Bei der Sanierung von Altlasten steigt die Nachfrage nach wirtschaftlicheren und ökologisch nachhaltigeren Adsorptionsmitteln, die als Ersatz für fossile Aktivkohle dienen können1Ludovica Silvani, Sigurbjörg Hjartardottir, Lucie Bielská, Lucia Škulcová, Gerard Cornelissen, Luca Nizzetto, Sarah E. Hale,Can polyethylene passive samplers predict polychlorinated biphenyls (PCBs) uptake by earthworms and turnips in a biochar amended soil?, Science of The Total Environment,Volume 662, 2019,Pages 873-880, ISSN 0048-9697,https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.01.202. Viele Studien zeigen bereits das Potenzial von Pflanzenkohle als leistungsfähiges Substitut auf2M. Sparrevik, T. Saloranta, G. Cornelissen, E. Eek, A.M. Fet, G.D. Breedveld, I. Linkov Use of life cycle assessments to evaluate the environmental footprint of contaminated sediment remediation Environ. Sci. Technol., 45 (10) (2011), pp. 4235-4241.
Vorteile von Pflanzenkohle bei Rekultivierung und Altlastensanierung
- Effektive Adsorption von Schwermetallen, organischen Schadstoffen wie Pestiziden, PAKs, oder Antibiotika3Prakash Srinivasan, Ajit K. Sarmah, Characterisation of agricultural waste-derived biochars and their sorption potential for sulfamethoxazole in pasture soil: A spectroscopic investigation, Science of The Total Environment, Volume 502, 2015, Pages 471-480, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.09.048. & Peng Yuan, Jianqiao Wang, Yijun Pan, Boxiong Shen, Chunfei Wu,Review of biochar for the management of contaminated soil: Preparation, application and prospect, Science of The Total Environment,Volume 659, 2019, Pages 473-490, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.400
- Regulierungsmöglichkeit von Böden hinsichtlich Struktur und physikalisch-chemischer Eigenschaften, wie pH-Wert, Kationenaustauschkapazität oder Wasserrückhaltevermögen4Peng Yuan, Jianqiao Wang, Yijun Pan, Boxiong Shen, Chunfei Wu,Review of biochar for the management of contaminated soil: Preparation, application and prospect, Science of The Total Environment,Volume 659, 2019, Pages 473-490, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.400.
- Milderung von Klimaproblemen aus Böden durch Veränderung der Bioverfügbarkeit von Elementen wie C, N und K5Peng Yuan, Jianqiao Wang, Yijun Pan, Boxiong Shen, Chunfei Wu,Review of biochar for the management of contaminated soil: Preparation, application and prospect, Science of The Total Environment,Volume 659, 2019, Pages 473-490, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.400.
- Kosteneffizienter und ökologischer Ersatz für fossile Aktivkohle6M. Sparrevik, T. Saloranta, G. Cornelissen, E. Eek, A.M. Fet, G.D. Breedveld, I. Linkov Use of life cycle assessments to evaluate the environmental footprint of contaminated sediment remediation Environ. Sci. Technol., 45 (10) (2011), pp. 4235-4241
Pflanzenkohle ist nachgewiesenermaßen für die Adsorption einer Vielzahl von organischen und anorganischen Verbindungen in Wasser und Boden einsetzbar7Prakash Srinivasan, Ajit K. Sarmah, Characterisation of agricultural waste-derived biochars and their sorption potential for sulfamethoxazole in pasture soil: A spectroscopic investigation, Science of The Total Environment, Volume 502, 2015, Pages 471-480, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.09.048.. Dies liegt an der hohen spezifischen Oberfläche, der wasserabweisenden Eigenschaft sowie der starken Aromatizität der Pflanzenkohle8Prakash Srinivasan, Ajit K. Sarmah, Characterisation of agricultural waste-derived biochars and their sorption potential for sulfamethoxazole in pasture soil: A spectroscopic investigation, Science of The Total Environment, Volume 502, 2015, Pages 471-480, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.09.048.. Viele Studien kommen überein, dass Pflanzenkohle ein kosteneffizienteres und ökologischeres Adsorptionsmittel als fossile Aktivkohle ist9M. Sparrevik, T. Saloranta, G. Cornelissen, E. Eek, A.M. Fet, G.D. Breedveld, I. Linkov Use of life cycle assessments to evaluate the environmental footprint of contaminated sediment remediation Environ. Sci. Technol., 45 (10) (2011), pp. 4235-4241.
Neben den dekontaminierenden Eigenschaften kann die Pflanzenkohle regenerativ auf den Lebensraum Boden wirken. So kann diese zur Anpassung der Lebensweise und Funktion von Bodenmikroorganismen genutzt werden und führt zur Steigerung des Pflanzenwachstums durch die Verfügbarmachung von Nährstoffen10Peng Yuan, Jianqiao Wang, Yijun Pan, Boxiong Shen, Chunfei Wu,Review of biochar for the management of contaminated soil: Preparation, application and prospect, Science of The Total Environment,Volume 659, 2019, Pages 473-490, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.400..
