√Ėlpest

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√Ėlpest
√Ėlteppich
Satellitenaufnahme innerhalb des indischen Ozeans. √Ėlfilme erscheinen als schwarze Fl√§chen.
Arbeiter reinigen ein K√ľstengebiet (Prince William Sound Beaches)

Eine √Ėlverschmutzung ist die Verunreinigung von Meeren durch Roh√∂l oder Mineral√∂lprodukte. Bei einer gr√∂√üeren Verschmutzung, die haupts√§chlich bei Havarien entsteht (insbesondere von √Ėltankern), spricht man auch von einer √Ėlpest, besonders wenn auch K√ľsten betroffen sind. Zum Gesamteintrag von √Ėl in die Meere leisten spektakul√§re Unf√§lle jedoch nur einen m√§√üigen Beitrag. Der weltweit gr√∂√üte Anteil der √Ėle wird von Land aus, zum Teil √ľber Fl√ľsse, eingeleitet. Im regul√§ren Schiffsbetrieb werden sowohl legal (siehe MARPOL) als auch illegal √Ėle eingeleitet. Der gro√üe Anteil, den √Ėltanker hierbei durch Waschen von Tanks und Ballastwasseraufnahme in Ladungstanks verursachten, ist aufgrund ge√§nderter Vorschriften und Verfahren zur√ľckgegangen. Weiter geschehen √Ėleinleitungen durch nat√ľrliche Erd√∂laustritte, durch Eintrag fl√ľchtiger Kohlenwasserstoffe aus der Atmosph√§re und durch die Erd√∂lf√∂rderung auf See.

