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Freitag, 20.01.2017
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Mit sanfter Chemie gegen "Aliens"

Neue Methode beseitigt gefährliche Einwanderer im Ballastwasser von Schiffen

Immer mehr und immer größere Schiffe transportieren jedes Jahr Millionen Tonnen an Gütern zwischen den Kontinenten hin und her. Doch der boomende Schiffsverkehr hat auch Schattenseiten. In den riesigen stählernen Laderäumen oder im Ballastwasser der Frachter und Tanker reisen häufig unbemerkt „blinde Passagiere“ mit, die heimische Tier- und Pflanzenarten dezimieren oder verdrängen und vorhandene Ökosysteme bedrohen. Wissenschaftler der Degussa haben jetzt zusammen mit Kollegen der Firma Hamann eine neue umweltschonende Methode entwickelt, um das Ballastwasser von solchen „Einwanderern“ zu befreien.
Wollhandkrabbe

Wollhandkrabbe

Viele blinde Passagiere auf Schiffen wie Viren und Bakterien, Pilze, Algen und Plankton sind winzig klein. Doch auch andere, gut sichtbare Lebewesen wie Fische, Muscheln oder Krebse gehen mit auf große Fahrt. So ist beispielsweise die chinesische Wollhandkrabbe in die Nordsee eingewandert und räubert in Fischteichen, zerbeißt Fischernetze und unterhöhlen Deiche.

Auf der anderen Seite des Atlantiks, in den großen amerikanischen Seen, treibt die Zebramuschel ihr Unwesen, die eigentlich im Schwarzen und im Kaspischen Meer heimisch ist. In ihrem neuen Umfeld vermehren sich diese Mollusken so stark, dass sie die Zuflussrohre von Wasserkraftwerken zuwuchern und schon die Trinkwasserversorgung ganzer Städte lahm gelegt haben. Aktuelle Schätzungen beziffern die bisher angerichteten Schäden auf fünf Milliarden Dollar, jedes Jahr kommen 200 Millionen Dollar an Kosten hinzu.

Vor der Küste Australiens sorgt der nordpazifische Seestern für Aufregung, der eigentlich in den Gewässern Japans,Koreas und Russlands zu Hause ist. Der wunderschöne, goldgelbe Asterias amurensis dezimiert die Bestände von Krebsen, Schnecken, Muscheln und Garnelen. „Wie ein Staubsauger frisst er den Meeresboden kahl“,beklagt Ron Tresher vom „Centre for Research on Introduced Marine Pests“ im tasmanischen Hobart. Krabbe, Muschel und Stern sind nur drei Beispiele von vielen, die für die Einschleppung „fremder Wesen“ und die Gefährdung vorhandener Ökosysteme stehen.

Jede Sekunde „landen“ 300 Exoten an unseren Küsten


Ursache für den ungewollten Artenaustausch ist Ballastwasser, das - je nach Beladungszustand - in großen Mengen zur Stabilisierung in die Tanks von Schiffen gepumpt wird. Moderne Frachter nehmen auf diese Weise bis zu 100.000 Tonnen an Bord, wodurch sie tiefer in die Wellen tauchen und so die Kentergefahr auf hoher See minimieren. Am Zielhafen werden die gewaltigen Wassermassen einfach wieder abgelassen - allein in die Deutsche Bucht und die Häfen an Nord und Ostsee fließen so pro Jahr 20 Millionen Tonnen. Rein rechnerisch gelangen mehr als 300 Exoten pro Sekunde an unsere Küsten.


Zwischen 1992 und 1996 haben Meeresbiologen eine Art Inventur im Ballastwasser von etwa 200 Schiffen durchgeführt, die in Hamburg und Kiel vor Anker gingen. „Wir haben über 400 verschiedene Arten in unseren Proben identifiziert“, benennt Stephan Gollasch, Berater der Bundesregierung bei der International Maritime Organisation (IMO, London), das erstaunliche Ergebnis.

