Neue Forschungsergebnisse zeigen: Olivenbäume bekämpfen die Luftverschmutzung

Oliven gehören zu den Baumarten, die am besten zur Luftreinigung beitragen können. Dies geht aus den Ergebnissen von VegPM hervor, einem von der Universität Florenz koordinierten Forschungsprojekt. Ziel dieses Projekts war es, die am besten geeigneten einheimischen Pflanzen zur Bekämpfung der durch Feinstaub (PM) verursachten Luftverschmutzung zu ermitteln.

Das 2020 gestartete und von der Stiftung Cassa di Risparmio di Lucca mit 180.000 Euro geförderte VegPM-Projekt sammelte Daten aus vier italienischen Gemeinden in der Toskana, die von hohen Feinstaubwerten betroffen sind: Lucca, Porcari, Capannori und Altopascio. Neben Olivenbäumen stellte das Forschungsteam fest, dass auch Lorbeer (Laurus nobilis), Liguster (Ligustrum), Oleander (Nerium oleander), Magnolie (Magnolia grandiflora) und Kirschlorbeer (Prunus laurocerasus) die Luftqualität verbessern können.

Feinstaub ist eine Mischung aus festen und flüssigen Partikeln – organischen und anorganischen. Diese Partikel sind in der Luft verteilt und stellen eine große Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. Der Straßenverkehr ist die Hauptquelle für Feinstaub, aber auch Heizungsanlagen, Abfallwirtschaft und Landwirtschaft können zu einem übermäßigen Feinstaubaufkommen führen.

Partikel werden üblicherweise nach ihrem Durchmesser in drei Kategorien eingeteilt: „grob“ (PM10), „fein“ (PM2,5) und „ultrafein“ (PM0,2). Die Größe der Partikel bestimmt, wie sie die Atemwege beeinträchtigen und in den Blutkreislauf gelangen.

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Insbesondere eine längere Exposition gegenüber PM10 kann schwerwiegende Auswirkungen haben, wie z. B. Herz-Kreislauf- und Atemwegsbeschwerden, chronische Allergien und sogar vorzeitige Sterblichkeit bei Kindern. Epidemiologische Studien haben zudem gezeigt, dass die Nähe zu stark befahrenen Straßen mit chronischen Atemwegserkrankungen bei Kindern und älteren Menschen in Verbindung steht. In einer städtischen Umgebung können diese schädlichen Auswirkungen durch gefährliche Schwermetalle verstärkt werden, die durch die Exposition gegenüber Ölen, Reifen, Kraftstoffen, Metallic-Lacken und Abfällen entstehen.

Daher ist die Entwicklung praktischer Maßnahmen zur Schadensminderung eine der größten Herausforderungen für Kommunalverwaltungen. Viele Gemeinden haben sich mit der Gestaltung wirksamer „Stadtwälder“ befasst. Diese erfordern die Anpflanzung geeigneter Pflanzenarten entlang von Straßen oder in der Nähe stark verschmutzter Gebiete. Damit diese neue Strategie funktioniert, sollten die ausgewählten Pflanzen auf Wasserstress reagieren und den CO2-Gehalt senken.

Das VegPM-Projekt macht das gesamte Gebiet um Lucca, Porcari, Capannori und Altopascio – etwa 100 km² – zum innovativen Teststandort für ein städtisches Grünmodell. Laut der von Arpat veröffentlichten jährlichen regionalen Luftqualitätskarte weisen Lucca, Porcari, Capannori und Altopascio die höchsten Konzentrationen an PM10, Stickstoffdioxid und Ozon in der gesamten Toskana auf.

„Einige Pflanzenarten können als natürliche Filter für Feinstaub fungieren, indem sie Partikel auf ihren Blattoberflächen auffangen und zurückhalten: Unser Ziel war es, die vielversprechendsten unter den einheimischen Arten unserer klimatischen Nische zu identifizieren, zu testen und auszuwählen, um sie zu idealen Kandidaten für lokale Maßnahmen zur deutlichen Reduzierung der Luftverschmutzung zu machen“, sagt Projektkoordinator Federico Martinelli, außerordentlicher Professor für Genetik am Fachbereich Biologie der Universität Florenz.

„In einem ersten Schritt haben wir ein umfassendes Screening der verfügbaren Arten durchgeführt, die in der Lage sind, mehr Feinstaub, Schwermetalle und Ozon zu adsorbieren bzw. einzufangen: Wir haben pathophysiologische Studien mit molekularen Analysen und Genotypisierungstechniken kombiniert, die durch die Sequenzierungsgeräte des Fachbereichs Biologie der Universität Florenz zur Verfügung gestellt wurden, um die molekularen Mechanismen zu verstehen, die der Modulation positiver Eigenschaften zugrunde liegen. Anschließend starteten wir 2021 in Zusammenarbeit mit dem Nationalen Forschungsrat Italiens den experimentellen Teil des Projekts, indem wir ein Netzwerk aus sechzehn Messstationen in der gesamten Region aufbauten, die in der Lage sind, die wichtigsten Luftschadstoffe zu überwachen und sowohl quantitative als auch qualitative Daten zu erfassen. Durch die Verknüpfung der von den Messstationen aufgezeichneten Werte mit dem in den Blättern jeder analysierten Art angesammelten Feinstaub konnten wir die Arten mit den höchsten PM-Ablagerungswerten in eine Rangliste einordnen.“

Die Forscher entnahmen von jedem Baum separate Blattproben. Die Ablagerungswerte jeder PM-Fraktion wurden mit den im Laufe des Jahres gemessenen durchschnittlichen Feinstaubkonzentrationen verglichen und analysiert. Mithilfe dieses Verfahrens konnten die Forscher jede Art nach ihrer Fähigkeit zur Anreicherung von feinen und ultrafeinen Partikeln einstufen. Sie stellten fest, dass insbesondere Olivenbäume eine hohe Anreicherungskapazität aufweisen.

„Diese Eigenschaft, zusammen mit ihrer Fähigkeit, Belastungen wie Trockenheit und Salzgehalt zu tolerieren, macht sie zu einem der vielversprechendsten Kandidaten. Im städtischen Kontext ist ihre Präsenz sogar noch wichtiger, da sie auf natürliche Weise Kohlendioxid absorbieren und Sauerstoff abgeben, was für das Leben jedes Menschen unerlässlich ist.“

Angesichts der experimentellen Ergebnisse des VegPM-Projekts hoffen die Forscher, dass weitere Untersuchungen durchgeführt werden, um die Fähigkeit bestimmter Bäume zu belegen, die schädlichen Auswirkungen des Lebens in einer städtischen Umgebung zu neutralisieren.

„Bislang haben sich unsere Studien ausschließlich auf bereits vorhandene Pflanzen konzentriert. Aber wie würde es bei neu gepflanzten Bäumen aussehen? Würde die PM-Konzentration noch stärker sinken? Ich hoffe, dass diese Frage eine Fortsetzung des Projekts anregen könnte“, fügt Martinelli hinzu.

• Website des Lucca Green Project
• Universität Florenz – Plant Stress Lab

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