Verbundprojekt: Verminderung des durch chemischer Rückstände entstehenden Risikos für Böden und Kulturpflanzen - Auswirkungen des zur Bewässerung verwendeten Abwassers (RESIDUE); Teilvorhaben: "Verbleib und Risikoanalyse für relevante organische Schadstoffe"
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In einer Kooperation mit Partnern aus Israel, Spanien, Italien und Deutschland wurde in RESIDUE ein Substrat aus Abfallstoffen entwickelt, welches zur Bodenverbesserung in der Landwirtschaft in Gebieten mit Wassermangel verwendet werden kann. Neben einer Düngung bewirkt die Zusammensetzung des Substrats auch eine Verbesserung der Rückhaltefunktionen des Bodens und verringert die Aufnahme von organischen Schadstoffen, die in solchen Gebieten oft mit dem Beregnungswasser auf die Pflanzen appliziert werden. Aufgrund des Wassermangels erfolgt die Beregnung oft mit ungeklärten oder wenig geklärten Abwässern. Die Einführung von Triggerwerten zur Wasserqualität führt nicht zum Ziel, da die Landwirtschaft keine Wahl hat, auf anderes Wasser auszuweichen, sollten Grenzwerte überschritten sein. Daher war es das Ziel des Projekts, ein Substrat zu entwickeln, das die Bodenfunktionen – hier Rückhalt und Abbaukapazität – stärkt und damit zu einer verbesserten Produktqualität führen kann. Zentraler Punkt war dabei, dass die Rohstoffe Abfälle sind, die ohnehin nicht anders zu verwerten sind. Ein Nebenaspekt ist die Verbesserung der „Carbon Sequestration“ in Böden durch die Verwendung von Biokohle für das Substrat. Das Fraunhofer IME hatte in dem Vorhaben die Rolle der Koordination. Zudem wurden Gewächhausexperimente mit 14C-radioaktiv markierten Referenzsubstanzen durchgeführt, um die Pflanzenaufnahme der Substanzen in eine ausgewählte Kulturpflanze (Lucerne) abhängig vom aufgebrachten Substrat zu untersuchen. Als Substrat wurde Klärschlamm vom Israelischen Partner zu Biokohle verarbeitet und diese Biokohle einem Klärschlammkompost während der Kompostierung zugegeben. Die Biokohle zeigte dabei einen Einfluss auf den Rotteprozess, der mit technischen Maßnahmen reduziert werden konnte. Das Rotteprodukt dagegen wurde als Verbesserung gegenüber einer Rotte ohne Biokohle beschrieben. Als Referenzsubstanzen wurden Carbamazepin und Lamotrigin auf der Grundlage einer Auswertung der vorhandenen Literatur ausgewählt. Beide wurden als 14C-Testsubstanzen für das Projekt eingesetzt. Der Spanische Partner CSIC untersuchte die Bioverfügbarkeit der Referenzsubstanzen in Gegenwart des entwickelten Substrats. Die Arbeiten des CSIC wurden zusammen mit dem IME in einem wissenschaftlichen Journal als open access Manuskript veröffentlicht: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168460 In Gewächhausversuchen mit Boden aus Israel und Substraten mit verschiedenen Anteilen Biokohle wurde die Aufnahme der Referenzsubstanzen, die mit dem Beregnungswasser eingetragen wurden, in Pflanzen untersucht. Es konnte ein deutlicher Effekt der Biokohle auf die Pflanzenaufnahme der untersuchten Schadstoffe im Vergleich mit einer Kompostzugabe ohne Biokohle beobachtet werden. Bei den verschiedenen Anteilen an Biokohle gab es dann praktisch keine Unterschiede mehr.