Ökologische Auswirkungen des Bergbaus im Mashavera-Tal

Bergbau vs. Landwirtschaft
Das Mashavera-Tal liegt in der Region Bolnisi in Niederkartlien, ca. 40 km süd-westlich von Tiflis. In dem fruchtbaren Tal wird intensive Landwirtschaft betrieben. Die angebauten Kulturpflanzen, hauptsächlich Gemüse, werden regional vermarktet, gelangen teilweise aber auch bis zu den Wochenmärkten in Tiflis. Die Landwirtschaft des Mashavera-Tals ist durch die guten Böden ertragreich. Diese sind dunkel, tiefgründig humos und gehören zu den fruchtbarsten der Welt. Aufgrund der sommerlichen Trockenheit sind hohe Erträge nur möglich, wenn die Böden bewässert werden. Dafür wird hauptsächlich das Wasser des Mashavera Flusses verwendet, das über ein Kanalsystem zu den Äckern und Gärten beiderseits es Flusses geleitet wird.

Allerdings werden die Böden des Tals nun seit mehr als vier Jahrzehnten großflächig durch Schwermetalle kontaminiert. Verursacher der bestehenden Belastungssituation ist der nahe der Siedlung Kazreti gele­gene „Madneuli“ Tagebau. Es handelt sich um den größten Buntmetalltagebau Georgiens, in dem kupfer- und goldhaltige Er­ze abgebaut werden.

Auf Grund fehlender Abdeckung von Abraumhalden durch Pflanzenwuchs kommt es zur Erosion, also der Abschwemmung von noch schwermetallhaltigen Haldenmaterial in den Mashavera. Zusätzlich finden ein unkon­trol­lierter Eintrag von sauren Minenabwässern und die Einleitung von Abwässern der Flotationsanlage des Tagebaus in den Fluss statt. Daher werden im Mashavera unterhalb des Tagebaus deutliche niedrigere pH-Werte gemessen als oberhalb. Der Fluss wird also durch die Abwässer versauert. Gleichzeitig sind stark erhöhten Konzentrationen an Kupfer, Zink und dem giftigen Cadmium im Flusswasser nachweisbar.

Die unbepflanzte Abraumhaldes der Goldmine mit deutlichen Erosionsspuren

Was sind eigentlich  Schwermetalle…?

Definitionsgemäß sind es Metalle mit einer Dichte von 3,5-5 Gramm pro Kubikzentimeter. Dazu zählen zum einen die für den Stoffwechsel von Menschen, Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen essentiellen Spurenelemente (z.B. Eisen, Mangan und Zink), andererseits aber auch solche Metalle, die entweder keine physiologische Bedeutung besitzen oder sogar schon in geringen Konzentrationen toxisch wirken (z.B. Blei und Cadmium oder Quecksilber).

…wie gelangen sie in den Boden…?

Schwermetalle kommen als natürlicher Bestandteil der Minerale in Gesteinen und damit auch im Boden vor. Sie werden aber auch durch Erzbergbau und Metallverarbeitung, Abfälle, Düngemittel, Staub und Abgase im Oberboden lokal und regional angereichert.

…und wie kommen sie in die Nahrungsmittel?

Generell gilt, dass jede Pflanze essentielle Metalle, darunter auch Kupfer und Zink, in geringen Mengen als Spurenelemente benötigt und aufnimmt. Aber auch bei diesen Nährelementen führt eine Überversorgung zu einer Schädigung. Allerdings werden auch nicht-essentielle oder gar toxische Metalle, wie beispielsweise Cadmium, ebenfalls von allen Pflanzen aufgenommen. Dennoch gibt es erhebliche Unterschiede hinsichtlich der Schwermetallaufnahme zwischen unterschiedlichen Pflanzenarten. Des Weiteren gilt, dass Schwermetalle bevorzugt in den Blätter und Stängel eingelagert werden, während sie in Früchte in deutlich geringerem Maße eingelagert werden.

Wie schlimm ist es wirklich …für  den Boden?

Die Böden des Mashavera-Tals sind durch hohe Ton- und Humusgehalte und eine neutrale Bodenreaktion geprägt. Sie bieten damit ideale Voraussetzungen Schwermetalle in einer Form zu binden, in der sie von Pflanzen nur schwer aufgenommen werden können.

Die Schwermetallgehalte der Böden im Mashavera-Tal werden im Wesentlichen durch die Nutzungs­art bestimmt. Während unbewässerte oder mit unbelastetem Wasser bewässerte Böden in der Regel typische Hintergundwerte, d.h. Schwermetallgehalte die durch den natürlichen Mineralbestand des Bodens bedingt sind, aufweisen, kommt es auf den mit kontaminiertem Mashavera-Wasser bewässerten Flächen zu einer erheblichen Überschreitung der Hinter­grundwerte, in einigen Fällen sogar um das bis zu 30fache!.

