Agrartechnologie

Abstrakt

Phytoextraktion von Cadmium aus kontaminiertem Boden mithilfe mikrobieller Biopolymere

Kensuke Fukushi

Mit Schwermetallen kontaminierte Böden bleiben eine anspruchsvolle und wichtige Aufgabe für die Umwelttechnik. Phytosanierung (pflanzenbasierte Sanierung) ist zur Eindämmung großflächiger Bodenkontamination wirksam, dauert jedoch lange und ist nicht sehr effizient. Chemische Mittel können die Bioverfügbarkeit von Schwermetallen im Boden erhöhen und zu einer stärkeren Anreicherung in Pflanzen führen, bergen jedoch auch Risiken für Boden, Pflanzenwachstum und Grundwasser. In dieser Studie wurden mikrobielle Biopolymere, die hauptsächlich aus Proteinen und Polysacchariden bestehen, aus nicht induzierter, kupferinduzierter und cadmiuminduzierter Belebtschlammkultur gewonnen und als ASBP, ASBPCu bzw. ASBPCd bezeichnet. Der Einfluss mikrobieller Biopolymere auf die Phytoextraktion von Cadmium aus kontaminierten Böden wurde untersucht. Im Vergleich zu anderen Mitteln erwiesen sich mikrobielle Biopolymere bei der Verbesserung der Phytoextraktion von Cadmium aus Böden als wirksamer. In ASBP, ASBPCu und ASBPCd betrug der Cadmiumgehalt in Pflanzen 1,52, 1,63 bzw. 1,33 μg (1,9-, 2,0- bzw. 1,6-mal so viel wie die Kontrolle). Außerdem wurde festgestellt, dass in Gegenwart der mikrobiellen Biopolymere ASBP, ASBPCu und ASBPCd 10,9 %, 26,2 % bzw. 13,7 % des austauschbaren Cadmiumanteils aus der Pflanze bzw. Flüssigkeit extrahiert wurden, was höher ist als im Kontrolltest (4,3 %). Mikrobielle Biopolymere waren bei der Verbesserung der Cadmiumansammlung in Pflanzen wirksamer als andere chemische Mittel. Aufgrund ihrer harmlosen Natur, einfachen Herstellung und Möglichkeit zur Cadmiumbindung könnten mikrobielle Biopolymere als neues umweltfreundliches Extraktionsmittel zur Verbesserung der Phytoextraktion von Cadmium aus kontaminierten Böden Verwendung finden.