Wenn Bäume Beweise für Umweltverschmutzung liefern

äume nehmen winzige Metallpartikel aus der Luft und dem Boden auf und lagern sie im Gewebe ab. Das belegt ein Experiment der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL). Diese Erkenntnis eröffnet laut der WSL Möglichkeiten, Umweltverschmutzung nachzuweisen oder sie gar eines Tages zu beheben.

Quelle: Felix Mittermeier, Pixabay-Lizenz

Weil sich im Holz von Bäumen Nanopartikel von Schadstoffen ablagern, könnte man anhand dessen Umweltverschmutzungen nachweisen.

Bäume könnten Beweise für Umweltverschmutzungen liefern. Wie eine Studie der WSL zeigt, können Bäume Nanopartikel aus Luft und Wasser in ihrem Holz einlagern. Dabei kann es sich um winzigste Teilchen Schadstoffe handeln, etwa giftige Schwermetallen wie Aluminium oder Blei, oder industrielle Hilfsmittel, die zum Beispiel in modernen Pestiziden Wirkstoffe transportieren.

Bei Ackerpflanzen ist bereits bekannt, dass sie solche Partikel aus der Umwelt aufnehmen. Ob das auch bei Bäumen so ist, wollte WSL-Doktorandin Paula Ballikaya wissen. „Bisher war nicht klar, ob und wie Nanopartikel in die Blätter eindringen, wie es gasförmige Schadstoffe tun“, so die Wissenschaftlerin. Nun konnte sie in einem Gewächshaus-Experiment erstmals zeigen, dass intakte Nanopartikel durch die Blätter in andere Teile des Baumes gelangen können. - Die Ergebnisse der Studie sind im Journal „Tree Physiology“ veröffentlicht worden.

Nanopartikel aus Gold für das Experiment

Für ihr Experiment haben Ballikaya und ihre Kollegen im Labor Nanopartikel aus Gold auf junge Rotbuchen und Waldföhren gesprüht. Goldpartikel haben sie deshalb gewählt, weil diese den Bäumen nicht schaden und sich im Pflanzengewebe gut nachweisen lassen.

Nach zwanzig Tagen hatten sich die Partikel nicht nur in den Blättern, sondern auch im Stamm und in den Wurzeln abgelagert. Der Weg ins Blattgewebe führt wahrscheinlich durch die Spaltöffnungen (Stomata) auf der Blattoberfläche, die der Baum für den Austausch von Gasen mit der Luft benötigt. Von dort geraten sie auf noch unbekannte Weise in den ganzen Baum.

Wurden die Nanopartikel bei den Wurzeln verteilt, gelangten sie auch bis in den Stamm, jedoch wurden mehr Partikel im Stamm der Bäume mit behandelten Blättern gefunden. 

Mit Jahrringchemie  Luftverschmutzung überwachen

Das Experiment beweist, dass Bäume Nanopartikel, wie sie in ähnlicher Form in Luft- und Wasserverschmutzung vorkommen, in ihr Holz aufnehmen. Dort sind können sie auch Jahre später noch nachgewiesen werden. Diesen Umstand nutzt die Jahrringchemie. Mit ihr lässt sich Umweltverschmutzung auf das Jahr genau bestimmen. „Man kann beispielsweise feststellen, ob eine Industrieanlage zur Verschmutzung der Umgebung beigetragen hat, indem man die chemische Zusammensetzung der Jahrringe analysiert“, erklärt Ballikaya, deren primäres Forschungsgebiet Jahrringchemie ist.  Diese Anwendungsarten seien eine Motivation für das Nanopartikel-Experiment gewesen.

Frühere Arbeiten belegen, dass dies tatsächlich funktioniert, wie Ballikaya und ihren Kollegen in schreiben. So haben verschiedene Forschungsgruppen diverse Schadstoffe aus Autoabgasen, Metallraffinerien und Kohleverbrennung in Baumstämmen nachgewiesen. Sie schlagen deshalb vor, die Jahrringchemie auf Umweltbeobachtungsprogramme auszuweiten, die sich mit Belastung durch Nanopartikel befassen. „Baumringe könnten uns nicht nur Aufschluss über frühere Werte der Luftverschmutzung geben, sondern auch über vergangene Klimabedingungen oder Ereignisse wie Vulkanausbrüche“, sagt Paolo Cherubini, leitender Wissenschaftler an der WSL. „Zuerst müssen wir jedoch mehr darüber herausfinden, wie sich Nanopartikel in Bäumen bewegen."

Ballikaya ergänzt: „Schnell wachsende Bäume könnten Schwermetalle aus dem Boden oder der Luft in ihrem Holz einlagern, das dann fachgerecht entsorgt werden kann.“ . Bis es jedoch so weit ist, müsse sie noch mehr über die Wechselwirkungen zwischen Nanopartikeln und Bäumen herausfinden. (mgt/mai)