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01.09.09 In Kohle adsorbierte PAKs sind nicht bioverfügbar

Bioverfügbare Schadstoffe stammen von der Exxon-Valdez-Ölkatastrophe

Forscher widerlegen These von natürlichen Kohlevorkommen als Quelle der Umweltverschmutzung

Schadstoffe aus den natürlichen Kohlenvorkommen im Golf von Alaska sind im Gegensatz zum Rohöl aus der Tankerkatastrophe der Exxon Valdez nicht leicht bioverfügbar. Damit ist die These, dass natürliche Kohlevorkommen an den beobachteten Umweltschäden Schuld wären, widerlegt. Nach dem Abklingen der akuten Ölschäden hatten verschiedene Forscher Langzeitfolgen an Meeresorganismen beobachtet.

Abb. 1: Reinigungsarbeiten nach dem Tankerunglück der Exxon Valdez im Jahr 1989 im Prinz-William-Sund, Alaska.
Quelle: Exxon Valdez Oil Spill Trustee Council

Für die anhaltende Schädigung des Ökosystems vor der Küste Alaskas werden so genannte PAK-Schadstoffe (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) verantwortlich gemacht. In der Wissenschaft entbrannte daraufhin ein Streit über die Herkunft dieser Schadstoffe. Das Rohöl aus der Exxon Valdez ist die Hauptquelle der bioverfügbaren PAKs, beweist nun ein internationales Forscherteam in einer aktuellen Veröffentlichung. Die Wissenschaftler der Tennessee Technological University, der Universität Lausanne, des Calvin Colleges und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben nun Proben vom Tankeröl und aus Kohlevorkommen verglichen. Bei der Untersuchung mit bakteriellen Biosensoren zeigte sich, dass nur die PAKs aus dem Tankeröl bioverfügbar sind, also von Organismen aufgenommen werden können.

Der Nachweis gelang den Wissenschaftlern im Labor mit Hilfe von genetisch modifizierten Bakterien, die mit den Schadstoffen reagieren. "Diese Biosensoren beruhen auf Bakterien, die polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe als Nahrung nutzen. Wenn diese Bakterien in Kontakt mit den Stoffen kommen, dann wird ein biologischer Schalter betätigt und die Bakterien beginnen zu leuchten", erklärt Prof. Hauke Harms vom UFZ. "Diese neue forensische Anwendung hat klare Vorteile: Beim Nachweis entfällt der Umweg über aufwändige chemische Analysen." Da die verwendeten Bakterien sehr lichtstark sind können die Wissenschaftler die Prozesse in einer hohen Auflösung untersuchen - bis hin auf die Mikroebene einzelner Organismen.

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe sind natürlicher Bestandteil von Kohle und Erdöl. Aufgrund ihrer Langlebigkeit und Giftigkeit wurden 16 dieser Substanzen bereits in den 1980er Jahren von der US-Amerikanischen Umweltbehörde EPA als besonders gefährliche Umweltschadstoffe eingestuft. So wurden steinkohlenteerhaltige Klebstoffe aufgrund der Gesundheitsgefährdung verboten. Einige PAKs sind eindeutig krebserregend - vorausgesetzt sie werden vom Organismus im Stoffwechsel umgesetzt. Die Bioverfügbarkeit entscheidet daher über die Giftigkeit. Bioverfügbarkeit ist meist nur dann gegeben, wenn die Stoffe in Wasser gelöst sind. Doch Materialien wie Kohle verringern die Bioverfügbarkeit unter die Detektionslimite, da sie PAKs aufnehmen und dauerhaft speichern.

Beim Auflaufen des Tankers Exxon Valdez auf ein Riff liefen im März 1989 etwa 40.000 Tonnen Rohöl aus und verschmutzten den Prinz-William-Sund. Schätzungen zufolge kamen dabei allein über eine Viertel Million Seevögel um. 2.000 Kilometer Küste wurden mit Öl verseucht. Mit dem Fischfang brach die Lebensgrundlage vieler Küstenbewohner zusammen. Nach Angaben von ExxonMobil, Eigentümer des Tankers, habe das Unternehmen mehr als 3,8 Milliarden Dollar für Entschädigung, Aufräumarbeiten, außergerichtliche Einigungen und Strafen bezahlt, heißt es in einer Stellungnahme zum 20. Jahrestag der Ölpest.

Trotz groß angelegter Säuberungsaktionen halten die Auswirkungen auf die Umwelt weiter an. Geschätzte 80.000 Liter Öl sollen in Form von Öl- und Teerklumpen immer noch die Küste Alaskas verschmutzen. Auch wenn die Folgen jetzt nicht mehr sichtbar sind, so können weiterhin Schädigungen an Meeresorganismen und Auswirkungen auf die Nahrungskette festgestellt werden. Hauptproblem ist, dass sich die im Öl enthaltenen polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe aufgrund der niedrigen arktischen Temperaturen nur sehr langsam natürlich abbauen.

Quelle:

Unlike PAHs from Exxon Valdez Crude Oil, PAHs from Gulf of Alaska Coals are not readily bioavailable
H. U. Deepthike, et. al., Environ. Sci. Technol. 2009, DOI: 10.1021/es900734k

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In Kohle adsorbierte PAKs sind nicht bioverfügbar
(URL: http://www.organische-chemie.ch/chemie/2009/sep/exxon-valdez.shtm)

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