Inhaltsverzeichnis

Verhalten von √Ėlfreisetzungen im Meer

  • Ausbreitung: √Ėl schwimmt mit Ausnahme weniger Schwer√∂le zun√§chst an der Wasseroberfl√§che. D√ľnnfl√ľssige √Ėle (leichtere Roh√∂le und die meisten √Ėlprodukte) breiten sich sehr schnell aus und bilden eine d√ľnne Schicht, die bis zu monomolekularer St√§rke abnehmen kann. Z√§he √Ėle wie Schwer√∂l breiten sich langsamer aus und bilden entsprechend dickere √Ėlteppiche. Auch Roh√∂l in d√ľnnen Schichten altert in wenigen Stunden und wird zunehmend z√§her. Die Ausbreitung durch Flie√üen kommt daher sp√§testens nach einigen Tagen zum Stillstand.
  • Verdunstung: Die leichtfl√ľchtigen Anteile gehen schnell in die Atmosph√§re √ľber. Benzin verdunstet so innerhalb von Stunden praktisch vollst√§ndig, Roh√∂l je nach Sorte und Temperatur innerhalb von Tagen zu einem Drittel bis zur H√§lfte, wobei sich die Dichte der von Wasser ann√§hert. √úber dem √Ėl kann sich eine explosionsf√§hige Atmosph√§re bilden. Bei schweren √Ėlen sinkt der Verdunstungsanteil auf 5 % und weniger. Die Verdunstung bildet den wesentlichen Beitrag zur Alterung.
  • L√∂sung: Die leichtfl√ľchtigen Bestandteile l√∂sen sich auch im Wasser. Dies betrifft insbesondere die niedermolekularen Aromaten, die wesentlich f√ľr die Toxizit√§t der √Ėle verantwortlich sind.
  • Verdriften: Vom Moment der Freisetzung an verdriftet das √Ėl durch Wind und Str√∂mung. Die Zerteilung durch den Seegang f√ľhrt dazu, dass die betroffene Fl√§che weiter zunimmt.
  • Dispergierung: Bei ausreichendem Wind zerteilt der Seegang d√ľnnfl√ľssiges √Ėl in Tropfen, z√§hes in gr√∂√üere Klumpen. W√§hrend die gr√∂√üeren direkt an bzw. unter der Oberfl√§che bleiben und im d√ľnnfl√ľssigen Fall wieder zusammenflie√üen, bleiben Tr√∂pfchen unterhalb einer gewissen Gr√∂√üe stabil im Wasser und werden langsam in tiefere Wasserschichten verteilt, mit der Zeit auch in gr√∂√üere Entfernung. Wechselnde Tidenstr√∂mungen wirken dabei unterst√ľtzend. Die Konzentrationen nehmen bei diesem Vorgang schnell ab. Entlang weitr√§umiger Str√∂mungen breitet sich das verunreinigte Wasservolumen weiter aus. Dieser Emulgierungsprozess wird als Dispergierung bezeichnet. Auch sie kommt mit zunehmender Alterung zum Stillstand.
  • Emulgierung: In das d√ľnnfl√ľssige √Ėl an der Oberfl√§che werden durch den Seegang ebenfalls Wassertr√∂pfchen eingebracht. Hier kann sich au√üer bei den leichten Raffinaten eine cremige Wasser-in-√Ėl-Emulsion bilden, deren Wassergehalt bis auf ca. 70 % zunimmt, dabei zunehmend z√§her wird und dann stabil bleibt (chocolate mousse). Sie kann durch eingeschlossene Luft aufgesch√§umt sein. Im Zusammenhang mit √Ėlverschmutzungen wird in Abgrenzung zur Dispergierung nur dieser Prozess als Emulgierung und das Produkt als Emulsion bezeichnet.
  • Sedimentation: Trifft die Dispergierung zusammen mit im Wasser suspendierten Feststoffen, z. B. aufgewirbeltem Sediment oder Sedimentfracht aus Fl√ľssen, lagert sich das √Ėl bevorzugt an die Feststoffe an und sinkt sp√§ter mit diesen ab, was zu hoher √Ėlkonzentration am Meeresboden f√ľhren kann. Ebenso wird Schwer√∂l und nicht dispergiertes Roh√∂l einschlie√ülich Emulsion letztlich durch Alterung dichter als Wasser und sinkt in unterschiedlich gro√üen Teerklumpen ab, die jedoch aufgrund ihrer Formstabilit√§t und geringen Wechselwirkung mit der Umgebung eine geringere Gefahr darstellen.
Generalisierte Bewertung der Empfindlichkeit von √Ėkosystemen gegen√ľber √Ėlverschmutzung[1]
Empfindlichkeit √Ėkosysteme
hoch Mangrovenwälder
Korallenriffe
Salzwiesen
gesch√ľtzte Wattgebiete
Ansammlungen von Seevögeln, Meeressäugern
(einschließlich Eisbären) und Meeresschildkröten
mittel‚Äďhoch gesch√ľtzte Felsk√ľsten
exponierte Seegraswattgebiete
√Ąstuare
arktisches/subarktisches Eis
mittel Kiesstrände
Meeresb√∂den an gesch√ľtzten K√ľsten
niedrig‚Äďmittel Sandstr√§nde
exponierte Wattgebiete
Meeresb√∂den an exponierten K√ľsten
niedrig exponierte Felsk√ľsten
offene K√ľstengew√§sser
(gesch√ľtzt/exponiert bezieht sich auf die Wirkung von Seegang und Brandung)
  • Biologischer Abbau: √Ėl wird an der √Ėl/Wasser-Grenzfl√§che von bestimmten √ľberall im Meer vorhandenen Bakterien (Hydrocarbonoklasten) abgebaut. Dispergiertes √Ėl ist f√ľr diese Bakterien wegen der gro√üen Oberfl√§che gut verf√ľgbar und wird daher schnell abgebaut. Massive Verunreinigungen wie die chocolate mousse, Schwer√∂lklumpen oder eine Schicht am Boden werden entsprechend wesentlich langsamer abgebaut. Die zun√§chst im √Ėl gebundenen toxischen Stoffe mit gro√üer biologischer Halbwertszeit (z. B. polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe) gelangen bei diesem Abbau in das √Ėkosystem Meer, insbesondere niedermolekulare Aromaten werden dagegen schnell abgebaut. Teilweise entstehen aber auch zus√§tzliche toxische Stoffwechselprodukte. Die Abbaugeschwindigkeit ist temperaturabh√§ngig: Bei 20 ¬įC ist der Abbau vier mal so schnell wie bei 0 ¬įC. Sehr hochmolekulare Bestandteile des √Ėls (Asphaltene), bei Roh√∂l ca. 5 % bis 10 %, werden nicht biologisch abgebaut.
  • Ver√∂lung von Meerestieren: In geschlossener Schicht d√§mpft das schwimmende √Ėl den Seegang, weshalb die glatteren Fl√§chen aus der Luft und auf Satellitenbildern deutlich erkennbar sind (siehe rechtes Bild). Als scheinbarer Ruheplatz ziehen diese Fl√§chen Seev√∂gel an. Das z√§hfl√ľssige √Ėl verklebt das Gefieder, zerst√∂rt die W√§rmeisolation und teilweise die Schwimmf√§higkeit der Tiere und wird von den V√∂geln beim Versuch der Reinigung aufgenommen. Dies f√ľhrt in der Regel zu einem Massensterben von Seev√∂geln durch Ersticken, Unterk√ľhlung, Ertrinken und Vergiftung. Auch andere Tiere, die sich bevorzugt an der Wasseroberfl√§che aufhalten, sind gef√§hrdet, so besonders S√§ugetiere. Auch sie nehmen erkennbares √Ėl nicht als Gefahr wahr. Tiere in der Wassers√§ule sind dagegen relativ wenig gef√§hrdet.
  • Ver√∂lung von K√ľsten: Gelangt das schwimmende √Ėl an die K√ľste, setzt es sich wegen der besseren Benetzung zun√§chst dort fest. Im Lauf der Zeit wird es besonders an brandungsexponierten K√ľsten vom Meer wieder abgewaschen. Relativ frische Ablagerungen k√∂nnen so mit wechselnden Wetter- und Tidenverh√§ltnissen auch mehrfach umgelagert werden. Auch nicht mehr klebrige Teerklumpen verhalten sich wie anderes Treibgut. An Str√§nden abgelagertes noch relativ fl√ľssiges √Ėl oder entsprechende Emulsion erstickt durch die geschlossene Schicht Bodenlebewesen in den betroffenen Bereichen. Die toxischen Bestandteile k√∂nnen aber auch in anderen F√§llen das betroffene √Ėkosystem schwer sch√§digen, besonders auch, trotz Verwitterung, bei langer Verweildauer gro√üer √Ėlmengen. Die Gef√§hrdung der K√ľsten ist deshalb besonders gro√ü, weil es sich um einen fl√§chenm√§√üig begrenzten Lebensraum handelt, der praktisch vollst√§ndig betroffen wird.

