Öl im Golf von Mexiko - ein weiteres Update

Was bei der zweiten Runde der Toxizitätstests herausgekommen ist und warum ich mit dem Bericht der EPA nicht ganz glücklich bin.

Frühere Beiträge zu diesem Thema: 7.5.,  16.5. und 2.7.

Phytoplankton leidet unter Klimaerwärmung

Klein, aber oho! Das gilt sicher für die winzigen Lebewesen des Phytoplanktons, d.h. des Photosynthese betreibenden Teils des Planktons. Sie sind für rund die Hälfte der Primärproduktion (die Produktion von Biomasse aus CO₂ mit Hilfe von Sonnenlicht) auf der Erde verantwortlich. Aber die Klimaerwärmung scheint ihnen nicht zu bekommen. Eine in Nature veröffentlichte Studie zeigt auf, wie sich die Menge an Phytoplankton während der letzten hundert Jahre verändert hat.

 Bild aus Wikipedia.

Öl im Golf von Mexiko - Update zu den Dispergiermitteln

• Die US-Umweltbehörde EPA hatte auch keine Freude am übermässigen Einsatz von Dispergiermitteln und hat BP an die Kandare genommen.
• Der Hersteller Nalco hatte ein Einsehen und hat alle Inhaltsstoffe der Corexit-Produkte bekanntgegeben.
• Die EPA testet andere Dispergiermittel

Zeit für ein Update! Frühere Beiträge zu diesem Thema: 7.5. und 16.5.

Öl im Golf von Mexiko - Update

Diese Woche wurden einige zusätzliche Informationen zum Dispergiermittel-Einsatz veröffentlicht, daher hier eine Aktualisierung zu meinem Eintrag von letzter Woche.

Bis gestern wurden über 560'000 Gallonen Dispergiermittel eingesetzt, das sind über 2 Millionen Liter. Weitere 260'000 Gallonen (fast eine Million Liter) sind vorrätig.

Zusammensetzung des Erdöls

Die gute Neuigkeit: Das austretende Erdöl ist nicht ganz so giftig, wie Erdöl normalerweise ist. Es enthält nämlich vergleichsweise wenig Verbindungen mit Schwefeatomen und wenig polyaromatische Kohlenwasserstoffe. Dies sind die problematischsten Bestandteile von Rohöl.

Einsatz von Dispergiermitteln an der Quelle

Die US-Umweltbehörde EPA hat ihr OK für den Einsatz von Dispergiermitteln unter Wasser am Ort des Austritts gegeben, allerdings verbunden mit strengen Auflagen. So muss die Ausbreitung des Dispergiermittel-Öl-Gemischs überwacht werden und es müssen regelmässig Wasserproben genommen werden, mit denen unter anderem auch Toxizitätstests durchgeführt werden.

Der Einsatz an der Quelle reduziert die Menge der benötigten Dispergiermittel. Dafür lässt sich das ökologische Risiko wesentlich schwieriger einschätzen, da wir über die Biologie von Meeresboden und Tiefsee nicht so viel wissen. Die Tiefsee dürfte empfindlicher reagieren als die Meeresoberfläche, da hier sehr viel weniger Organismen leben. Falls das Öl im tiefen, kalten Wasser bleibt, dauert es viel länger, bis es von Bakterien abgebaut wird, als im warmen Oberflächenwasser.


Quellen:

• http://www.nola.com/news/gulf-oil-spill/index.ssf/2010/05/gulf_of_mexico_oil_spill_dispe.html  (aktuelle Dispergiermittel-Menge)
• http://www.deepwaterhorizonresponse.com/go/doc/2931/551475/ (Zusammensetzung des Erdöls)
• http://www.nola.com/news/gulf-oil-spill/index.ssf/2010/05/gulf_of_mexico_oil_spill_dispe.html (EPA Informationen zum Einsatz von Dispergiermitteln)
• http://www.nola.com/news/gulf-oil-spill/index.ssf/2010/05/gulf_of_mexico_oil_spill_dispe.html (ökologische Risiken des Unterwasser-Einsatzes)

Öl im Golf von Mexiko - sind die eingesetzten Dispergiermittel ein Problem?

Photograph by William Colgin

Der Kampf gegen das Öl vor New Orleans dauert an. Eine Massnahme ist dabei der Einsatz von Dispergiermitteln, die es ermöglichen, dass sich das Öl mit dem Meerwasser vermischt und nicht als Teppich obenauf liegt. Da stellt sich die Frage, ob der Einsatz grosser Mengen nicht selbst ein ökologisches Problem darstellen könnte. Bis heute wurden 267'195 Gallonen eingesetzt, das ist rund eine Million Liter. Deshalb habe ich die Sicherheitsdatenblätter studiert, die freundlicherweise auf dem Internet zur Verfügung gestellt werden: http://www.deepwaterhorizonresponse.com/go/doctype/2931/53023/

Es werden offenbar zwei verschiedene Mittel eingesetzt: COREXIT® 9500 und COREXIT® 9527 der Firma Nalco. Das Risiko für Mensch und Umwelt wird auf den Sicherheitsdatenblättern für beide Produkte als gering eingeschätzt. Doch schauen wir uns die Inhaltsstoffe genauer an.

