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StartseiteForschung aktuellSpülmittel für verseuchte Böden18.02.2020

Sanierung von AckerflächenSpülmittel für verseuchte Böden

Wenn Äcker verseucht sind, dann meist mit langlebigen und giftigen Industriechemikalien. Da die kontaminierten Flächen oft zu groß sind, können sie nicht abgetragen werden. Mit einem neuen Ansatz könnten die Gifte bald einfach biologisch abbaubar aus den Böden herausgeschwemmt werden.

Von Arndt Reuning

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Eine Ackerfläche im Landkreis Rastatt (Baden-Württemberg) aus der ein Landwirt eine Bienenweide gemacht hat, da der Boden mit sogenannten per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC) belastet ist, aufgenommen am 19.09.2016. Rund 400 Hektar Ackerboden in Mittelbaden sind mit PFC-Chemikalien verseucht.  (picture alliance / dpa / Uli Deck)
PFC sind langlebige und giftige Industriechemikalien (picture alliance / dpa / Uli Deck)
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Eine Wiese in der Nähe des Örtchens Hügelsheim, rund zehn Kilometer südwestlich von Rastatt. Es regnet. Schwer hängen die Wolken am trüben Himmel. Anja Wilken stapft über den aufgeweichten Boden hin zu einem blauen Container. Sie entriegelt das Metalltor, schaltet das Licht ein und betritt den fensterlosen Kasten:

"Wir stehen in unserem Anlagencontainer, ein Zwanzig-Fuß-Schiffscontainer, wo wir unsere Anlagentechnik untergebracht haben und inklusive Schaltschrank und Steuerung eingebaut haben."

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Zwei große, schwarze Tonnen nehmen den größten Platz ein. Ein Geflecht von Rohrleitungen und Ventilen bedeckt einen Teil der Innenwand. Das Team um die Umweltingenieurin von der Kieler Sensatec GmbH hat sich ein ambitioniertes Ziel gesetzt:

"Wir möchten hier den kontaminierten Oberboden reinigen, der mit PFC belastet ist."

Belastete Fläche zu groß zum Abtragen

PFC, das sind poly- und perfluorierte Substanzen: langlebige und giftige Industriechemikalien, die nicht nur in Mittelbaden die Äcker verseuchen. Bei ähnlichen Fällen, die nur ein kleines Areal betreffen, wird oft der gesamte kontaminierte Erdboden abgetragen. Rund um Rastatt kommt das aber nicht in Frage. Denn dazu ist die belastete Fläche schlicht zu groß. Das Projekt BioKon, das Anja Wilken koordiniert, verfolgt daher einen anderen Ansatz: Die beteiligten Forscherinnen und Forscher wollen den Boden von seiner giftigen Fracht befreien, indem sie die Fluorverbindungen herausschwemmen - mit Hilfe eines biologischen Spülmittels, eines Biopolymers:

"Wir geben die Biopolymerlösung auf den Boden auf. Die versickern über Gravitation in den Boden, nehmen im Oberboden die PFC mit. Diese werden dann bis zum Grundwasser transportiert. Dann werden sie aus dem Grundwasser gepumpt und in unsere Anlage befördert."

Im Kleinen funktioniert das bereits: Vor dem Container steckt ein Metallrahmen in der Erde. Der wird bis zum oberen Rand mit der milchig trüben Polymerlösung gefüllt, die allmählich ins Erdreich sickert und dort die PFC mit sich nimmt. Ein Brunnen fördert das belastete Wasser, das anschließend in die schwarzen Tonnen im blauen Container gepumpt wird:

"Dann werden in diesen Behältern die Schadstoffe ausgeschäumt in einen Konzentratbehälter, wo der Schaum zerfällt. Und in den Behältern verbleibt gereinigtes Wasser, was wir zur Sicherheit nochmal über Aktivkohlefilter leiten, aber was dann von PFCs gereinigt ist."

Polymer biologisch abbaubar

Optimiert wurde das Biopolymer an der Technischen Universität Berlin in der Arbeitsgruppe von Michael Schwarze. Im Erdreich löst es die Fluorverbindungen von den Bodenpartikeln, umschließt die giftigen Substanzen und bettet sie in einer Art Molekülkäfig sicher ein. In dieser Form können die PFC aus dem Boden gewaschen werden. Das Polymer ist biologisch abbaubar, sodass keine Reste davon im Untergrund zurückbleiben. Hergestellt wird es aus Hefe und Pflanzenöl, also aus zwei Zutaten, die sich prinzipiell auch in der heimischen Küche zusammenmischen ließen:

"Es wäre schön, wenn es so einfach wäre. Tatsächlich ist es doch ein bisschen komplexer, die passende Mischung zu finden. Dafür haben wir sehr weitreichende Laboruntersuchungen durchgeführt, um die perfekten Komponenten zusammenzubauen. Man verändert das Verhältnis zwischen Hefen und Pflanzenölen und hat dann sehr verschiedene Eigenschaften. Es werden auch noch ein paar Zusatzstoffe dazugegeben, um die Eigenschaften noch zu verbessern. Aber leider ist es nicht ganz so trivial."

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Draußen vor dem Container, im Nieselregen, haben nun zwei Mitarbeiter schwarzer Arbeitsmontur damit begonnen, einen schweren Bohrer zusammenzusetzen. Damit entnehmen sie Bodenproben. Die sollen dabei helfen, die Reinigungswirkung des Verfahrens zu beurteilen. Rund achtzig Prozent der PFC lassen sich mit dem Biopolymer aus dem Boden auswaschen, haben Vorversuche ergeben im Labor der GEOlogik Wilbers & Oeder GmbH, wo Debora Reinke arbeitet. Die Hydrogeologin hofft, dass sich solche Werte auch unter realen Bedingungen erzielen lassen. Dass sich das Verfahren auch auf große Flächen übertragen lässt, davon ist sie fest überzeugt:

"Im großen Maßstab, wenn man später das als Sanierungsmethode für eine landwirtschaftliche Fläche verwenden würde, würde man auf landwirtschaftliche Bewässerungsanlagen zurückgreifen. Also, so wie der Landwirt auch häufig sein Feld mit Grundwasser bewässert, so könnte er dann Polymerlösung aufbringen mit den Geräten, die er vorrätig hat."

Was eine großflächige Sanierung mit dem Biopolymer kosten wird, lässt sich noch nicht sagen. Nach der Auswertung des Feldversuchs sollte aber eine erste Abschätzung möglich sein.

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