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Ölige Luft

Umwelt.- Das Ausmaß der Schäden, die die Havarie der Ölbohrplattform Deepwater Horizon im vergangenen Jahr im Golf von Mexiko anrichtete, war im Wasser leicht zu erkennen. Wie sich die Luftqualität verschlechterte, wollten nun Wissenschaftler der US-Wetter- und Ozeanographie-Behörde herausfinden - mit Messflügen.

Von Dagmar Röhrlich | 08.08.2011

Welche Folgen die Havarie der Deepwater Horizon für die Ökosysteme im Golf von Mexiko hatte, konnte sich jeder ausmalen, der den braunen Teppich im Fernsehen sah. Aber Rohöl besteht aus vielen Bestandteilen, und einige sind leicht flüchtig, verdampfen also und belasten die Luft. Was in der Atmosphäre passiert, ist jedoch viel schwieriger zu erfassen. Also maßen im Juni Wissenschaftler an Bord eines Forschungsflugzeugs die Luftverschmutzung erst direkt über der Havariestelle und dann über dem ausgedehnten Ölteppich. Sie erwarteten, eine Art schmale, dünne Abgasfahne zu sehen, die sich von der Unfallstelle aus in Windrichtung ausbreitet. Die Instrumente verrieten ihnen jedoch, dass die Belastung sehr großräumig war:

"Es war sofort klar, dass dort schnell viel Öl verdunstete und dass sich große Mengen an organischen Aerosolen bildeten. Die entstehen nach landläufigem Verständnis, wenn leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe verdampfen, chemische Reaktionen in der Luft ablaufen und deren Produkte dann an Partikeln in der Luft kondensieren. Zu unserer Überraschung stellten wir jedoch fest, dass ein großer Teil dieser organischen Aerosole nicht von leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen stammt, sondern von komplexeren."

Joost de Gouw von der US-Wetter- und Ozeanografie-Behörde NOAA. Den Analysen zufolge waren in dem Ölteppich zunächst 20 bis 30 Prozent leicht flüchtiger Bestandteile. Die verdampften innerhalb von zehn Stunden. In so kurzer Zeit konnten sie sich jedoch kaum ausbreiten, so dass diese Fraktion lokal nur sehr begrenzt organische Aerosole erzeugen konnte. Allerdings war die aktive Zone, in der diese neuen Aerosole entstanden, viel größer. Der Grund:

"Andere Komponenten des Öls sind schwerer und verdunsten langsamer. Es gibt eine Fraktion aus komplexeren Komponenten, die 10 bis 20 Prozent am Ölteppich ausmachte und die sich mit ihm über Tage hinweg verbreitete. Wir konnten nachweisen, dass die Dämpfe dieser schwereren Komponenten das Ausgangsmaterial für die Aerosole waren, die wir im weiten Umkreis gemessen haben. Die Konzentrationen dieser organischen Partikel in der Luft war sehr hoch."

Der Rest der Kohlenwasserstoffe schien nicht zu verdunsten. Jedenfalls konnte nichts mehr gemessen werden. Nun war die Katastrophe im Golf ein einmaliges Ereignis, aber diese Messungen haben große Bedeutung für die Luftqualität in den Städten, denn auch dort sind die organischen Aerosole die Ursache vieler Gesundheits- und Umweltprobleme:

"Deshalb werden in unseren Städten die leichtflüchtigsten Kohlenwasserstoffe routinemäßig gemessen und intensiv erforscht. Jedoch sollten die komplexeren Kohlenwasserstoffe zu selten sein, um Schaden anzurichten, so dachte man. Wir konnten nun nachweisen, dass - im Gegenteil - das Gros der Luftverschmutzung durch organische Aerosole aus eben diesen komplexeren Kohlenwasserstoffen entsteht. Sie spielen also eine sehr wichtige Rolle als Vorläufer für organische Aerosole."

Den Verdacht gab es bereits. Denn was an leichtflüchtigen Bestandteilen in der Stadtluft gemessen wird, erkläre nur zehn Prozent der organischen Aerosole:

"In die Tanks unserer Fahrzeuge füllen wir raffiniertes Rohöl, das immer noch viele der Komponenten enthält, die auch im Ölteppich der Deepwater Horizon steckten. Der Nachweis, dass die schwereren Kohlenwasserstoffe bei der Aerosolbildung in der Stadtluft eine entscheidende Rolle spielen, ist jedoch schwierig, weil dort ein buntes Stoffgemisch vorliegt. Die Havarie war für uns so etwas wie ein riesiges Experiment, weil sich die Komponenten an der Meeresoberfläche räumlich trennten, und zwar durch ihre Neigung zu verdampfen. Deshalb konnten wir sie separat untersuchen."

Die Katastrophe der Deepwater Horizon könnte also helfen, bessere Strategien für die Luftreinhaltung in den Städten zu entwickeln. Anscheinend müsste man sehr viel mehr Substanzen überwachen und minimieren, um die Entstehung schädlicher Aerosole zu vermindern.