Grad der Entwicklung
Es hat sich in vielen Forschungsergebnissen gezeigt, dass Pflanzenkohle, die unter höheren Temperaturen entstanden ist, ein besseres Adsorptionspotenzial als Pflanzenkohle hat, welche unter niedrigen Temperaturen hergestellt wurde11Prakash Srinivasan, Ajit K. Sarmah, Characterisation of agricultural waste-derived biochars and their sorption potential for sulfamethoxazole in pasture soil: A spectroscopic investigation, Science of The Total Environment, Volume 502, 2015, Pages 471-480, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.09.048..
Generell gilt, dass das Ausgangsmaterial und die Aufbereitungsbedingungen wie Pyrolysetemperatur, Verweilzeit, Gasdurchsatz und Additive auf die Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten der Pflanzenkohle unterschiedlich starke Auswirkungen haben12Peng Yuan, Jianqiao Wang, Yijun Pan, Boxiong Shen, Chunfei Wu,Review of biochar for the management of contaminated soil: Preparation, application and prospect, Science of The Total Environment,Volume 659, 2019, Pages 473-490, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.400..
Anwendung
Die konkreten Anwendungsbereiche der Pflanzenkohle zur Rekultivierung und Altlastensanierung sind vielseitig.
Pflanzenkohle kann unter anderem bei der Sanierung von mit Pestiziden, Herbiziden und Fungiziden verunreinigten Böden insbesondere in trockenen Klimaten helfen13Bates, Albert and Draper, Kathleen (2021) Cool Down. Mit Pflanzenkohle die Klimakrise lösen?. S. 134, deutsche Erstausgabe, oekom Verlag München. Auch für mit organischen Schadstoffen belasteten Böden wird Pflanzenkohle als effizientes Absorptionsmittel empfohlen, da diese immobilisiert und die Leistung des biologischen Abbaus verbessert14García-Delgado et al., 2019. Für die biologische Reinigung von PCBs (Polychlorierte Biphenyle) aus kontaminierten Böden eignet sich Niedrigtemperatur-Pflanzenkohle mit einem hohem Nährstoffanteil15Soheil Valizadeh, Sang Soo Lee, Kitae Baek, Yong Jun Choi, Byong-Hun Jeon, Gwang Hoon Rhee, Kun-Yi Andrew Lin, Young-Kwon Park, Bioremediation strategies with biochar for polychlorinated biphenyls (PCBs)-contaminated soils: A review, Environmental Research, Volume 200, 2021, 111757, ISSN 0013-9351, https://doi.org/10.1016. Die adsorbierten PCBs werden leicht abgegeben und biologisch abgebaut. Ebenso ist Phytoremediation möglich.16Soheil Valizadeh, Sang Soo Lee, Kitae Baek, Yong Jun Choi, Byong-Hun Jeon, Gwang Hoon Rhee, Kun-Yi Andrew Lin, Young-Kwon Park, Bioremediation strategies with biochar for polychlorinated biphenyls (PCBs)-contaminated soils: A review, Environmental Research, Volume 200, 2021, 111757, ISSN 0013-9351, https://doi.org/10.1016
Mit der Methodik der Phytosanierung ist auch eine andere Anwendung von Pflanzenkohle möglich17Paz-Ferreiro, J., Lu, H., Fu, S., Méndez, A., and Gascó, G.: Use of phytoremediation and biochar to remediate heavy metal polluted soils: a review, Solid Earth, 5, 65–75, https://doi.org/10.5194/se-5-65-2014, 2014.: Erntegut, welches bei der Phytoremediation von Schwermetallen aus Böden entsteht, kann zu Pflanzenkohle pyrolysiert werden. Anschließend sorgt die Pflanzenkohle in Baustoffen für Kohlenstoffspeicherung und verbesserte Materialeigenschaften.
Außerdem kann Pflanzenkohle als Filter für die Entwässerung von Abwasser-Sedimentationsbecken dienen18Bates, Albert and Draper, Kathleen (2021) Cool Down. Mit Pflanzenkohle die Klimakrise lösen?. S. 134, deutsche Erstausgabe, oekom Verlag München. Um diese Art der Sanierung kostengünstig zu gestalten und Abfälle zu verwerten, empfiehlt sich die Verwendung von Pflanzenkohle aus Abfallhölzern, wie Paletten19Bates, Albert and Draper, Kathleen (2021) Cool Down. Mit Pflanzenkohle die Klimakrise lösen?. S. 134, deutsche Erstausgabe, oekom Verlag München. Dies ist nur möglich, wenn der sanierte Boden im Anschluss nicht für den Lebensmittelanbau genutzt werden soll.
Zulassung & Zertifizierung
Innerhalb des Zertifizierungssystems des European Biochar Consortiums (EBC) wird für Pflanzenkohle, die zur Rekultivierung oder Altlastensanierung verwendet wird, der Standard EBC-BasicMaterial oder EBC-ConsumerMaterial empfohlen.