Maßnahmen

Bekämpfung

Die meisten Methoden der Bek√§mpfung bewirken eine teilweise Verlagerung der Gef√§hrdungen, so dass die Wahl der Mittel meist eine Abw√§gung erfordert. Auf See ist besonders bei begrenzten Verschmutzungen h√§ufig ein Nicht-Eingreifen die sinnvollste Ma√ünahme, da hier die nat√ľrlichen Prozesse schnell f√ľr Dispergierung und Abbau sorgen. Auch an Str√§nden kann unter Umst√§nden ein Eingriff nur zu einer Verschlechterung der Situation f√ľhren. Bei gr√∂√üeren Verschmutzungen ist jedoch in der Regel ein Eingreifen sinnvoll.

Auf See

Auf offenen Gew√§ssern gibt es verschiedene Methoden zur Eind√§mmung von √Ėlverschmutzungen.

Eingrenzung mit Sperren

Durch √Ėlsperren, die f√ľr den Hochseeeinsatz mehrere Meter hoch sein k√∂nnen, kann die weitere Ausbreitung eines √Ėlteppichs kleiner Fl√§che verhindert werden. Durch Schleppen der Sperre mit zwei Fahrzeugen k√∂nnen d√ľnne √Ėlteppiche zusammengeschoben werden, wobei jedoch die Geschwindigkeit auf weniger als 1 Knoten begrenzt ist. Die Eingrenzung erfordert zus√§tzlich weitere Ma√ünahmen zur Beseitigung des √Ėls von der Oberfl√§che.

Abschöpfen/Skimming

Auf der Wasseroberfl√§che schwimmendes √Ėl kann von Spezialschiffen (z. B. Klappschiffen wie der Bottsand oder der Thor, konventionell konstruierten Schiffen mit Auslegern wie der Neuwerk oder Mellum, Katamaranen wie der Westensee oder gemischten Konstruktionen mit Katamaran-Vorschiff wie beispielsweise der Knechtsand oder MPOSS) aufgenommen werden. Die eigentlichen Aufnahmevorrichtungen basieren auf dem Prinzip eines Wehres, das von der √Ėlschicht √ľberstr√∂mt wird oder auf √∂ladsorbierenden umlaufenden Walzen oder B√ľrsten mit Abstreifern. Aus einem so gef√ľllten Sumpf wird das immer noch wasserhaltige √Ėl abgepumpt und in Separatoren geleitet, wo das Wasser gro√üteils abgetrennt wird. F√ľr niedrige und hohe √Ėlviskosit√§ten kommen teilweise verschiedene Pumpsysteme zum Einsatz. Zur Ausr√ľstung der Schiffe geh√∂ren auch beheizte Tanks. Die Effizienz der derzeitigen Systeme beginnt bei 1 Meter Wellenh√∂he nachzulassen, ab 2 Meter ist ein Einsatz nicht mehr sinnvoll. Dies bedeutet eine Einsetzbarkeit bis ca. Windst√§rke 4. Ebenso ist die Einsatzgeschwindigkeit auf 1 bis 2 Knoten begrenzt. Die Auffangbreiten betragen bei den gr√∂√üeren Schiffen bis ca. 40 Meter. In Europa betrachten die meisten Staaten die Absch√∂pfung als Mittel der ersten Wahl.