Belastung der Oberböden mit den Schwermetallen Cadmium, Kupfer und Zink in Abhängigkeit von der Landnutzung

Auf Grund der hohen Bindungskapazität der Böden liegen trotz hoher Gesamtgehalte nur relativ geringe Anteile der Schwermetalle in pflanzenverfügbarer Form vor. Aber vor allem auf intensiv bewässerten Gemüse- und Weinanbau­standorten mit hohen Gesamtgehalten, werden auch diese Gehalte zu einer relevanten Größe, da sie von den angebauten Nutzpflanzen aufgenommen werden.

Vor dem Hintergrund georgischer und mitteleuropäischer gesetzlicher Grenzwerte zeigt sich, dass die Böden des Mashavera Tals bereits so stark kontaminiert sind, dass in vielen Fällen Nutzungseinschränkungen oder sogar Sanierungs­maßnahmen erforderlich sind. Hiervon sind mehr als die Hälfte der untersuchten Stand­orte mit Dauerkulturen (Wein- und Obstgärten) und rund ein Drittel der untersuchten Hausgärten betroffen.

Des Weiteren lässt sich in den belasteten Oberböden bereits eine verminderte Aktivität der für die Nährstoffkreisläufe im Boden wichtigen Mikroorganismen nachweisen.

…für die Nahrungskette?

Für die menschliche Gesundheit ist vor allem die Pflanzenaufnahme von Cadmium problematisch, während stark erhöhte Kupfer- und Zink-Konzentrationen in Kulturpflanzen eher ein Problem für die Erntequalität und den Ertrag darstellen. Pflanzenproben von Feldern und Gärten, die mit Mashavera-Wasser bewässert wurden, weisen deutlich höhere Schwermetallkonzentrationen auf.

Eine Verlagerung von Cadmium in die Nahrungskette durch stark Cadmium anreichernde Kulturpflanzen ist nachweisbar. Dagegen werden in mäßig bis schwach Cadmium anreichernden Kulturpflanzen, wie z.B.  Mais oder Tomaten, nur in Einzelfällen kritische Konzentrationen erreicht, die für den Menschen bedenklich sind. Eine, die menschliche Gesundheit gefährdende Anreicherung ist demnach insbesondere in solchen Nahrungspflanzen zu befürchten, die in starkem Maße Schwermetalle anreichern, wie Blattgemüse, Wurzelgemüse oder Kräuter und auf Standorten wachsen, die weiterhin mit kontaminiertem Wasser aus dem Mashavera bewässert werden. Wenn es um die konkrete Gesundheitsgefährdung der Menschen geht, ist allerdings die Menge der belasteten Nahrungsmittel entscheidend, die konsumiert wird.

Cadmiumkonzentrationen in Kulturpflanzen, die mit belastetem (Mashavera, unterhalb der Mine) und unbelastetem Wasser (Mashavera, oberhalb der Mine oder Grundwasser) bewässert wurden, in Relation zu den Grenzwerten der Europäischen Union

Was kann man tun?

Zu allererst muss der weitere Eintrag von Schwermetallen in die landwirtschaftlichen Nutzflächen des Mashavera-Tals unterbunden werden. Dazu ist die Sicherung der Abraumhalden des Tagebaus durch Abdeckung mit einer durchwurzelbaren Bodenschicht und Bepflanzung notwendig. Des Weiteren muss die lokale Bevölkerung über die Gefahren des Anbaus und Verzehrs von Pflanzen, die Cadmium anreichern, aufgeklärt werden. Bei sehr hohen Schwermetallkonzentrationen sind auch Nutzungsverbote notwendig. Als letzter, und mit Sicherheit aufwendigster Schritt, käme noch eine Sanierung der kontaminierten Böden in Frage, damit diese auch künftigen Generationen im vollen Umfang zur Nahrungsmittelproduktion zur Verfügung stehen. Beispielsweise könnte eine in-situ Immobilisierung von Schwermetallen durchgeführt werden, bei der die Schwermetalle im Boden verbleiben, aber ihre Mobilität und Bioverfügbarkeit durch Bodenzusätze eingeschränkt werden. Dieses geschieht durch die Zugabe von Bodenzusätzen, die ein hohes Bindungsvermögen für Schwermetalle aufweisen. Allerdings sind solche Maßnahmen noch mit erheblichen Kosten von mehreren zehntausend € pro Hektar verbunden.

Fazit

Die mit kontaminiertem Flusswasser bewässerten Böden und Kulturpflanzen des Mashavera-Tals sind im erheblichen Maße durch Schwermetalle belastet. Eine weitere Erhöhung der Schwermetallgehalte der Böden ist nicht mehr zu tolerieren und entsprechende Sicherungsmaßnahmen für den Tagebau sind unumgänglich. Die zuständigen Behörden müssen sich des Problems bewusst werden und geeignete Maßnahmen ergreifen, um sowohl die Bevölkerung des Mashavera-Tals, wie auch die Menschen zu schützen, die die im Mashavera Tal angebauten Lebensmittel auf den Wochenmärkten kaufen.

Wollen Sie mehr über das Projekt erfahren?

Die Untersuchungen der Schwermetallbelastung des Mashavera-Tals wurden in dem  Videoblog sciencemovies der VolksagenStiftung dokumentiert, die auch das Projekt finanziert hat: http://www.sciencemovies.de/de/01_gold_schuerfen_gift_ernten