Die Wissenschaft sagt was? Lehren aus einer absichtlichen Dilbit-Verschüttung

Die Wissenschaft sagt was? ist eine monatliche Kolumne, die von der heutigen Great Lakes-Mitarbeiterin Sharon Oosthoek verfasst wurde und untersucht, was uns die Wissenschaft darüber sagen kann, was unter und über den Wellen unserer geliebten Great Lakes und ihrer Wasserscheide geschieht.

Am 26. Juli 2010 wachten die Menschen am Talmadge Creek in Marshall, Michigan, von einem scharfen, widerlichen Geruch auf. Wer seiner Nase bis zum Bach folgte, wurde Zeuge eines Umweltschreckens.

Das Wasser floss schwarz und glänzend, überzog Schildkröten und Wasservögel mit einem stinkenden Schleim und verwandelte Gräser und Büsche entlang der Ufer von grün in öliges Schwarz.

Die Augen der Menschen tränten und die Kehlen brannten, als sie die Dämpfe einatmeten, und einige bekamen Kopfschmerzen und ein Übelkeitsgefühl im Magen. Wie sie bald herausfanden, war seit der Nacht zuvor Dilbit aus einem Bruch in einer nahegelegenen Ölpipeline ausgelaufen.

Die Bewohner der Great Lakes wissen jetzt nur zu gut, was in dieser Nacht passiert ist. Das in Calgary ansässige Unternehmen Enbridge Inc., dem die Pipeline gehört, hatte nicht sofort erkannt, dass es ein Problem gab. Als die Ingenieure die Rohrleitungsventile schlossen, waren schätzungsweise 3,2 Millionen Liter (843.000 Gallonen) in den Talmadge Creek und von dort in den nahegelegenen Kalamazoo River geflossen.

Das Öl gelangte zwar nicht bis zum Michigansee, verunreinigte jedoch fast 65 Kilometer (40 Meilen) Wasserstraßen, was es zu einer der größten Ölkatastrophen im Landesinneren in der Geschichte der USA machte.

Verständlicherweise hatten die Aufräumarbeiten Vorrang und es dauerte einige Zeit, bis mit der Erforschung dieses unaufgeforderten Experiments in der Praxis begonnen werden konnte. Das bedeutete, dass es ein Rätsel war, wie sich der Dilbit in diesen ersten hektischen Tagen und Wochen verhielt.

Für das nächste Jahrzehnt oder so schien die Frage, wie Dilbit in Süßwasserökosystemen reagiert, zur Debatte zu stehen. Sinkt es sowohl in Flüssen als auch in Seen? Wie lange dauert der Abbau? Und sind diese Abbauprodukte mehr oder weniger giftig als Dilbit?

Keine leeren Fragen angesichts der Pipelines, die kreuz und quer durch die Region der Großen Seen verlaufen, und der Tatsache, dass sich Dilbit in Süßwasser- und Meeressystemen ganz anders verhält. Obwohl es im Süßwasser häufiger zu Ölverschmutzungen kommt, konzentrieren sich die meisten Forschungsarbeiten auf Meeresverschmutzungen, bei denen sich Bakterien entwickelt haben, die sich von Öl ernähren und es abbauen, das aus natürlichen Ölquellen am Meeresboden austritt.

Im Jahr 2018 schüttete eine Gruppe von Wissenschaftlern absichtlich Dilbit in einen Süßwassersee in der Experimental Lakes Area (ELA) im Nordwesten Ontarios und nun kommen ihre Ergebnisse – von denen sie hoffen, dass sie in zukünftige Aufräumarbeiten einfließen werden – ans Licht.

Natürlich ist Dilbit kein gewöhnliches Öl. Naturbitumen ist eine Art extraschweres Rohöl und fließt nicht wie leichtes Rohöl. Es fließt eher wie Erdnussbutter, was bedeutet, dass es überhaupt nicht fließt.

