Diese Durchbrüche könnten unsere Ozeane vor schädlichen Ölverschmutzungen bewahren

Am 20. April 2010 führte eine Explosion auf der Deepwater Horizon dazu, dass die Bohrinsel im Golf von Mexiko versank und innerhalb von vier Monaten mehr als drei Millionen Barrel Rohöl austraten. Die Ölkatastrophe vor der Küste von Mississippi war die größte in der Geschichte der Vereinigten Staaten, und sieben Jahre später ermittelt das National Resource Damage Assessment (NRDA) immer noch das Ausmaß der Kontamination.

In den letzten 50 Jahren kam es in US-Gewässern zu mindestens 44 solcher Ölverschmutzungen mit mehr als 10.000 Barrel. Innovationen sind unerlässlich, um ähnliche Schäden im Meer wie durch Deepwater Horizon zu verhindern, aber neue Maßnahmen zur Lösung dieser unnatürlichen Katastrophen können noch nicht mithalten.

Die Küstenwache, die für die Überwachung der Notfallmaßnahmen bei solchen Ereignissen verantwortlich ist, verwendet drei Hauptmethoden zur Beseitigung von verschüttetem Öl: Abpumpen und Abschöpfen, In-situ-Verbrennung und chemische Dispersion.

Diese Techniken sollen Öl von der Wasseroberfläche entfernen, werden jedoch wirkungslos, wenn das Öl sinkt. Sie können auch schädlich für die Umwelt und die Tierwelt sein, weshalb eine effiziente Erkennung und eine schnelle Reaktion bei der Beseitigung wichtiger sind. Aber neue Methoden in der Entwicklung könnten den Prozess für Notfallteams kostengünstiger, effizienter und einfacher machen.

Forscher der Universidade de Vigo in Spanien arbeiten daran, ein System aus Bojen mit kleinen Sensoren zu verbinden, die in der Lage sind, Küstenbereiche aus der Ferne zu überwachen. Mithilfe dieser Bojen können Wissenschaftler Öl schnell erkennen, wenn es in ihr Gebiet gelangt, und diese Informationen über einen Sender an das Team zurücksenden.

„Die schnelle Erkennung einer Verschüttung ist für eine schnelle Reaktion zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung von entscheidender Bedeutung, um die fortschreitende Vermischung des Öls mit dem Wasser, die die Reinigung schwieriger und ineffizienter machen würde, so weit wie möglich zu vermeiden“, sagt Jose R. Salgueiro, Leiter der Forschung Team, sagte in einer Erklärung. „Außerdem ermöglicht die Kenntnis der Ölsorte eine gezieltere Reaktion, um der Verschmutzung entgegenzuwirken.“

Zu diesem Zweck zeichnen die Lichtsensoren der Bojen mithilfe einer Konfiguration aus vier Fotodiodendetektoren unterschiedliche Signale auf und bestimmen, welche von fünf verschiedenen Ölarten im Wasser vorhanden ist.

Salgueiros Erfindung ist kostengünstig in der Herstellung und kann problemlos in einer Boje platziert und dann vor der Küste zurückgelassen werden, um bestimmte Gebiete auf unbestimmte Zeit zu überwachen. Durch die Schaffung eines Netzwerks dieser Bojen könnten Forscher die Ausbreitung von Ölverschmutzungen in Echtzeit kartieren, da Sensoren in verschiedenen Bereichen das Vorhandensein von Öl bestätigen. Ohne auf eine kostspielige Überwachung durch Flugzeuge angewiesen zu sein, um verschüttetes Öl aufzuspüren, könnten die Befragten ihre Reinigungsmaßnahmen schneller und präziser ausrichten.

Das Erkennen der Ausbreitung einer Ölpest bedeutet wenig, es sei denn, das Öl kann schnell aus dem Wasser entfernt werden. Mit den von der Küstenwache heute am häufigsten eingesetzten Reinigungsmethoden kann das Öl jedoch nicht für die zukünftige Verwendung gerettet werden, sodass ausgelaufene Öle nicht nur die Umwelt schädigen, sondern auch wertvolle Ressourcen verschwenden.

Seth Darling und ein Team am Argonne National Laboratory in Illinois haben im Wesentlichen ein System aus großen Schwämmen geschaffen, die über einen Ölteppich auf der Wasseroberfläche gezogen werden können. Die Schwämme, bestehend aus einem mit Silanmolekülen beschichteten Polyurethanschaum, nehmen das Öl auf und entfernen es sicher aus dem Wasser. Anschließend können sie ausgewrungen und bis zu 100 Mal wiederverwendet werden.

Darlings Team berechnete das Silan, das benötigt wird, um ein chemisches Gleichgewicht herzustellen, das attraktiv genug ist, um Ölmoleküle im Wasser zu absorbieren, aber nicht so stark, dass es die eingeschlossenen Moleküle später unter den richtigen Bedingungen nicht freisetzen kann.

Als die Schwämme bei Labortests hinter eine Rohölleitung gezogen wurden, konnten sie das 90-fache ihres Gewichts an Öl aufnehmen, bevor sie durch eine Presse geschickt wurden. Sie wurden mehrmals wiederverwendet, ohne ihre Kapazität zu verlieren, und festigten so ihren Status als nachhaltige neue Methode zur Reinigung nach einer Verschüttung.

„In einer idealen Welt hätte man Sammlungen dieses Schaums in der Nähe von Offshore-Betrieben gelagert … bereit zum Einsatz, wenn die Ölkatastrophe passiert“, sagte Darling kürzlich gegenüber New Scientist.

Neue Technologien, die die Reaktion beschleunigen, können Schäden an der Küste und der Tierwelt verhindern und den Verlust lebenswichtiger Ressourcen verhindern. Allerdings sind noch einige Fragen offen. Weitere Tests sind erforderlich, um festzustellen, wie groß die Fläche schwimmender Sensoren sein könnte, die sie abdecken könnten, oder wie sich der absorbierende Schwamm unter Nutzung vorhandener Ressourcen am besten einsetzen lässt.

Es wird wahrscheinlich noch eine Weile dauern, bis sie in großem Umfang umgesetzt werden. Doch diese Innovationen zeigen ein großes Potenzial zur Rettung unserer Ozeane.

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