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StartseiteUmwelt und Verbraucher Schadstoffe in Flüssen26.03.2009

Schadstoffe in Flüssen

Bilanz des EU-Umweltprojektes "AquaTerra"

"AquaTerra" ist nach EU-Angaben eines der größten Umweltforschungsprojekte weltweit. Fünf Jahre lang haben sich Wissenschaftler damit beschäftigt, wie Schadstoffe ins Wasser, in den Boden und in die Luft kommen, wie sie sich ausbreiten und wie sie wieder abgebaut werden. Jetzt gab es die Bilanz.

Von Thomas Wagner

Die Donau: Wo sind hier die Schadstoffe? (AP)
Die Donau: Wo sind hier die Schadstoffe? (AP)

"Also was wir in 'Aqua Terra' leider auch festgestellt haben, ist, dass die chemischen Verbindungen, die man jetzt diffus in der Umwelt hat, uns sehr lange erhalten bleiben. Also man könnte schließen, dass der chemische Fußabdruck, den der Mensch ubiquitär in der Landschaft hinterlässt, uns sehr lange erhalten bleiben wird, vielleicht so lange wie die Pyramiden."

Damit bringt Professor Peter Gratwohl vom Institut für Geowissenschaften an der Universität Tübingen die Grundproblematik zum Ausdruck, die in den vergangenen fünf Jahren im Mittelpunkt des europäischen Forschungsprojektes "Aqua Terra" stand. Dabei ging es um die so genannten "Pufferwirkung" von Flusssedimenten, aber auch von Waldböden: Gefährliche Schadstoffe werden einerseits langfristig darin gebunden, was zunächst einmal ein Vorteil ist. Über Jahrzehnte hinweg treten diese Schadstoffe aber aus den Sedimenten und Böden in kleinen Konzentrationen wieder in die Umwelt aus. Wie sehen diese Prozesse aber im Einzelnen aus? Und wie damit umgehen? Über solche Fragen diskutieren die Fachleute derzeit an der Uni Tübingen. Ein Beispiel dafür sind Ablagerungen eines Schadstoffes namens Nonylphenol, das Abbauprodukt eines Reinigungsmittels mit hormonähnlichen Wirkungen. Hohe Konzentrationen solcher Ablagerungen entdeckten die Forscher im Rahmen des "Aqua-Terra-Projektes" im Sediment des spanischen Flusses Ebro. Professor Johannes Barth vom Geozentrum Nordbayern der Universität Erlangen-Nürnberg:

"Man findet diesen Schadstoff vor allem unterhalb, also abströmig von Kläranlagen, die das industrielle Abwasser eben auch aufreinigen. Allerdings geht dieser Schadstoff sehr gut durch die Kläranlagen durch. Und es gibt jetzt zwei Mechanismen, die die Funktionsweise dieses Schadstoffes minimieren können: Einerseits Sorption, zum Beispiel an Sedimente, andererseits durch Bioabbau."

Sorption an Sedimente - das heißt: Der Schadstoff bindet sich an die Flusssedimente. Das allerdings ist tückisch: Denn im Laufe der Jahrzehnte löst sich der Schadstoff ganz langsam wieder heraus, wird an die Umwelt abgegeben. Das trifft nicht nur auf Nonylphenol, sondern auch auf eine ganze Reihe weiterer Schadstoffe zu. Und deshalb war es für die Wissenschaftler ganz wichtig, zu erforschen, wie beispielsweise das Sediment eines Flusses beschaffen sein muss, um Schadstoffe möglichst lang und vollständig an sich zu binden.