Chemische Dispergierung

Der Einsatz von Dispergatoren beschleunigt die nat√ľrliche Dispergierung des √Ėles in der Wassers√§ule und verhindert gleichzeitig die Anhaftung an suspendierten Feststoffen. Mit und neben dem am dispergierten √Ėl stattfindenden Abbau werden auch entsprechend mehr Schadstoffe aus dem √Ėl von Meeresorganismen aufgenommen. Zur Wirksamkeit chemischer Dispergatoren ist ein Mindestwert des Seegangs erforderlich, bei starkem Seegang ist der Einsatz aufgrund der bereits nat√ľrlich beschleunigten Dispergierung nicht mehr sinnvoll. So haben die Niederlande den Einsatzbereich explizit auf Windst√§rken von 3 bis 7 beschr√§nkt. Weitere Einsatzgrenzen sind zu hohe Viskosit√§t des √Ėls oder Emulsionsbildung, was eine Mischung mit dem Dispergator verhindert. Emulsionen k√∂nnen jedoch in einem zus√§tzlichen Arbeitsgang durch den Einsatz von Demulgatoren gespalten werden. Auch niedrige Wassertiefen, meist werden 20 Meter als Grenze angesetzt, die zu hohen √Ėlkonzentrationen in der Wassers√§ule f√ľhren w√ľrden, und das Fehlen von Austauschstr√∂mungen in manchen K√ľstenbereichen begrenzen den Einsatz. Aufgrund dieser Bedingungen kommt dieses Verfahren im europ√§ischen Bereich vorzugsweise im Atlantik zur Anwendung. Der Dispergator muss genau dosiert und gezielt auf den √Ėlteppich aufgebracht werden, was eine Schichtdickenbestimmung des Teppichs voraussetzt. Die Anwendung muss innerhalb weniger Stunden erfolgen, bevor das √Ėl zu stark altert oder emulgiert. Wichtigstes Einsatzmittel ist daher das Flugzeug, die Ausbringung von Hubschraubern oder Schiffen ist aber ebenfalls m√∂glich. Gro√übritannien h√§lt zwei Spr√ľhflugzeuge vor.

Verbrennung

Die kontrollierte Verbrennung erfordert Mindestschichtdicken zwischen 2 mm bei frischem Roh√∂l und 10 mm bei Schwer√∂l und emulgiertem √Ėl, das au√üerdem maximal 30% Wasser enthalten darf. Spezielle feuerfeste Sperren k√∂nnen zum Einsatz kommen. Neben anderen Schadstoffen gelangen 10 bis 14 Prozent der umgesetzten √Ėlmenge als nur teilweise verbrannte Partikel in die Luft. Weitere Verbrennungsr√ľckst√§nde sinken ab und k√∂nnen das √Ėkosystem Meeresboden gef√§hrden. In Europa wird u. a. wegen ung√ľnstiger geographischer Verh√§ltnisse von der Anwendung dieser Methode abgesehen. Die Methode kam u. a. zum Einsatz im Fall der Exxon Valdez.

Bioremediation

Soweit der nat√ľrliche bakterielle Abbau von √Ėlverschmutzungen durch das N√§hrstoffangebot begrenzt ist, was auf hoher See f√ľr Phosphate und Nitrate der Fall sein kann, k√∂nnen diese N√§hrstoffe zugegeben werden. Der sinnvolle Anwendungsbereich dieses Verfahrens ist jedoch durch die Voraussetzungen sehr beschr√§nkt. Die gentechnische Leistungsverbesserung von Kohlenwasserstoffe abbauenden Bakterien ist Gegenstand der Forschung, da insbesondere bestimmte Stoffgruppen von den vorhandenen Bakterien nur sehr langsam abgebaut werden. Wegen der problematischen Folgenabsch√§tzung einer Freisetzung solcher ver√§nderter Organismen ist ihr Einsatz nicht absehbar.