Es muss mit Lösungsmitteln – leichteren Kohlenwasserstoffen – verdünnt werden, die das Öl flüssiger machen, damit es über Pipelines transportiert werden kann. Diese weniger viskose Mischung aus verdünntem Bitumen wird kurz Dilbit genannt.

Der ELA-Standort, an dem die Wissenschaftler Dilbit verschütteten, besteht aus 58 kleinen Seen und ihren Wassereinzugsgebieten, die für wissenschaftliche Forschung reserviert sind. Es wird vom Internationalen Institut für nachhaltige Entwicklung betrieben und ist die einzige Forschungseinrichtung der Welt, die sich der Bewertung menschlicher Auswirkungen auf gesamte aquatische Ökosysteme widmet.

In einem dieser Seen errichteten der Umwelttoxikologe Jules Blais von der University of Ottawa und sein Team eine Reihe von Limnokorralen – schwimmende Ringe mit einem Durchmesser von 30 Fuß, die an am Seeboden verankerten Plastikvorhängen befestigt waren. Mit anderen Worten: Sie haben einen Haufen riesiger Reagenzgläser geschaffen.

Anschließend gossen die Forscher sieben verschiedene Mengen Dilbit in diese Reagenzgläser, um tatsächliche Verschüttungen in den USA und Kanada nachzuahmen. Die höchste Dosis spiegelte das in Kalamazoo beobachtete Verhältnis von Öl zu Wasser wider.

Während sich bei der Kalamazoo-Katastrophe schließlich herausstellte, dass Dilbits in Flüssen versinken, blieb die Frage offen, ob dies auch in einem See der Fall sein würde. Die gängige Meinung war, dass es in Flüssen sinkt, weil Dilbit dichter wird, wenn es sich mit suspendierten Sedimenten vermischt, die von der Strömung aufgewirbelt werden. Aber Seewasser ist im Allgemeinen weniger turbulent und enthält weniger Sedimente, sodass einige Experten erwarteten, dass Dilbit nicht sinken würde.

Sie lagen falsch. In einer im Juni veröffentlichten Studie zeigte Blais‘ Team, dass es tatsächlich in Süßwasserseen versinkt.

Die niedrigste Dilbit-Behandlung begann am 12. Tag zu sinken, während die höchste am 31. Tag sank. Je größer das Volumen, desto länger dauert es, bis flüchtige Lösungsmittel verdunsten und sich das verbleibende Öl mit Wasser vermischt, wodurch es dichter wird. Aber alle Mengen verschütteten Dilbits sanken schließlich.

Das sind wichtige Informationen, denn um Öl aus Sedimenten zu entfernen, muss man es oft ausgraben und entfernen – eine schädliche und kostspielige Form der Sanierung. Viel besser ist es, es von der Wasseroberfläche abzuschöpfen.

Blais‘ Team entdeckte außerdem, dass die Geschwindigkeit, mit der Dilbit verwitterte und zusammenbrach, nicht davon abhing, wie viel verschüttet wurde. Und da es in Seen nicht viele ölfressende Bakterien gibt, spielte der mikrobielle Abbau auch keine große Rolle. Vielmehr zerfiel Dilbit durch Verdunstung und Sonnenlicht in kleinere chemische Bestandteile.

Aber egal, ob es durch Sonnenlicht oder Bakterien abgebaut wird, das Endergebnis ist dasselbe: Das Abbauprodukt ist sogar noch giftiger als Dilbit, sagt Blais. Also keine tollen Neuigkeiten.

Es gab jedoch einen Lichtblick. Der Dilbit und seine Abbauprodukte waren für Fische deutlich weniger giftig als von den Forschern erwartet.

„Als das Öl oben schwamm, sind sie wahrscheinlich nach unten gesunken. Als der Wind das Öl in eine Richtung blies, flogen sie wahrscheinlich in die andere Richtung“, sagte Blais. „Fische sind möglicherweise schlauer als wir denken.

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Ausgewähltes Bild: Foto mit freundlicher Genehmigung von Jose Rodriguez-Gil