Im vergangenen Jahr hat die IMO eine Übereinkunft (International Convention for the Control and Management of Ships’ Ballast Water and Sediments) erzielt, mit der das Problem endlich gelöst oder zumindest verringert werden soll. Ab 2009, spätestens bis 2016, fordert sie ein Ballastwasser- Management, das den bisher üblichen unkontrollierten Wasseraustausch ersetzt. Allerdings tritt der Vertrag erst dann in Kraft, wenn ihn 30 Staaten ratifizieren, die 35 Prozent der weltweiten Handelstonnage repräsentieren. „Die bürokratischen Hürden sind hoch, die Umsetzung kann also noch mehrere Jahre dauern“, bedauert Gollasch.

So lange möchten der Chemiekonzern Degussa in Düsseldorf und der Maschinenbauer Hamann aus Hollenstedt nicht warten. Gemeinsam wollen sie ein modulares Konzept für die umweltschonende Behandlung von Ballastwasser einführen.

Komplett biologisch abbaubar


Das von Hamann entwickelte so genannte Sedna(R)-System (Save Effective Deactivation of Non-Indigenous Aliens) behandelt das Wasser bei der Aufnahme in die Tanks in mehreren Schritten. Zunächst kommen so genannte Hydrozyklone zum Einsatz, die festes Material durch Zentrifugalkräfte ausschleusen. Sie trennen die großen Spezies ab und hindern Sedimente, an denen häufig noch Lebewesen haften, weitgehend daran, in die Tanks zu gelangen. Der nachgeschaltete Filter entfernt zudem alle verbliebenen Teilchen, die über 50 Mikrometer (millionstel
Meter) groß sind.

„Dieser zweistufige physikalische Prozess garantiert, dass unterschiedliche Feststoffgehalte im Wasser genauso wie eine große Bandbreite an Lebewesen effektiv abgetrennt werden“, erklärt Matthias Voigt von Hamann zuständig. Danach wird das bereits gereinigte Wasser mit Peraclean(R) Ocean, einer Substanz aus Peressigsäure und Wasserstoffperoxid, chlorfrei desinfiziert, die komplett biologisch abbaubar ist. Sie reagiert in relativ kurzer Zeit zu Essigsäure, Sauerstoff und Wasser.

„Unser Produkt weist schon bei sehr niedrigen Konzentrationen von 50 bis 100 ppm exzellente Biozid- und Fungizideigenschaften auf und ist zudem in einem weiten Temperatur- und pH-Bereich stabil“, betont Bernd Hopf von der Degussa. Das Kürzel ppm steht für „parts per million” und damit für sehr kleine Konzentrationen. Die Wirksamkeit des Systems wurde inzwischen anhand von Labor- und Feldversuchen nachgewiesen, die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurden.

Unabhängig von Anzahl und Art der Organismen entspricht das Ballastwasser bereits nach nur 24-stündiger Behandlung im Tank den strengen Anforderungen der IMO-Konvention.

Große Vorteile bei der Lösung mit Aktiv-Sauerstoff


Die Vorteile des Verfahrens von Hamann und Degussa sind enorm: Die mechanische Vorbehandlung trennt alle größeren Bestandteile ab und verringert signifikant die Menge an Sedimenten. Peraclean ist hochwirksam gegen alle verbleibenden Organismen. Es ist verträglich mit allen gängigen Ballastwassertankbeschichtungen und universell anwendbar in Salz-, Süß- und Brackwasser. Zudem ist das Mittel lagerstabil, leicht zu dosieren, sparsam im Verbrauch und - vor allem - umweltverträglich. Eine der ersten Anlagen hat Hamann in den zurückliegenden drei Jahren für mehr als 3.500 Stunden ohne Probleme betrieben. So wurde die mechanische Funktion ebenso wie die biologische Wirksamkeit unter praxisnahen Bedingungen erfolgreich getestet.

„Dabei hat sich keine Begrenzung hinsichtlich der Wassermenge oder der behandelten -qualitäten ergeben“, betont Voigt. Zudem ist das System für jede Art Schiff geeignet. Dank des modularen Aufbaus kann es an unterschiedliche Ballastwassermengen zwischen 50 und 1.000 Kubikmetern pro Stunde angepasst werden.
(Degussa, 21.11.2005 - DLO)
 
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