1,2-Propandiol

• Völlig harmlos, wenn man nicht gerade eine volle Ladung in die Augen kriegt.
• Auch langfristig sollte es kein Problem darstellen, da es sowohl in unserem Verdauungssystem als auch in der Umwelt wunderbar abgebaut wird.
• Eingestuft als schwach wassergefährdend¹.

Destillate (Erdöl), hydriert, leicht

• Nur in Corexit9500 vorhanden.
  
• Völlig irrelevant angesichts der Riesenmenge an Erdöl, die sowieso schon vorhanden ist - es handelt sich nämlich einfach um bestimmte Komponenten von Erdöl.

Ethylenglykolmonobutylether

Jetzt wirds langsam spannend...

• Nur in Corexit9527 vorhanden.
• Gesundheitsschädlich: reizt Augen und Atemwege, führt zu Übelkeit, Erbrechen, Kopfschmerzen... die üblichen Vergiftungssymptome eben.
• In hohen oder wiederholten Dosen kann es die roten Blutkörperchen zerstören sowie Leber und Niere schädigen.
• Kein bekanntes Krebserreger. Das heisst erstmal einfach, dass es dazu keinerlei Studien gibt. Es wurde aber zumindest nachgewiesen, dass der Stoff das Erbgut nicht schädigt.
• Biologisch abbaubar.
• Eingestuft als schwach wassergefährdend.¹

Organische Sulfonate - das grosse Fragezeichen

Die Bezeichnung "organische Sulfonate" ist mässig aussagekräftig. Der Name Sulfonat beschreibt nämlich nur das eine Ende seiner Bauteilchen. Über das andere Ende wissen wir so ziemlich gar nichts, das ist Betriebsgeheimnis. Was auch seine Berechtigung hat, schliesslich hat die Firma viel in die Entwicklung investiert. Aber es erschwert eine ökologische Bewertung durch Aussenstehende ungemein. Alles, was ich tun kann, ist das Zeug kaufen und meine Fische damit füttern, wenn ich denn welche hätte. Daher kann ich hier nur sagen:

• Im Sicherheitsdatenblatt sind keine gesundheitsschädlichen Wirkungen aufgeführt.
• Gemäss Sicherheitsdatenblatt ist das Risiko für die Umwelt gering.

Hier ein paar Beispiele, wie unterschiedlich Sulfonate sein können:

Wer Spass daran hat, kann jetzt herausdüfteln, was alle Sulfonate gemeinsam haben.

Ökologische Risiken

Der Einsatz von Dispergiermitteln kann vor allem in flachem Wasser problematisch sein. Das Öl bleibt dann nicht an der Oberfläche, sondern gelangt bis auf den Meeresgrund und erreicht so die dort lebenden Organismen. Erdöl kann vielerlei giftige Substanzen enthalten. Vielen Tierarten dient der Meeresboden zur Fortpflanzen, und Jungtiere sind besonders empfindlich. Ebenso stellen Korallenriffe hochempfindliche Ökosysteme dar. Da das Meer im Bereich des Mississippi-Flussdeltas recht flach ist, sollte darauf geachtet werden, die Dispergiermittel nur mit genügend Abstand zum Flachwasser auszubringen.

Ist die grosse Menge ein Problem?

Abschnitt geändert am 9.5., nachdem ich neue Daten zu dieser Frage gefunden habe.

Um diese Frage zu beantworten, vergleiche ich die erwarteten Dispergiermittel-Konzentrationen im Meerwasser mit verfügbaren Toxizitätsdaten.

Die Dispergiermittel-Konzentration abzuschätzen, ist gar nicht so einfach. Die eingesetzte Menge hängt nämlich von der (geschätzten) Dicke der Ölschicht ab. Ich beschränke mich hier auf den Fall einer sehr dicken Schicht, denn dort sind die höchsten Konzentrationen zu erwarten. Ein dicker Ölteppich enthält über 200 m³ Öl pro km². Das Dispergiermittel wird in einem Volumenverhältnis von 1:20 eingesetzt, d.h. bei einem dicken Ölteppich mindestens 10 m³/km². Man nimmt an, dass sich das Dispergiermittel gleich zu Beginn in die obersten 30 Fuss, also etwa 9 Meter einmischt. D.h. kurz nach dem Ausbringen würde ein m³ Meerwasser 1.1·10^-6 m³ Dispergiermittel enthalten.

