Anbau von Nickel-hyperakkumulierenden Pflanzen auf Ni-reichen Böden für die Gewinnung und Synthese von Ni-hältigen Produkten
Abstract
Phytomining bezeichnet die Kultivierung von Pflanzen mit der Fähigkeit, Spurenmetalle aus metall-reichen Böden oder Substraten zu akkumulieren. Die Metalle werden dabei in die oberirdische Biomasse (vorwiegend Blätter) transportiert und gespeichert und können somit leicht geerntet werden. Somit bietet sich die Möglichkeit, über diesen Akkumulations-Prozesss aus der geernteten Biomasse hochwertige Metallen wie beispielsweise Nickel rückzugewinnen. Die europäische Innovationspartnerschaft (EIP) klassifiziert Nickel als Rohstoff mit hoher wirtschaftlicher Bedeutung. Phytomining von Nickel bietet eine ökoeffiziente Alternative zu klassischen pyro- und hydrometallurgischen Prozessen, liefert gleichzeitig Energie für lokale Erfordernisse und verbessert die landwirtschaftliche Effizienz bzw. bietet völlig neue Anbaumöglichkeiten in Gebieten mit nickel-reichen, sog. Serptentin-Böden, die mehr als 10 000 km2 in Europa bedecken. Das LIFE-AGROMINE Projekt soll als Referenz- bzw. Demonstrationsprojekt dienen, auch potentielle Ökosystemdienstleistungen durch Phytomining auf Nickel-reichen Böden und Abfällen aufzuzeigen. Durch Anwendung des Lebenszyklus-Ansatzes und Einbindung von Kostenanalysen soll durch LIFE-AGROMINE die ökologische und sozioökonomische Nachhaltigkeit des Phytomining-Zyklus aufgezeigt werden. Funktionale Agrarökosysteme werden in einen Phytomining-Neztwerk implementiert und im Pilotmaßstab umgesetzt: 1) auf ultramafischen landwirtschaftlichen Flächen 2) in ultramafischen Steinbrüchen und 3) auf sog. Technosolen aus industriellen Abfällen. Im Rahmen von LIFE-AGROMINE werden verschiedene Ebenen abgedeckt: die existierenden Leistungen der einzigartigen Biodiversität dieser Gebiete werden erweitert durch agar-ökologische Systemleistungen, welche die Biomasseproduktion und Metallextraktion kombinieren. LIFE-AGROMINE bietet das Konzept einer umfassend integrierten, neuen Phytomining- Landwirtschaft, die auf tausenden Quadratkilometern in Europa angewendet werden kann. Demonstrationsversuche im Freiland wurden in Europa bisher nur in Albanien durchgeführt, wobei in diesen Versuchen nicht der komplette Phytomining-Zyklus durchlaufen wurde. In den 1990er Jahren wurden im kleinen Maßstab (1m2 Flächen) Feldversuche in Italien durchgeführt (Robinson et al. 1997). Phytomining wurde somit bis dato nicht auf Metallabbaustätten oder Industrieabfalllagerstätten durchgeführt. LIFE-AGROMINE wird im Pilot-Maßstab den kompletten Phytomining-Zyklus, also von der Kultivierung der Pflanzen bis zur Rückgewinnung von wertvollen nickelreichen Stoffen/Produkten und der Gewinnung von Bioenergie über die Verbrennung der Biomasse, aufzeigen. Die Durchführbarkeit von Phytomining wird durch das Projekt nicht nur auf natürlich mit Nickel-angereicherten Böden (niedrige landwirtschaftliche Produktivität) veranschaulicht, sondern ebenso wird die Umsetzung auf degradierten Landflächen und Industrieabfalllagerstätten demonstriert.
Schlagworte Phytomining Schwermetalle Phytoextraktion Serpentin-Böden Bodenfruchtbarkeit
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