In der gesamten Arktis gibt es zahlreiche Wetter-, Forschungs- und Radiostationen sowie militärische Außenposten. Ein großer Teil dieser Stationen stammt aus den Zeiten des Zweiten Weltkriegs und des Kalten Kriegs und ist heute nicht mehr in Betrieb. Nach der Stilllegung der Stationen und militärischen Außenposten hat man sich in der Regel nicht die Mühe gemacht, Anlagen rückzubauen oder Überreste von Kraftstoffen abzutransportieren. Und so rosten in der Arktis zahllose Fässer vor sich hin, aus denen Öl, Diesel und andere Kraftstoffe austreten und in den Boden sickern. Die Verschmutzung reicht von wenigen Litern bis hin zu mehreren Tonnen. Allein in Grönland gibt es etwa 30 solcher aufgegebenen Militäranlagen, in denen Diesel einst für Generatoren und andere Maschinen verwendet wurde und das in den Boden gesickert sein könnte. Das dänische Verteidigungsministerium und das Ingenieurbüro NIRAS starteten deshalb mit Beteiligung der Universität Kopenhagen ein Experiment, das zeigte, wie natürlich vorkommende Bakterien den verseuchten Boden sanieren.
Für die Durchführung des Experiments wurde ein ehemaliger Militärflugplatz an der Küste Ostgrönlands gewählt, die Station 9117 bei Mestersvig nördlich des Scoresby Sunds, wo 40 Tonnen Dieselkraftstoff den Boden verseuchten. Über fünf Jahre beobachten Wissenschaftler des Fachbereichs Pflanzen- und Umweltwissenschaften der Universität Kopenhagen und des Geologischen Dienstes von Dänemark und Grönland (GEUS) die Bakterienpopulationen und den biologischen Abbau von Dieselverbindungen im Boden. Ihr Experiment war erfolgreich — sie stellten fest, dass die Bakterien 82 Prozent der 5.000 Tonnen kontaminierten Bodens biologisch saniert hatten.
«Die Bakterien haben sich als äußerst effektiv erwiesen, um den Großteil der Dieselverbindungen abzubauen. Damit kann diese natürliche Methode auch anderswo in der Arktis angewendet werden, wo es sonst unglaublich ressourcenintensiv wäre, den kontaminierten Boden per Flugzeug oder Schiff zu entfernen“, wie Jan H. Christensen, Co-Autor der Studie und Professor im Fachbereich Pflanzen- und Umweltwissenschaften der Universität Kopenhagen, erklärt.
«Landfarming» als Sanierungsmethode
In wärmeren Klimazonen wird seit Jahren das sogenannte «Landfarming» eingesetzt, bei dem Bodenbakterien beim Abbau von Bohrspänen, ölhaltigen Schlämmen und anderen Abfällen aus Erdölraffinerien helfen. Vor dem Experiment wurde diese Methode allerdings weder so gründlich untersucht und dokumentiert noch in großem Maßstab in der Arktis getestet.
Beim Landfarming wird kontaminierter Boden in einer dünnen Schicht verteilt, die dann jedes Jahr gepflügt, gedüngt und mit Sauerstoff versorgt wird, um die Bedingungen für die Bakterien zum Abbau von Kohlenwasserstoffen zu optimieren. Während des Projekts kam es laut Anders Risbjerg Johnsen, Hauptautor der Studie und leitender Forscher bei GEUS, regelmäßig zu explosionsartigem Wachstum bei den Bodenbakterien. «Eine große Vielfalt an kohlenwasserstoffabbauenden Bakterien zu haben, ist essentiell, da die 10.000 verschiedenen Dieselverbindungen, die den Boden kontaminieren, unterschiedliche Wege benötigen, um abgebaut zu werden», erklärt er.
Auch in der Arktis praktikabel
Zu Beginn des Experiments erwarteten die Forscher nicht unbedingt, dass die grönländischen Bakterien den versickerten Diesel ebenso gut abbauen können, wie Bakterien in wärmeren Regionen. Die Temperaturen liegen in den drei wärmsten Sommermonaten in Mestersvig gerade einmal zwischen 0 und 10°C und während dem Rest des Jahres ist der Boden gefroren. Daher waren die Wissenschaftler umso erfreuter, dass die natürlich vorkommenden Bakterien unbeeinträchtigt durch die eisigen Temperaturen den Diesel ebenso effektiv abbauten.
«Ein gewisses Maß an Dieselverschmutzung findet sich an fast jedem arktischen Standort, an dem sich einst eine Wetterstation, eine Forschungsstation oder eine militärische Anlage befand. Es ist wahrscheinlich, dass der Ansatz, der in unseren Experimenten verwendet wurde, an vielen dieser Orte angewendet werden kann.»
Jan H. Christensen, Professor im Fachbereich Pflanzen- und Umweltwissenschaften der Universität Kopenhagen &
Anders Risbjerg Johnsen, Hauptautor und leitender Forscher bei GEUS
Bereits innerhalb eines Jahres bauten die Bakterien 64 Prozent des Diesels, und zwar die Hauptkomponenten (n-Alkane, Alkylbenzole, und Alkylnaphthaline), im Boden von Mestersvig ab. Für andere Verbindungen wie Cyclo-Alkane, Hydroxy-PAHs (Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe) und heterozyklische Schwefelverbindungen scheint es dagegen im grönländischen Boden keine abbauenden Bakterien zu geben. Diese können wahrscheinlich nur sehr langsam durch begleitende Prozesse oder gar nicht biologisch abgebaut werden. Nach fünf Jahren des aktiven Landfarmings verblieb die schwer abbaubare Fraktion (18 Prozent) im Boden.
Die Wissenschaftler hoffen nun, dass die Mikroorganismen auch an den anderen stillgelegten Anlagen in Grönland zur Beseitigung der Verunreinigungen genutzt werden können, auch wenn die Sanierung aufgrund der fehlenden Infrastruktur extrem teuer und ressourcenintensiv ist.
Noch in diesem Jahr werden die Forscher weitere Studien durchführen und hoffen darauf, dass die Bakterien alle verbleibenden Dieselverbindungen abgebaut haben.
Julia Hager, PolarJournal
