Wer in Deutschland Düngemittel ausbringt, muss sicherstellen, dass darin enthaltene synthetische Polymere innerhalb von zwei Jahren zu mindestens einem Fünftel biologisch abgebaut werden. Ob Klärschlamm immer diese Verordnung erfüllt, war bislang unklar. Er enthält oft sogenannte Polyacrylamid-Copolymere (PAMs), die als Flockmittel eingesetzt wurden und deren Abbaurate nur an der Erdoberfläche bekannt ist. „Es gibt verschiedene Studien, die den Abbau von PAMs durch UV-Bestrahlung untersucht haben. Diese Ergebnisse greifen im besonderen Fall des Düngens aber nicht, weil es um untergepflügtes Material im Boden geht, da kommt UV-Licht nicht hin«, erklärt Erik Wischerhoff vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP). 

Test unter realen Bedingungen

Forscher des IAP und des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie (IME) untersuchten daher in einer dreijährigen Studie das Verhalten von PAMs unter realen Bedingungen in der Natur. Dazu haben die Forscher PAMs hergestellt, radioaktiv markiert und kontrolliert im Freiland ausgebracht. Alle sechs Monate entnahm das Team Bodenproben und extrahierte mit einem speziellen Verfahren die im Erdreich fein verteilten Polymere. Dank der radioaktiven Markierung konnten die Forscher die PAMs identifizieren und anhand von eigens angefertigten Vergleichspolymeren analysieren, inwieweit diese bereits abgebaut waren.

Nach zwei Jahren mehr als 20 Prozent abgebaut

„Wir haben festgestellt, dass in unserer Studie die Polyacrylamid-Copolymere innerhalb von zwei Jahren zu mehr als 20 Prozent abgebaut wurden und damit den Vorgaben der Düngemittelverordnung gerecht werden“, fasst Wischerhoff die Resultate zusammen, die im Fachjournal „Environmental Sciences Europe“ veröffentlicht wurden. Die Forscher konnten zudem festhalten, dass der Abbau zunächst darin besteht, dass die lange Kohlenstoffkette der Polymere zerbricht. Zu klären, wie genau dieser Abbau erfolgt, war nicht Teil der Studie, könnte nun jedoch im Anschluss geschehen.

Landwirtschaftsministerium muss entscheiden

Ob die Ergebnisse dieser Studie als allgemeine Bewertungsgrundlage für die Düngung mit PAMs enthaltenden Klärschlämmen herangezogen werden kann, muss jetzt das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft entscheiden. Das neue Verfahren könnte aber auch genutzt werden, um den Abbau von Polymeren oder Mikroplastik in der Umwelt zu untersuchen.

bl