Toxizitätsdaten werden aber immer in Masseneinheiten angegeben. Wir müssen also mit Hilfe der Dichte umrechnen. Diese beträgt 7.91 lb/gal für Corexit9500 und 8.2-8.5 lb/gal für Corexit9527. (An dieser Stelle die höfliche Anregung an die USA, doch endlich auf das so viel praktischere Metrische System umzustellen.) Wenn ich richtig gerechnet habe, liegt die Dichte also bei etwa 950 bzw. 1'000 kg/m³. Aber es ist schon spät, ich wäre froh, wenns jemand nachrechnen könnte. Corexit9500 wird sich durch die geringere Dichte vermutlich weniger schnell mit dem Meerwasser vermischen als Corexit9527 und eher obenauf schwimmen, wie auch in den Sicherheitsdatenblättern beschrieben. (Das scheint übrigens bei der Abschätzung der Einmischtiefe nicht berücksichtigt worden zu sein.) Nehmen wir 1'000 kg/m³, das macht die Rechnung einfacher und ist für diese Abschätzung genau genug. Ich komme damit auf eine Dispergiermittel-Konzentration von rund 0.001 kg/m³ oder 1 ppm (bei einer Dichte des Meerwassers von ca. 1 kg/L).²

Vergleichen wir diese Zahl nun mit Toxizitätsdaten.

Tierart	Corexit9527	Corexit9500
Garnele	49.4 ppm	83.1 ppm
Barsch (Larve)	14.3 ppm	19.8 ppm

Konzentrationen, bei denen nach 96 Stunden 50% der Tiere gestorben waren. Gulec und Douglas 2000.

Ein Übersichtsartikel gibt als tiefsten Wert 1.6 ppm für Mollusken und Corexit9527 an (George-Ares und Clark).

Die erwarteten Konzentrationen sind im Extremfall also fast so hoch wie der tiefste Toxizitätswert. Das ist kritisch, denn auch bei tieferen Konzentrationen gibt es noch Tiere, die daran sterben oder mindestens beeinträchtigt sind. Wenigstens stellt die berechnete Konzentration einen Extremfall dar, der wohl nur für einige Stunden erreicht wird, da die weitere Durchmischung im Meer zu einer Verdünnung führt.

Nun will ich noch versuchen, abzuschätzen, in welchen Mengen die Dispergiermittel tatsächlich eingesetzt werden. Bis zum 7.5. wurden 267'195 Gallonen, bis zum 8.5. 290'000 Gallonen ausgebracht, macht 22'805 Gallonen (86'327 Liter) in einem Tag. Ein Flugzeug kann drei Flüge täglich durchführen und deckt mit einem Flug 250 acres, das ist etwa ein Quadratkilometer, ab.  Sagen wir, es werden zehn Flugzeuge eingesetzt, diese decken also 30 km² pro Tag ab. Damit hätten wir eine durchschnittliche Dispergiermittelmenge von rund 3 m³ pro km², etwa dreimal weniger als oben für den Maximalfall angenommen. Die Konzentrationen, die im Meerwasser erreicht werden, dürften also im Allgemeinen tiefer liegen als 1 ppm. Trotzdem hoffe ich, dass eine Obergrenze für den Einsatz der Dispergiermittel eingehalten wird.


¹Die Wassergefährdungsklasse ist eine Einstufung in Deutschland, die z.T. auch in der Schweiz angewendet wird. Als juristische Laiin konnte ich innert nützlicher Frist nicht herausfinden, welche Konsequenzen diese Einstufung hat.
²ppm steht für "parts per million" und bezieht sich hier auf das Gewicht. D.h. 1 ppm entspricht 1 mg/kg.


Quellen:

• http://www.deepwaterhorizonresponse.com/go/doc/2931/542923/ und http://www.deepwaterhorizonresponse.com/go/doc/2931/542423/ (Menge des eingesetzten Dispergiermittels)
• http://www.deepwaterhorizonresponse.com/go/doc/2931/539295/ und http://www.deepwaterhorizonresponse.com/go/doc/2931/539287/ (Sicherheitsdatenblätter)
• http://www.deepwaterhorizonresponse.com/go/doc/2931/536599/ (Anwendungsverhältnis und Annahme zur Einmischtiefe der Dispergiermittel)
• http://www.deepwaterhorizonresponse.com/go/doc/2931/537695/  (Einsatz von Flugzeugen)
• http://deepwaterhorizon.noaa.gov/bookshelf/489_disperse.pdf  (Dicke der Ölschicht)
• http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp118.html (Toxikologie von Ethylenglykolmonobutylether)
• http://www.amsa.gov.au/Marine_Environment_Protection/National_plan/General_Information/Dispersants_Information/FAQ_Oil_Spills_Dispersants.asp (australischer FAQ zu Dispergiermitteln bei Ölverschmutzungen)
• Gulec, I. und Holdway, D.A. Toxicity of crude oil and dispersed crude oil to ghost shrimp Palaemon serenus and larvae of Australian bass Macquaria novemaculeata. Environmental Toxicology 15(2), 91-98, 2000. abstract
• George-Ares, A. und Clark, J.R. Acute aquatic toxicity of three Corexit products: an overview.