"Es stellt sich heraus, dass, wenn wir Böden oder Sedimente haben, die sehr kohlenstoffreich sind, zum Beispiel ein Torf oder ein Sediment mit sehr vielen Kohlepartikeln drin, dann können diese PAKs sehr gut zurückgehalten werden. Wir haben allerdings herausgefunden, dass nicht nur der Anteil der Kohlepartikel eine Rolle spielt, sondern die Form von kohligen Partikeln. Es gibt Holzkohle, es gibt Black Carbon, also so etwas wie Russ, und das alles hat ein unterschiedliches Sorptionsverhalten. Das ist eine relativ neue Erkenntnis, das eben der Typ des Rückhaltemechanismus auch eine Rolle spielt für die Rückhaltung der Schadstoffe."

Aus der Betrachtung einer Sedimentschicht lässt sich daher schließen, wie stark die Umgebung von den gebundenen Schadstoffen bedroht wird. Ernüchternd das Ergebnis im Rahmen des "Aqua Terra-Projektes", was den so genannten 'biologischen Abbau" von vor allem organischen Schadstoffen angeht: Darunter verstehen die Experten den einen Prozess, bei dem Bakterien die Schadstoffe aufspalten, in ungefährliche Substanzen umwandeln. Allerdings, so Johannes Barth:

"Oftmals können beim Bio-Abbau Produkte entstehen, die sehr viel toxischer sind. Zum Beispiel haben wir bei den chlorierten Kohlenwasserstoffen Bioabbau; das kann man nachweisen. Es gibt aber ein Zwischenprodukt, das Vinyl-Chlorid, das kumuliert sich als Zwischenprodukt. Und das ist sehr viel toxischer als die Vorgängerprodukte. Das ist ein Beispiel dafür, dass Bioabbau sehr viel Hoffnung weckt, aber andererseits sehr gut verstanden werden muss, um es wirklich effizient als Heilmethode für die Umwelt einzusetzen."

Deshalb müssen beim Bioabbau die chemischen Prozesse genau analysiert werden, um zu verhindern, dass giftige Zwischenprodukte entstehen, hieß es dazu auf der Tagung in Tübingen. Im Übrigen ergaben die Untersuchungen vor allem an der Donau ein weiteres wichtiges Ergebnis: Im Sediment sind die unterschiedlichsten Schadstoffe nachweisbar; viele davon werden seit Jahren und Jahrzehnten nicht mehr verwendet. Allerdings werden sie in Abhängigkeit zum Flusslauf in unterschiedlichen Konzentrationen abgelagert.

"Da war vor alleine in großes Inventar der verschiedensten Schadstoffen, die man so in der Donau findet: Pestizide, polyaromatische Wasserstoffe, auch so hormonaktive Substanzen wie Vinylphenol. Also diejenigen, die am Fluss-Ende, Richtung Mündung wohnen, die kriegen natürlich die ganze Ladung der Schadstoffe ab, entweder durch Sedimente transportiert oder durch wässrigen Transport."

Die langfristige Speicherung von Schadstoffen in Flusssedimenten, aber auch die minimale Abgabe dieser Schadstoffe im Laufe von Jahrzehnten an die Umwelt sind verknüpft mit Prozessen, die noch genauer untersucht werden müssen, hieß es dazu auf der Tagung in Tübingen. Dies sei notwendig, um langfristig, schleichende Umweltbeeinträchtigungen zu verhindern - und dies betrifft nicht nur Flusssedimente. Auch Waldböden beispielsweise wirken als Schadstoffpuffer. Dies ist einerseits ein Vorteil, da die Schadstoffe erst einmal gebunden werden, andererseits langfristig aber auch eine schleichende Gefahr, meint Professor Peter Gratwohl vom Zentrum für angewandte Geowissenschaften in Tübingen:

"Die Böden speichern dieses chemische Signal zwischen. Das wissen wir. Aber sie geben sie auch langsam wieder ab. Und da gibt es zwei Pfade: Einmal ins Grundwasser nach unten über die Niederschläge. Und der zweite Pfad geht in die Atmosphäre. Und man hat auch heute Stoffe wie die PCBs zum Beispiel, die schon lange verboten sind, nicht mehr angewendet werden, die werden in Böden zwischengespeichert und wandern um den Globus."

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