Am Strand

Wenn das √Ėl an die K√ľste gelangt, vergiftet oder erstickt es Bodenlebewesen in den betroffenen Bereichen unmittelbar. Das S√§ubern der Str√§nde erm√∂glicht hier nur die Wiederbesiedelung. Durch unsachgem√§√üe Reinigungsversuche kann au√üerdem √Ėl in tiefere Sandschichten gelangen, wo es nicht mehr abgebaut wird.

Behandlung von Tieren

Das Waschen ver√∂lter V√∂gel ist sehr umstritten, da nur sehr wenige V√∂gel tats√§chlich wieder ausgewildert werden k√∂nnen. V√∂gel, die sich durch Aufnahme von √Ėl bereits vergiftet haben, haben auch nach einer Reinigung keine gute √úberlebenschance.

Prävention

Die Pr√§vention einer √Ėlverschmutzung der Meere besteht in der Durchsetzung der Vereinbarungen f√ľr Transport und Gewinnung. In Seenot geratene Tanker m√ľssen z√ľgig geschleppt werden k√∂nnen. Dazu ist es erforderlich starke Bergungsschiffe bereitzuhalten.

Die Flug√ľberwachung von viel befahrenen Meeresgebieten und die Einf√ľhrung von doppelwandigen Tankschiffen geh√∂ren zur Pr√§vention. Doppelwandige Tanker bieten mehr Sicherheit bei Kollisionen oder beim Auflaufen auf Grund. Weiterhin kann Ballastwasser im doppelwandigen Zwischenraum statt in den Tanks aufgenommen werden, so dass √Ėlreste nicht zu einer Wasserverschmutzung f√ľhren.

Die Radar-Überwachung der Fahrtrouten sowie die ausreichende Qualifikation der Besatzung der großen, schwer zu manövrierenden Tankschiffe spielen eine Rolle bei der Vermeidung von Unfällen.

√Ėlf√∂rderplattformen verf√ľgen gro√üenteils √ľber separate Sicherheitsventile am Meeresgrund (engl. blowout preventer[2], siehe auch Blowout), die bei einer Havarie der Plattform das F√∂rderrohr schlie√üen. Diese der Sicherheit der Plattform dienenden Vorrichtungen k√∂nnen eine √Ėlpest verhindern. Ein m√∂gliches Versagen dieser Ventile wurde Ende April 2010 und in den darauffolgenden Monaten bekannt, als die Bohrplattform "Deepwater Horizon" im Golf von Mexiko nach einer Explosion versank und es Anfangs unm√∂glich war das herausstr√∂mende √Ėl zu stoppen.

Internationale Vereinbarungen

  • International Convention on Oil Pollution Preparedness, Response and Co-operation (OPRC), 1990
  • regional:
    • Nord- und Ostsee:
      • √úbereinkommen zur Zusammenarbeit bei der Bek√§mpfung der Verschmutzung der Nordsee durch √Ėl und andere Schadstoffe, 1983 [3], Vorl√§ufer 1969 in Reaktion auf den Fall der Torrey Canyon
      • √úbereinkommen zum Schutz der Meeresumwelt des Ostseegebietes (Neue Helsinki-Konvention) 1992, Vorl√§ufer 1974
      • √úbernationale Ma√ünahmenpl√§ne: SWEDENGER, DENGERNETH
      • Deutsch-polnisches Verwaltungsabkommen zur Zusammenarbeit bei Schiffs- und Schadstoffunf√§llen in der Pommerschen Bucht
    • Barcelona Convention for Protection against Pollution in the Mediterranean Sea, 1976
    • Cooperation Agreement for the Protection of the Coasts and Waters of the North-East Atlantic against Pollution (Lisbon Agreement), 1990

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. ‚ÜĎ nach dem Impact Reference System des Community Information System for the Control and Reduction of Pollution der Europ√§ischen Kommission
  2. ‚ÜĎ http://en.wikipedia.org/wiki/Blowout_preventer
  3. ‚ÜĎ Bonn-√úbereinkommen

Weblinks

 Commons: √Ėlpest ‚Äď Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

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