Pyrolyse zur Reinigung ölverseuchten Bodens

Umweltschutz gegen Ölpest
Umweltschutz gegen Ölpest

Ölkatastrophen wie der „Blowout“ auf der Bohrplattform Deepwater Horizon stellen eine der größten Bedrohungen unserer Umwelt dar. Sie verseuchen weite Landstriche und etliche hundert Kilometer Küste sowie tausende Quadratkilometer Meeresoberfläche. Die Verfahren zur Bereinigung der betroffenen Regionen sind schwierig und teuer. Dies betrifft insbesondere Ölverschmutzungen auf dem Land und an den Küsten, da das schmierige Öl hier nicht einfach abgeschöpft werden kann. Die Verbrennung ist oft die letzte Möglichkeit, verwandelt den betroffenen Boden jedoch in ein Ödland. Wissenschaftler haben jetzt eine Methode gefunden, mit der die ölverschmutzte Erde zukünftig mittels Verbrennung gereinigt werden kann, ohne dem betroffenen Boden dabei seine Fruchtbarkeit zu entziehen.

Die Ölkatastrophe im Golf von Mexiko nach einem „Blowout“ auf der Bohrinsel Deepwater Horizon im April 2010 gilt als die schlimmste in der Geschichte. Schätzungsweise 800 Millionen Liter Öl flossen ins Meer. Der entstandene Ölteppich dehnte sich auf 9.900 Quadratkilometer aus und verseuchte weite Teile des Golfs sowie die Küstenregionen der US Bundesstaaten Louisiana, Florida, Mississippi, Alabama und Texas. Nur die Ölpest am Persischen Golf in Folge des zweiten Golfkriegs von 1991 verseuchte das dortige Meer mit einer noch größeren Menge Öl. Jedoch nicht nur maritime Ölkatastrophen, wie sie zumeist durch Havarien oder die sogenannten „Blowouts“ geschehen, können fatale Folgen für unsere Umwelt haben. Bei den heutzutage dichten Netzen an Pipelines, die das lokal geförderte Öl über weite Strecken über den Landweg transportieren sollen, verursachen die immer wieder auftretenden Lecks regelmäßig starke Verschmutzungen der umliegenden Gebiete, wie im Nigerdelta 2010 oder in einem israelischen Naturschutzgebiet 2014.

Die Bereinigung der ölverschmutzten Meeresoberfläche ist aufwendig. Durch Schwimmsperren an der Ausbreitung gehindertes Öl kann durch Spezialschiffe abgeschöpft, verbrannt oder bei der chemischen Auflösung unterstützt werden (Dispergierung). Auf dem Land ist die Reinigung noch schwieriger. Zwar betrafen die größten Katastrophen bisher meist die Meeresoberfläche, die Mehrzahl der geschehenen Ölverschmutzungen findet jedoch auf dem Land statt. Dort bedeckt das sehr zähflüssige Öl den Boden meist schnell vollständig und lässt die dort lebenden Bodenlebewesen sofort ersticken. Pflanzen werden vergiftet und ebenfalls an der Sauerstoffaufnahme gehindert. Noch dramatischer sind die langfristigen Folgen. Das Öl setzt sich im Boden fest und macht ihn auf Dauer unfruchtbar. Eine Säuberung ermöglicht somit höchstens eine Wiederansiedlung der betroffenen Tiere und Pflanzen. Allerdings kann eine unsachgemäße Reinigung auch dafür sorgen, dass das Öl in tiefere Schichten sickert, in denen eine Säuberung schließlich unmöglich ist.

Die Bereinigung an Land ist zudem äußerst zeitaufwendig und teuer. Weltweilt müssen jährlich ca. 8,8 Milliarden Euro dafür aufgewendet werden. Die Verbrennung der verseuchten Gebiete zählt zwar zu den effektivsten Methoden der Beseitigung des Öl, allerdings hat sie den Nachteil, dass die betroffenen Areale beinahe vollständig zu einer unfruchtbaren Art Wüstenboden verbrennen und somit weder für die vorige Flora und Fauna, noch für die Landwirtschaft nutzbar sind.

Deshalb haben nun Wissenschaftler der Rice University in Texas eine neue Methode entwickelt, mit der ölverseuchtes Land mittels Verbrennung bereinigt werden kann, jedoch ohne seine Fruchtbarkeit vollständig zu verlieren. Das Vorgehen ist relativ einfach und ähnelt der herkömmlichen Verbrennung. Die Forscher erhitzen die belastete Erde über drei Stunden auf 420 Grad Celsius. Dabei vermeiden sie jedoch die Beteiligung von Sauerstoff, wodurch eine andere Form des Brennprozesses entsteht – die Pyrolyse. Der Prozess verflüchtigt die leichteren Bestandteile des Öls, während die Molekülketten der größeren Kohlenwasserstoffe ab 350 Grad in kleinere Bestandteile zerfallen und teilweise verkohlen. Das durch dieses Verfahren entstehende Material bezeichnen die Forscher als dem herkömmlichen Koks ähnelnd, anstatt der zunächst erwarteten Pflanzenkohle.

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Zwar dürfte der so behandelte Boden hinterher immer noch ziemlich mitgenommen aussehen, jedoch konnten die giftigen Stoffe erfolgreich beseitigt werden und befanden sich nach dem Prozess deutlich unterhalb des Grenzwertes. Zudem war der Boden nicht mehr wasserabweisend, eine entscheidende Komponente für die Furchtbarkeit. Eine freudige Erkenntnis war zudem, dass viele Nährstoffe trotz des Verbrennungsverfahrens im Boden enthalten blieben und der zurückbleibende Kohlenstoff sich sogar als zusätzlich hilfreich für das erneute Wachstum von Pflanzen erwies. Der Beweis für die Forscher: Es glückte ihnen sogar, Salat auf dem behandelten Boden anzubauen – eine Pflanze, die sehr empfindlich auf giftige Stoffe und insbesondere Öl reagiert.

Der entscheidende Unterschied der Pyrolyse zur herkömmlichen Verbrennung ist also, dass der Boden durch das Heraushalten des Sauerstoffs vom Öl bereinigt, jedoch nicht wie sonst beinahe vollkommen eingeäschert wird und neben dem Öl auch alle seine fruchtbaren Elemente verliert. Ein weiterer Vorteil: Die Pyrolyse ist zudem deutlich energiesparender. 

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