Phytomining: Mit Superpflanzen Böden entgiften und Metalle ernten

Nickelgewinnung durch das Mauer-Steinkraut: Albanische Landwirte sichern sich mit dem einstigen Unkraut ein Einkommen.

Bergbau mit Pflanzen, statt mit Minen? Das klingt nach Zukunftsmusik, könnte aber mit zunehmender Verknappung der Erzreserven bald schon an Bedeutung gewinnen.

Autor Lena Strauß, 28.03.19

Der Schutz der Pflanzenvielfalt ist wichtig, denn häufig wissen wir noch gar nicht, welchen Nutzen uns einzelne Arten künftig bieten. So verhält es sich auch mit den sogenannten Hyperakkumulator-Pflanzen: Sie sind in der Lage, hohe Konzentrationen an Schwermetallen in ihren Blättern und Stängeln anzureichern, ohne daran zugrunde zu gehen. Als Superpflanzen eignen sie sich deshalb hervorragend, um kontaminierte Böden zu entgiften. Einige wenige solcher Arten kennen wir bereits – und doch steckt die Forschung dazu noch in den Kinderschuhen.

In Deutschland sind schätzungsweise 20 Prozent aller Böden so stark mit Schwermetallen belastet, dass sie für die Nahrungsmittelproduktion nicht infrage kommen. Das betrifft vor allem die Kontamination mit Cadmium, an der Düngerausbringung und Industrie Schuld sind. Typische Problemorte sind aber auch Bergbaugebiete. Hyperakkumulator-Pflanzen können hier einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz leisten, indem sie schwermetallverseuchte Böden sanieren und wieder nutzbar machen. Damit jedoch noch nicht genug: Im Anschluss können diese Pflanzen zur Gewinnung von Rohstoffen weiterverwendet werden, u.a. von Nickel, Kupfer, Zink, aber auch von seltenen Erden wie Palladium und Platin.

Die etwas andere Art der Landwirtschaft

Doch warum und wie speichern diese Pflanzen Schwermetalle? Anscheinend dient die Einlagerung dem Schutz vor Fressfeinden. Durch die Anhäufung der Gifte in besonderen Zellen innerhalb der Blätter – weit entfernt vom empfindlichen Chlorophyll – sind die Pflanzen überlebensfähig. Sie schaden lediglich anderen, die ihren Appetit nicht zügeln können. Da wäre zum Beispiel die unscheinbare Hallersche Schaumkresse, die auf verseuchten Böden im Sauerland wächst und zu der an der Uni Bochum geforscht wird. Auch anderswo auf der Welt wird überlegt, welche Pflanzen man auswählen, züchten und zum ultimativen „Bio-Staubsauger“ machen könnte. So ist ein erstaunlicher Baum namens Pcynandra acuminata in Neukaledonien beheimatet, wo es die größten Nickelreserven der Welt und viele verseuchte Abraumhalden gibt. Sein blaugrüner Pflanzensaft enthält rund 25 Prozent Nickel.

Um die Rohstoffe wieder aus den Pflanzen herauszuholen, die Metalle also zu „ernten“, müssen diese zunächst getrocknet und dann verbrannt werden. Im nächsten Schritt werden die Metalle auf chemischem Weg aus der Asche gezogen. An der Bergakademie Freiberg wurden auch Verfahren mittels Biogaserzeugung erprobt. Die Ernte von Hyperakkumulatoren lohnt sich vor allem dort, wo Metalle nicht konzentriert, sondern verstreut vorkommen, was auf manchen Böden von Natur aus der Fall ist. Die pflanzliche Nickelernte ist schon ab einer Konzentration von 0,1 Prozent wirtschaftlich, während bei Erzen unter konventionellen Abbaumethoden die zehnfache Konzentration benötigt wird. Nickelverbindungen kommen zum Beispiel in der Automobil- und Luftfahrtindustrie zur Behandlung von Oberflächen zum Einsatz. Aus Senfpflanzen kann man sogar Gold extrahieren, jedoch in so geringen Mengen, dass dies nicht rentabel ist.

Von der Vision zur Realität

Die Idee zur Metallernte hatte der britische Wissenschaftler Alan Baker bereits vor mehr als 40 Jahren. Zusammen mit dem Amerikaner Rufus Chaney prägte er den Begriff „Phytomining“. Die texanische Investmentfirma Viridian Environmental interessierte sich für die Idee, stoppte die Förderung der beiden Wissenschaftler aber abrupt ohne offiziellen Grund. Da sie sich bereits die Patente gesichert hatte, lag die Forschung zum Thema Phytomining jahrzehntelang brach. Seit Auslauf der Patente vor ein paar Jahren wird Grundlagenforschung vor allem in Deutschland und Frankreich betrieben.

In Albanien verdienen Landwirte bereits Geld mit Phytomining. Trotz anfänglicher Skepsis ließen sie sich auf das französisch-albanische Forschungsprojekt ein und werden mit 80 Dollar pro Tonne des getrockneten Mauer-Steinkrauts entlohnt. Mit „Bio-Staubsaugern“ können tatsächlich neue Einkommensquellen für in Armut lebende Menschen generiert werden – gerade da, wo sonst nichts wächst und auch keine Konkurrenz mit Nahrungspflanzen zu erwarten ist. Auch der Abholzung des Regenwalds für die Errichtung von Minen könnte so entgegengewirkt werden.

Freie Fahrt für Phytomining?

Doch wer erhält welche Nutzungsrechte? Auch im Bereich Phytomining gibt es sicherlich die Gefahr des Land Grabbing. Und würde diese an sich gute Lösung nicht vielleicht zu einem unbedachteren Umgang mit Schwermetallen beim traditionellen Bergbau führen? Grundsätzlich wäre die Metallernte aus Pflanzen hier sicherlich ein Nebenprodukt. Aber aufgrund ihrer Lukrativität ist sie immerhin ein Mittel, um Bergbaufirmen dazu zu animieren, mehr für den Umweltschutz zu tun. Im Gegensatz zu den USA sind diese in Deutschland nicht dazu verpflichtet, das Bergbaugelände zu „säubern“. Im Übrigen kann eine mögliche Einführung nicht-einheimischer Hyperakkumulatoren nur mit Vorsicht genossen werden: Diese kann auch zu Irritationen innerhalb der lokalen Ökosysteme führen. Mit großer Wahrscheinlichkeit wird Phytomining jedoch bei steigenden Weltmarktpreisen und dem großen Bedarf für Metalle, vor allem in der Hightech-Branche, immer näher in den Fokus der Rohstoffgewinnung rücken.

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