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Bakterien helfen Ölspuren im Meer zu identifizieren

Millionen Tonnen Erdöl fliessen jedes Jahr in die Weltmeere. Mit einem aussergewöhnlichen Experiment testeten Forscher Methoden, um den Effekt auf die Biologie beurteilen zu können.

Fünf Kilometer lang war der Ölteppich auf der Nordsee, ein schmaler Streifen. Es waren fünf Tonnen arabisches Leichtöl, unraffiniert und rot eingefärbt. Das niederländische Verkehrsministerium hatte es im Mai letzten Jahres fern der Küste verklappt. Legal, im Dienste der Wissenschaft. Diese Verschmutzung war ein ungefährlicher Klacks. Jan Roelof van der Meer von der Universität Lausanne, Koordinator des internationalen Projektes FACEiT, sagt: «Die Menge war gering, wir haben deshalb nur eine kleine toxische Wirkung gemessen.» Diese nahmen die Forscher in Kauf, hat das Problem doch ganz andere Dimensionen. Schiffe entlassen jedes Jahr illegal mehrere Hunderttausend Tonnen Altöl allein in die Nordsee.

Normalerweise wäre die künstlich gelegte Ölspur vielleicht sechs Stunden sichtbar geblieben. Doch es war schön und windstill, die See war ruhig, die Turbulenzen schwach. So breitete sich das Öl langsamer aus, ein Teil verdunstete, nach zwei Tagen war es verschwunden. «Der Ölteppich ist zwar optisch weg, doch weiss man nicht, was ökologisch bereits abgelaufen ist», sagt Van der Meer.

Die Umweltbehörden von Deutschland, Holland und Grossbritannien schicken regelmässig Flugzeuge über die Nordsee. Ausgerüstet mit Infrarotkameras suchen sie nach Ölteppichen. Fachleute schätzen jeweils die Dicke der entdeckten Ölschicht. «Aber sie können nicht abschätzen, was sich darunter abspielt. Vielleicht ist ja die Meeresbiologie längstens betroffen», sagt der Lausanner Mikrobiologe. Und selbst wenn die Behörden die klebrige Masse mithilfe von Spezialschiffen abschöpfen, bleibt die Ungewissheit, wie gut sich das Meer regenerieren wird.

Öl bringt Bakterien zum Leuchten

«Wir möchten einen Werkzeugkasten bereitstellen, um das ökologische Risiko von Erdölverschmutzungen schnell einschätzen zu können», sagt Lukas Wick vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig. Seit einigen Jahren haben Forscher verschiedener europäischer Länder zusammen mit der Industrie Verfahren entwickelt, um den toxikologischen Fingerabdruck nach einer Ölverschmutzung beurteilen zu können. Mit dem neuen Experiment haben sie die Methoden im Einsatz getestet – mit Erfolg, wie kürzlich eine Tagung in Leipzig zeigte.

Gute Prüfergebnisse lieferte zum Beispiel die Beobachtung von Phytoplanktonzellen aus dem Meerwasser. Dabei tastet ein Laser jede einzelne Zelle gründlich ab und identifiziert dabei Beschädigungen. Vielversprechend ist der Einsatz von sogenannten Bioreportern. Die Wissenschaftler nehmen dabei mit einem genetischen Kniff die Natur zu Hilfe: Verschiedene Bakterien können Ölbestandteile erkennen und abbauen.

Auf dem Forschungsschiff verwendeten die Wissenschaftler gentechnisch veränderte Organismen, die in verschmutztem Wasser in der Zelle ein Leuchtprotein produzieren. Eine kleine Wasserprobe reicht. Die Forscher setzen die Bakterien zu, warten zwei bis drei Stunden und messen die ausgesendete Lichtmenge. So erhalten die Wissenschaftler Auskunft, wie stark das Meerwasser mit giftigen Erdölbestandteilen wie Alkanen, polyaromatischen Kohlenwasserstoffen oder Biphenylen belastet ist.

