Studie zeigt, dass Sonnenlicht helfen kann, Öl in Meerwasser aufzulösen

Die Ölkatastrophe der Deepwater Horizon im Jahr 2010 war die größte Ölpest in der Geschichte der Vereinigten Staaten. Die Katastrophe wurde durch eine Explosion auf der Bohrinsel Deepwater Horizon verursacht, bei der 11 Menschen ums Leben kamen und fast 210 Millionen Gallonen Rohöl in den Golf von Mexiko freigesetzt wurden. Zwölf Jahre und Hunderte Millionen Dollar später arbeiten Wissenschaftler immer noch daran, zu verstehen, wo all dieses Öl gelandet ist, ein Konzept, das als Umweltschicksal bekannt ist.

Die am häufigsten diskutierten Schicksale von im Meer ausgelaufenem Öl sind der biologische Abbau (Mikroorganismen verbrauchen und zersetzen das Öl), die Verdunstung (flüssiges Öl wird zu Gas) und das Stranden von Öl an Küsten.

Aber ein Team von Forschern der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) hat entdeckt, dass fast 10 % des Öls, das nach der Deepwater Horizon-Katastrophe auf dem Golf trieb, durch Sonnenlicht in Meerwasser aufgelöst wurde, ein Prozess, der als „Photo-Auflösung“ bezeichnet wird. Die Ergebnisse wurden heute in der Veröffentlichung „Sunlight-driven dissolution is a major schicksal of oil at sea“ in veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte.

„Die Menge an Öl, die durch Sonnenlicht in Verbindungen umgewandelt wurde, die sich während der Deepwater Horizon-Verschüttung 2010 im Meerwasser auflösten, konkurriert mit dem allgemein akzeptierten Schicksal von Öl, wie biologischer Abbau und Strandung an Küsten“, sagte Co-Autor Collin Ward, Assistenzwissenschaftler bei WHOI’s Marine Fachbereich Chemie und Geochemie.

„Einer der faszinierendsten Aspekte dieses Ergebnisses ist, dass es unser Verständnis davon beeinflussen könnte, wohin das Öl sonst fließt und ob das Ergebnis gut oder schlecht ist“, sagte Hauptautorin Danielle Haas Freeman vom Massachusetts Institute of Technology/WHOI Joint Program Schüler. „Wenn dieser beträchtliche Anteil des Öls durch Sonnenlicht umgewandelt wird und sich in Meerwasser auflöst, könnte das bedeuten, dass weniger Öl an anderen Orten landet, wie z. B. in sensiblen Küstenökosystemen. Wir müssen jedoch die Auswirkungen der Verbindungen auf Meeresorganismen berücksichtigen bevor wir entscheiden können, ob das Nettoergebnis positiv oder negativ ist.“

Um zu diesem wichtigen Ergebnis zu gelangen, verwendeten Freeman und Ward speziell angefertigte Leuchtdioden (LED)-Reaktoren, um zu messen, wie die Rate dieses Ölschicksals für verschiedene Arten von Licht, wie ultraviolettes und sichtbares Licht, variiert.

„Der Prozess der Ölfotoauflösung ist tatsächlich seit über fünfzig Jahren bekannt“, sagte Ward. „Aber was hier neu ist, ist unser Verständnis, wie dieser Prozess mit der Lichtwellenlänge variiert, die wir mit den LED-Reaktoren bestimmt haben. Dies ist die Schlüsselinformation, die es uns ermöglicht hat, die Bedeutung dieses Prozesses während einer Verschüttung abzuschätzen.“

Die neuartigen Messungen mit den LEDs boten auch die Möglichkeit, festzustellen, welche Bedingungen für die Steuerung dieses Prozesses am wichtigsten sind. Das Team erstellte hypothetische Verschüttungsszenarien mit unterschiedlichen Ölteppichdicken, Jahreszeiten, Orten auf der ganzen Welt und Lichtarten. Sie bemerkten, dass einige dieser sich ändernden Bedingungen wichtiger waren als andere.

„Die Bedeutung dieses Prozesses ändert sich dramatisch, wenn man dünne oder dicke Ölteppiche betrachtet“, sagte Freeman. „Wir haben auch festgestellt, dass dieser Prozess entgegen der landläufigen Meinung in arktischen Gewässern relevant ist, eine besonders wichtige Erkenntnis angesichts des erwarteten Anstiegs des Frachtschiffverkehrs und des erhöhten Risikos von Verschüttungen in dieser Region. Diese Art der Modellierung ist entscheidend für die Vorhersage von Verschüttungen und unter Berücksichtigung der Auswirkungen auf marine Ökosysteme.“

Die Vorstellung, dass Öl an der Meeresoberfläche ein neues Schicksal haben könnte, ist monumental für die Gestaltung der Zukunft von Ölpeststudien und Taktiken zur Bekämpfung von Ölunfällen. Es ist derzeit nicht bekannt, was das Schicksal und die potenzielle Toxizität dieser durch Sonnenlicht erzeugten Verbindungen sind, was eine Herausforderung bei der Bewertung der Auswirkungen dieses Ölschicksals darstellt. Freeman und Ward ermutigen das Fachgebiet, sich diesen Wissenslücken zuzuwenden.

„Während unsere Ergebnisse darauf hindeuten, dass sich ein erheblicher Teil des Oberflächenöls nach Sonneneinstrahlung im Ozean auflösen kann, besteht ein logischer nächster Schritt darin, seine Beständigkeit und potenziellen Schäden für Wassertiere zu bewerten“, sagte Ward.