Pflanzendetektiv: Missouri S&T Professor untersucht Pflanzen als „Bio-Sentinel“ der Innenraumverschmutzung.

Sehen Sie die gewöhnliche Hauspflanze, den Vorgartenstrauch, den Rhododendron um den Rücken herum, der bessere Tage gesehen hat, seit die Nachbarn ihr Haus auf den Markt gebracht haben.

Sie erhellen unseren Rasen, erhöhen unseren Immobilienwert, steigern sogar unsere geistige und körperliche Gesundheit, indem sie den Kohlendioxidspiegel senken.

Für Dr. Joel Burken sind solche Pflanzen weitaus wertvoller als reine Schaufensterdekorationen. The Curators‘ Distinguished Professor und Lehrstuhl für Bau-, Architektur- und Umweltingenieurwesen an der Universität Missouri S&T ist ein Experte für Phytoforensik, den Prozess der Nutzung von Pflanzen zur Untersuchung der menschlichen Exposition gegenüber Schadstoffen.

Pflanzen sind „ortsgebunden“. Sie wachsen an einem Ort und interagieren mit dem Boden, dem Grundwasser und der Umgebungsluft“, erklärt er. „Sie sind wirklich Meister des Massentransfers. Sie sammeln aus dieser Umgebung den gesamten Kohlenstoff, das gesamte Wasser, alle Nährstoffe, die sie benötigen. Aber auch Chemikalien in dieser Umgebung können sich in diesen pflanzlichen Geweben ansammeln.

„Wenn wir also diese Pflanzen probieren, probieren wir tatsächlich diese Umgebung. Und wenn wir die chemische Belastung durch Pflanzenpfade verstehen, können wir auch die chemische Belastung durch menschliche Pfade verstehen“, fügt Burken hinzu.

In einem kommenden Artikel in der Zeitschrift Science of the Total Environment nutzen die Doktoranden Majid Bagheri und Khalid Al-jabery in Zusammenarbeit mit Burken und Dr. Donald Wunsch, dem Mary K. Finley Missouri Distinguished Professor und Professor für Informatik an der W&T, maschinelle Lerntechniken und statistische Analysen, um besser zu verstehen, wie Grundwasserkontaminanten von Pflanzenwurzeln aufgenommen werden.

Diese Forschung baut auf einem dreijährigen Stipendium der National Science Foundation (NSF) auf, das Burken, Dr. V.A. Samaranayake, Curators‘ Teaching Professor für Mathematik und Statistik, und Dr. Glenn Morrison, Professor für Umwelttechnik, gewährt wurde, um zu untersuchen, wie sich von Pflanzen aufgenommene Schadstoffe durch den Boden bewegen und in ein Gebäude gelangen können.

„Durch das Verständnis der chemischen Wechselwirkungen haben wir wirklich das Potenzial, fast überall auf der Welt zu probieren – besonders an den Orten, an denen wir leben. Und durch die Probenahme dieser Pflanze – eines Biosentinels – können wir besser verstehen, wie wir Chemikalien ausgesetzt sind und wie wir das besser verhindern können“, sagt Burken.

Die Phytoforensik von S&T hat in den letzten Monaten für Aufsehen gesorgt, und die Sensormethoden werden in die Tat umgesetzt.

Neben dem kommenden Zeitschriftenartikel „Ein genauerer Blick auf die Aufnahme von Umweltkontaminanten durch Anlagen mit intelligenten Ansätzen“, der im Februar 2019 veröffentlicht wird und nun online verfügbar ist, wird NSF voraussichtlich in Kürze ein von S&T produziertes Video über die Arbeit veröffentlichen. Das Video soll die Forschung einem breiteren Publikum vermitteln und dazu beitragen, die wissenschaftlichen Durchbrüche von S&T in die Praxis umzusetzen und gleichzeitig die menschliche Gesundheit weiter zu schützen.

Im Juli präsentierte die Publikation und Website Science Journal for Kids ihre eigene Sichtweise auf das Thema, angeregt durch die S&T-Forschung und einen Artikel von Burken, Samaranayake und ehemaligen Doktoranden Dr. Jordan Wilson, heute Hydrologe des U.S. Geological Survey, und Dr. Matt Limmer, heute Postdoc der University of Delaware, der im Februar 2018 in der Zeitschrift PLOS One veröffentlicht wurde.

Der Artikel „Phytoforensik: Bäume als Bioindikatoren für eine mögliche Exposition in Innenräumen durch Dampfintrusion“, fasst die Analyse von 121 Bäumen in Nebraska zusammen, die durch das chemische Tetrachlorethen (PCE) kontaminiert sind, und vergleicht die Baumkernproben (eine schnellere, billigere und weniger aufdringliche Sammelmethode) mit den PCE-Werten im umgebenden Grundwasser, Boden und in der Nähe von Innenräumen.

Mehr Informationen:
Jordan L. Wilson et al. Phytoforensik: Bäume als Bioindikatoren für eine mögliche Exposition in Innenräumen durch Dampfeintrag, PLOS ONE (2018). DOI: 10.1371/journal.pone.0193247

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