Für den Test an Bord benötigten die Forscher eine Spezialbewilligung der niederländischen Behörden, weil die auf dem Forschungsschiff verwendeten Bioreporter genetisch veränderte Bakterien eines (ungefährlichen) Laborstammes der Escherichia coli waren. «Es gibt für solche Fälle keine gesetzliche Regelung», sagt Van der Meer. Alle Instanzen sahen kein Risiko für die Biologie bei einer derart kleinen Bakterienmenge. «Selbst wenn bei einem Unfall die Bakterien über Bord gespült würden, sie könnten sich nicht ausreichend im Nordseewasser ernähren», sagt der Lausanner Mikrobiologe.

«Die Messmethoden müssen schnell einsetzbar sein», sagt Van der Meer. Ginge es nach ihm, sollten Interventionsschiffe, die nach einer Verschmutzung sofort ausrücken, mit diesem Instrumentarium ausgerüstet sein. «Wir möchten, dass die Behörden in Zukunft nicht nur chemische Analysen machen, sondern auch die biologische Wirkung bewerten können», sagt Lukas Wick vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung. Denn chemische Untersuchungen liefern zwar exakte Informationen über die Gesamtkonzentration der einzelnen Ölkomponenten, sagen aber häufig wenig aus, wie viel davon Organismen tatsächlich aufgenommen haben.

Die Instrumente sind allerdings nur so viel wert, wie deren Ergebnisse auch schnell und verlässlich interpretiert werden können. «Es stellt sich immer wieder das Problem, dass die Behörden nicht wissen, wie sie handeln sollen. Das hat man zum Beispiel beim Tankerunfall der «Erika» vor der Küste der Bretagne gesehen», sagt Van der Meer.

Test muss schnell und einfach sein

Mit dem «Bluttest» des Meeres könne eine Diagnose gestellt werden mit entsprechenden Handlungsempfehlungen an die Verantwortlichen. Den Wissenschaftlern schwebt eine einfache Bewertungsskala für die Behörden vor. «Möglicherweise ein Ampelsystem mit drei Farben, Rot stünde dann für sehr gefährlich», sagt der Leipziger Forscher Lukas Wick. Voraussetzung dafür sind allerdings Vergleichswerte von relativ sauberen Standorten. Eine Datenbank oder eine Karte geeigneter Referenzorte sei künftig notwendig, sagt Lukas Wick.

Um den längerfristigen Effekt einer Kontamination einschätzen zu können, helfen FACEiT-Wissenschaftler Erfahrungen zum Beispiel in der Meeresbucht Etang de Berre bei Marseille. Chronische Verschmutzungen über Jahrzehnte unter anderem durch Rückstände aus Erdölraffinerien machen das Gebiet zum idealen Studienobjekt. Untersuchungen zeigen, wie sich dort in den Bodensedimenten verschiedene Bakterienstämme ansiedelten, welche die Erdölsubstanzen abbauen.

Problem illegale Entsorgung

Nicht nur Behörden, auch Versicherungen sind am Einsatz dieser Methoden interessiert. Schliesslich geht es um hohe Schadenersatzforderungen, wenn etwa ganze Küstenabschnitte für Touristen geschlossen werden müssen. Mit rund 150'000 Schiffsbewegungen ist die Nordsee eine der am stärksten befahrenen Schiffsstrassen der Welt.

Rund drei Millionen Tonnen Erdöl, rechnete die Umweltorganisation Aktionskonferenz Nordsee 2005 aus, fliessen Jahr für Jahr in die Weltmeere. Nur etwa 13 Prozent stammen von Tankerunfällen. Den weitaus grössten Anteil verursachen die illegale Entsorgung von Altöl durch den normalen Schiffsverkehr, kommunale Abwässer, der tägliche Betrieb von Ölplattformen und natürliche Quellen. (Tages-Anzeiger)

Erstellt: 23.03.2009, 19:50 Uhr