Erfahrungen mit gentechnisch veränderten Feldfrüchten in den USA

Gentechnisch veränderte Organismen (GVO) sind in den USA auf dem Vormarsch. 2009 waren 80% der angebauten Sojabohnen, Mais und Baumwolle gentechnisch verändert. Jetzt ist eine Studie erschienen, die ihre ökonomischen und ökologischen Auswirkungen auf Bauernhofebene untersuchte.

In den USA werden Sojabohnen, Mais, Baumwolle, Raps und Zuckerrüben, die gegen den Wirkstoff Glyphosphat in Herbiziden resistent sind, angebaut. Mais und Baumwolle können zudem selbst ein Insektizid gegen ausgewählte Schädlingsarten produzieren. Die Gene dafür stammen vom Bakterium Bacillus thuringiensis, das schon lange zur Insektenbekämpfung eingesetzt wird.

Die wichtigsten Resultate

Ökologie

1. Der Herbizidverbrauch wurde gesenkt, oder es wurden weniger ökotoxische Herbizide eingesetzt.
2. Der Anbau von herbizidresistenten Pflanzen geht mit bodenschonenderen Pflugmethoden einher. Dadurch nimmt die Erosion ab und die Bodenqualität verbessert sich.
3. Die beiden erstgenannten Punkte dürften zu einer besseren Wasserqualität führen. Es existieren aber nicht genügend Messdaten, um diese Vermutung nachzuweisen.
4. Unkräuter konnten Resistenzen gegen Glyphosphat entwickeln, wenn dies das einzige eingesetzte Herbizid war und keine weiteren Massnahmen zur Unkrautbekämpfung getroffen wurden.
5. Die Entwicklung von Resistenzen bei Insekten wurde durch flankierende Massnahmen erfolgreich eingedämmt. In 14 Jahren sind nur 2 Fälle aufgetaucht.

Ökonomie und Soziologie

1. Im Allgemeinen war der Anbau von GVOs für die Bauern von Vorteil, hauptsächlich dank eines verminderten Ertragausfalls und geringeren Zeitaufwands.
2. Die Auswirkungen auf Bauern, die keine GVOs anbauen, sind gemischt. Herbizid- und Insektizidpreise ändern sich aufgrund veränderter Nachfrage. Es besteht die Möglichkeit, einen höheren Preis für nicht gentechnisch veränderte Produkte zu erzielen. Andererseits gibt es keine Möglichkeit, die Verunreinigung durch benachbarte Felder auszuschliessen.
3. Die Integration der Samenproduktion in die chemische Industrie hat bisher nicht zu ökonomischen Nachteilen für die Bauern geführt.

Fünf Caveats der Autoren

1. Die zunehmende Kontrolle privater Firmen über die Gensubstanz von Feldfrüchten könnte auf lange Sicht zu zunehmenden Saatgutpreisen führen.
2. Wir wissen immer noch zu wenig darüber, wie sich der Einsatz von GVOs auf die Umwelt insgesamt auswirkt.
3. Die Forschung konzentriert sich zur Zeit auf die Einführung von Resistenzen bei den häufigsten Feldfrüchten. Früchte und Gemüse werden kaum erforscht, ebensowenig weitere mögliche gentechnische Veränderungen, z.B. eine verbesserte Nährstoffnutzung oder Toleranz gegen Trockenheit.
4. Soll in nicht-GVO-Produkten ein gewisser Anteil von GVOs erlaubt sein? Es ist sowohl bei der Produktion als auch beim Vertrieb enorm aufwendig, eine Kontamination zu verhindern.
5. Andere Länder (sprich: das böse, böse Europa) können den Import von GVOs einschränken und dadurch den Markt verkleinern.

So, da hätten wir wieder etwas Futter für die Gentechdebatte. Überraschende Erkenntnisse sind vielleicht nicht dabei, aber doch der eine oder andere interessante Punkt. Es sind also durchaus ökologische Vorteile zu verzeichnen, aber die Entwicklung von Resistenzen sollte überwacht und durch entsprechende Massnahmen kontrolliert werden.


Quelle:
Committee on the Impact of Biotechnology on Farm-Level Economics and Sustainability: Impact of Genetically Engineered Crops on Farm Sustainability in the United States. The National Academies Press 2010.Die gesamte Studie kann online eingesehen werden: http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=12804&page=1