesen werden.

Es ergeben sich spezifische Fraktionierungsmuster, diese sind mit Fingerabdrücken vergleichbar. „Uns interessieren besonders die Fraktionierungsmuster von den so genannten Seltenen Erden Elementen (SEE)“, erklärt Merten. Betrachtet man ihre sich verändernden Fingerabdrücke „lassen sich daraus Rückschlusse auf biologische aber auch physikalische und chemische Prozesse ziehen, die bei der selektiven Aufnahme von Radionukliden und Schwermetallen auftreten“, verdeutlicht Prof. Büchel. Da die Seltenen Erden Elemente als chemische Analoga für trivalente Aktinoide (Am hoch 3+, Cm hoch 3+, Cf hoch 3+) gelten, die in der Umwelt auftreten, liefert die SEE-Analyse zusätzlich einen wesentlichen Beitrag für die Strahlenschutzvorsorge. „Neben der Kontrolle der Dekontamination der begrünten Haldenflächen in Thüringen ist dies ein weiterer wichtiger Grund, das Messverfahren der SEE zu erproben und auf verschiedenen anderen Testfeldern mit schwach radioaktiven Geosubstraten anzuwenden“, weist der Jenaer Geologe auf die Relevanz des neuen Forschungsprojektes für den Rückbau kerntechnischer Anlagen im Allgemeinen hin.

Kontakt:

Prof. Dr. Georg Büchel / Dr. Dirk Merten
Institut für Geowissenschaften der Universität Jena
Burgweg 11, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948621
E-Mail: Georg.Buechel@uni-jena.de oder Dirk.Merten@uni-jena.de