Wie Moose Schadstoffe aus der Luft filtern

Wie Feinstaub entsteht und warum er so gefährlich ist, erklären wir in diesem Artikel.
Was die Forschung über Stickoxide weiß, erfährst du hier.

Es gibt verschiedene Bestrebungen, diese Schadstoffbelastung zu reduzieren – etwa durch Fahrverbote oder eine generelle Reduktion des Verkehrs in bestimmten Zonen. Forschende verfolgen aber noch weitere Ideen: Eine ist, in Innenstädten Filter auf Pflanzenbasis einzusetzen, die die Luft reinigen könnten. Da Moose Luftschadstoffe wie etwa den Feinstaub PM10 auf natürliche Weise an sich binden, will man sich genau diese Eigenschaft zunutze machen, um die Schadstoffbelastung der Luft zu reduzieren.

Mooswände im Praxistest

Der erste große kontrollierte Praxisversuch für die Filterleistung von Moosen war die Mooswand in Stuttgart. In dieser Pilotstudie wurde im März 2017 eine 100 Meter lange und mit 300 Quadratmetern Moos bestückte Mooswand an einer großen, stark befahrenen Straße mitten in Stuttgart errichtet. Sie stand für rund ein Jahr.

Das Projekt war eine groß angelegte Messkampagne, durch die die Forschenden herausfinden wollten, welchen Einfluss die Mooswand auf die Luftqualität hat. Im Fokus der Untersuchung standen bei der Mooswand in Stuttgart der Feinstaub PM10, also die etwas größeren Feinstaubpartikel, sowie die kleineren Feinstaub-Partikel PM2,5. "Stickstoffoxide wurden auch gemessen, aber über die Entwicklung der Luftbelastung konnte man kein aussagekräftiges Fazit ziehen”, sagt Sonja Thielen, Biologin und zuständige Mitarbeiterin für die Studie vom Staatlichen Museum für Naturkunde in Stuttgart.

Auf einer ähnlichen Idee wie die Stuttgarter Mooswand basieren die "City Trees", die mittlerweile in einigen europäischen und deutschen Städten zu finden sind, etwa in Berlin. Das sind Quader aus Holz, deren Seitenwände mit Moos bepflanzt sind. Als Bio-Tech-Filter sollen sie in Städten platziert werden und der Luft im Umkreis von einem Meter mehr als 50 Prozent des Feinstaubs entziehen – so das Versprechen der Firmengründer. Evidenz dafür gibt es aber noch nicht.

Auch die City Trees, die bereits in verschiedenen europäischen und deutschen Städten stehen und mit ihrem Moosfilter die Luftschadstoffbelastung senken sollen, sind unter Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen umstritten. Denn Studien, die die Wirkung belegen, fehlen bislang. In einem Pilotprojekt mit dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung und dem Institut für Luft- und Kältetechnik in Dresden soll die luftreinigende Wirkung der Anlagen nun überprüft werden. Ergebnisse stehen noch aus. 

Nichtsdestotrotz konnten die Stuttgarter Forscher:innen zeigen, dass sich in den Quadratmetern um die Mooswand herum die Feinstaubbelastung verbesserte. Die Idee, mit Moosen ganze Städte zu reinigen, sei dennoch zu optimistisch, findet Ralf Reski. “Eher kann eine solche Wand ein Baustein für bessere Luft in Städten sein. Ebenso wie jegliche Begrünung auf Mauern oder Gebäuden”, sagt er. "Aber die Erwartungen, die in luftreinigende Systeme gesetzt werden, sollten realistisch bleiben."

Die Eigenschaften der Moose werden schon jetzt genutzt

Auch wenn sich unsere Luftverschmutzung wohl nicht durch Moose beheben lässt, kann man sich ihre Eigenschaften trotzdem schon heute zunutze machen: etwa als Indikator für Luftqualität, beim sogenannten Moos-Monitoring.

Wie das funktioniert, lässt sich gut anhand von Quecksilber erklären: Das Schwermetall wird über die Luft vom Moos aufgenommen. Da es nicht im Moos verstoffwechselt wird, lagert es sich in der Pflanze ab. So entsteht im Moos eine hohe Quecksilberkonzentration, die messbar ist. Seit 1990 wird alle fünf Jahre die Schwermetall- und Stickstoffkonzentration in Moosen gemessen, die in der Natur an verschiedenen Standorten in ganz Europa wachsen. So lassen sich über die Pflanzen Rückschlüsse über die Luftbelastung erzielen. Aber eben nur an dem Ort, wo die Moose in der Natur gerade wachsen. 

Moose sollen Messtechnik ablösen

Die Luftqualität in Städten wird aktuell noch mit technischen Messstationen bestimmt. Diesen Job könnten aber auch Moose übernehmen. Die Idee: Moosbags – das sind Beutel, die mit Moosen gefüllt sind – in Städten aufhängen und darüber die jeweiligen Schadstoffkonzentrationen messen.

Im Forschungsprojekt Mossclone der Universität Freiburg wurden diese Moosbags entwickelt. Moose aus der Natur eignen sich allerdings nicht für die "natürlichen Messstationen", da sie je nach Wuchsort unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt sind. “Abgesehen davon darf man die meisten Moose gar nicht sammeln, weil sie auf der Roten Liste bedrohter Arten stehen” sagt Reski, der auch an dem Projekt beteiligt war. Deswegen produzieren die Forschenden in einem Bioreaktor aus der Spore einer Moospflanze viele Moos-Klone. So kann man sichergehen, dass alle Moosklone dasselbe genetische Material haben – und die Messungen so denselben Standard erfüllen. 

Die Methoden, die derzeit von der EU zugelassen sind und deswegen genutzt werden dürfen, sind ausschließlich technisch, wesentlich teurer und unflexibler als die Moos-Variante. Ralf Reski zeigt sich optimistisch, dass die technischen Messmethoden bald ersetzt werden könnten. Denn Studien deuten darauf hin, dass Moosbags die Luftqualität in Städten genauso gut bestimmen können wie technische Geräte.

Autorin: Clara Milnikel