1.2.5 Abbau von Schadstoffen – Bodenreinigung durch Pflanzen
Außer Bakterien und Pilze verfügen auch Pflanzen über Mechanismen, Schadstoffe
im Boden abzubauen. Beim Abbau greifen verschiedene Mechanismen seitens der
Pflanzen. Zunächst besteht die Möglichkeit der Aufnahme von Stoffen in die Pflanzen
mit nachfolgender Akkumulation oder Metabolisierung im Gewebe. Ernteprodukte
lassen sich verwerten oder deponieren. Reinigungstechniken, die auf solchen
Prozessen basieren, werden allgemein unter dem Begriff Phytoextraktion
zusammengefasst und finden vor allem bei Schwermetallen Anwendung. Gewichtig
sind zudem die Einflüsse der Pflanzen, die indirekt zum Abbau der Schadstoffe
beitragen. So kann über eine Veränderung des Bodenmilieus zugunsten von
Bakterien und Pilzen deren Aktivität und dadurch auch der Abbau schädlicher
Substanzen verbessert werden. Effiziente Schadstoffaufnahme beruht also im
Wesentlichen auf einer Assoziation oder Gemeinschaft von Pflanzen, Bakterien und
Pilzen im Wurzeleinzugsbereich (Rhizosphäre). Solche Verfahren, die sich auf den
Abbau von Kontaminanten im Wurzelraum konzentrieren, sind durch den Begriff
Rhizodegradation definiert. Durch Beeinflussung der Wasserbilanz und des
Gashaushaltes in der Rhizosphäre, durch Abgabe von Wurzelexsudaten und durch
Beeinflussung des Boden-pH-Wertes schaffen Pflanzen für Mikroorganismen
günstige Milieubedingungen. Bis zu 40% des photosynthetisch gebundenen
Kohlenstoffes kann von den Wurzeln in Form von organischen Säuren, Zucker und
Alkoholen wieder an die Umgebung abgegeben werden [YOSHITOMI und SHANN,
2001] und steht somit dem mikrobiellen Metabolismus zur Verfügung. Die besondere
Gemeinschaft der Rhizosphärenorganismen kann aufgrund vielfältiger enzymatischer
Reaktionen vorhandene Xenobiotika entgiften. Mit Wurzeln assoziierten Pilzen ist es
zudem möglich, den Boden weiträumig und feinmaschig mit ihren dünnen Pilzhyphen
für sich und für die Rhizosphärengemeinschaft zu erschließen. Im
Wurzeleinzugsraum mit einem Abstand < 1mm zur Wurzel beträgt die Anzahl der
geschätzten Organismen ca. 1,2 x 1011 Zellen je cm3, in 2 cm Entfernung lediglich
1,3 x 1010 [PAUL und CLARK, 1989]. Etwa 5-10% der Wurzeloberfläche sind von
Bakterien besiedelt. Außerdem sind die Pilzhyphen der Mykorrhiza mit einem
bakteriellen Biofilm überzogen [ROMANTSCHUK et al., 2000]. Weiterhin können
durch schnellwüchsige und starkwurzelnde Pflanzen die aktiven Mikroorganismen
verstärkt im Boden verteilt werden. Pflanzen tragen also auf vielfältige Weise zur
Reinigung kontaminierter Böden bei. Entsprechendes trifft auch auf die mit den
Wurzeln der Pflanzen in Symbiose lebenden Mykorrhizapilze zu.