Wie aus Fäkalien blühende Landschaften werden

Leipzig. Ihre Kultur ist längst verschwunden. Ihre Methode, fruchtbare Schwarzerdeböden herzustellen, wird nach Tausenden von Jahren wieder entdeckt: Fäkalien, Holzkohle und Küchenabfälle sind die Zutaten, mit denen indigene Völker aus dem Amazonasgebiet ihre Terra Preta (schwarze Erde) entwickelten. Eine Technik, die sich die Wissenschaft hierzulande jetzt zu Eigen macht: Die Universität Leipzig untersucht in einem Forschungsprojekt, wie sie aus fäkalen Abfällen von Tierkliniken die nährstoffreichen schwarzen Böden gewinnen kann. „Wir machen uns ein altbewährtes Verfahren zu Nutze, um mit Keimen, Antibiotika und Holspänen versetztes Material umweltschonend zu entsorgen und in ein ertragreiches Produkt zu wandeln“, erklärt Prof. Dr. Monika Krüger vom Institut für Bakteriologie und Mykologie. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert mit knapp 45.000 Euro.

Klärschlamm enthält wichtige Nährstoffe - im Projekt werden sie zurückgewonnen

„Das Konzept soll auch auf andere Entsorgungssysteme übertragen werden, um etwa Klärschlamm besser verwerten zu können“, sagt DBU-Generalsekretär Dr.-Ing. E. h. Fritz Brickwedde. 200 bis 300 Liter Klärschlamm fallen laut Bildungs- und Demonstrationszentrum für dezentrale Abwasserbehandlung (BDZ) im Jahr durchschnittlich pro Einwohner in deutschen Kleinkläranlagen an. Das Material ist durch Rückstände von Medikamenten und möglichen Infektionserregern belastet. Klärschlamm als Dünger zu nutzen, unterliegt strengen Vorschriften und ist nicht unumstritten. Der darin enthaltene Kohlenstoff und die Nährstoffe müssen deshalb oft energie- und kostenintensiv beseitigt werden.

Regionale Stoffkreisläufe schließen

Für das Institut für Bakteriologie und Mykologie der Universität Leipzig gehen damit wichtige Wertstoffe verloren. Es will am Beispiel der fäkalen Abfälle aus den Kliniken der veterinärmedizinischen Fakultät untersuchen, wie Fäkalschlämme aus dezentralen Kleinkläranlagen umweltschonend von ihren Schadstoffen befreit und gleichzeitig produktiv genutzt werden können. „Dadurch lassen sich regionale Stoffkreiskreisläufe wieder besser schließen“, betont Krüger.

Terra Preta durch hohen Gehalt an Kohlenstoff sehr fruchtbar

Das Ziel: die Herstellung von Terra Preta – dem Boden, der schon vor Jahrtausenden von Jahren das sonst weniger ertragreiche Amazonasgebiet fruchtbar machte. Aufgrund ihres hohen Gehalts an organischem Kohlenstoff ist die Terra Preta sehr fruchtbar, kann große Menge an Wasser speichern und regeneriert sich zudem sehr schnell. Pflanzen gedeihen auf ihr besonders gut. „Die Landwirtschaft erzielt so höhere Erträge und bessere Einkommen. Unfruchtbares Land kann wieder fruchtbar gemacht werden. Bei schrumpfenden Anbauflächen und wachsender Weltbevölkerung ist das für die Nahrungsmittelproduktion der Zukunft weltweit von Bedeutung“, so Krüger. „Das Projekt steigert so die Ressourceneffizienz und stärkt sowohl Klimaschutz als auch Ernährungssicherung“, betont DBU-Generalsekretär Dr.-Ing. E. h. Fritz Brickwedde.

Die schwarze Erde im Test: Im Mai wird auf Versuchsgut Mais gelegt

Das Institut für Bakteriologie und Mykologie verfolgt einen mehrstufigen Umwandlungsprozess: „Zunächst lagern wir die Fäkalienabfälle der Tierklinik zusammen mit Holzkohle und Grünabfällen ohne die Zufuhr von Sauerstoff in geschlossenen Behältnissen für drei Wochen ein“, erklärt Krüger. „Während dieses Gärprozesses entstehen Säuren und andere antimikrobielle Substanzen.“ Gesundheitsgefährdende Stoffe ließen sich so auf ein unwirksames Maß verringern und Infektionsketten unterbrechen. Danach würden Bodenlebewesen helfen, das Material in fruchtbare Erde umzuwandeln. Das gereifte Substrat wird auf den Versuchsflächen des Lehr- und Versuchsgut der Veterinärmedizinischen Fakultät getestet. „Im Mai wollen wir beginnen, dort Mais zu legen. Im Herbst wollen wir ernten und die Versuchsergebnisse auswerten“, freut sich die Professorin.

Ergebnisse auf Verwertung menschlicher Fäkalien übertragen - Demonstrationszentrum geplant

Nach Abschluss des Forschungsprojekts sollt geprüft werden, wie auch aus menschlichen Exkrementen sowie in der Landwirtschaft anfallendem Dung Nährstoffe zurück gewonnen werden können. Das BDZ aus Leipzig hat bereits Interesse bekundet. Es plant, nach erfolgreichem Verlauf des Vorhabens ein Zentrum zur Anwendung der Terra Preta-Technologie einzurichten. „Abfälle und Abwässer sind wichtige Wertstoffe, die wir mit dem Verfahren wieder in den Wirtschaftskreislauf integrieren können“, erklärt Wolf-Michael Hirschfeld, Vorstandsvorsitzender des BDZ. „Somit entsteht ein zukunftsfähiges, kosteneffizientes System, das einen Beitrag zur Flexibilisierung der Ver- und Entsorgungstechnik leistet.“ Für Brickwedde ließen sich die Ergebnisse auch über das Projekt hinaus auf belastete Böden und Standorte übertragen: „Mit Hilfe dieser umweltschonenden Art, gefährliche Verunreinigungen zu beseitigen, können etwa industrielle Konversionsflächen für den Naturschutz aufgewertet werden.“

Ansprechpartner für Fragen zum Projekt (AZ 27937): Prof. Dr. Monika Krüger, Institut für Bakteriologie und Mykologie der Veterinärmedizinischen Fakultät, Universität Leipzig, Telefon: 0341/9738180, Telefax: 0341/9738199

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