20 Jahre Dreck: Biosensoren messen Exxon-Valdez-Folgen

Noch immer sind 80.000 Liter Rohöl aus der Exxon Valdez in der Umwelt, so die Schätzungen. Die Schadstoffe reichern sich in den Meeresorganismen an.

Quelle: Exxon Valdez Oil Spill Trustee Council

Im Jahr 1989 lief der Öltanker Exxon Valdez vor Alaska auf ein Riff auf. 40.000 Tonnen Rohöl liefen aus. 20 Jahre später leidet Alaskas Natur immer noch unter den Folgen der Havarie. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig haben das mit der Hilfe der Biotechnologie jetzt eindeutig nachgewiesen. Denn einige Forscher hatten bisher vermutet, dass die beobachteten Umweltschäden von natürlichen Kohlevorkommen herrühren. Das konnten die Wissenschaftler jetzt mit gentechnisch modifizierten Bakterien ausschließen. Wie sie die Mikroorganismen als leuchtende Biosensoren einsetzten, berichten die Wissenschaftler zusammen mit internationalen Kollegen im Fachblatt Environmental Science & Technology (Vol. 43, 2009, Ausg. 15, S. 5864-5870).

Im Frühjahr 1989 war der Öltanker Exxon Valdez auf dem Weg zur Verladestation in der Hafenstadt Valdez. Am 24. März, kurz nach Mitternacht, wurde die Besatzung von einem gewaltigen Krachen aufgeweckt. Das 300 Meter lange Schiff war auf das Bligh-Riff im Prince William Sund vor Südalaska aufgelaufen. Der Kapitän Joseph Hazelwood war zu dieser Zeit betrunken in seiner Kabine. Der wachhhabende und gleichzeitig übermüdete Dritte Offizier Gregory Cousins hatte es versäumt, die Exxon Valdez nach einer Abweichung in der Reiseroute wieder in sichere Gewässer zu führen. Von den 163.000 Tonnen Rohöl im Bauch des Tankers liefen 40.000 Tonnen in die Küstengewässer Alaskas aus. Eine der größten Umweltkatastrophen in der Geschichte der Seefahrt beherrschte die nächsten Wochen die weltweiten Schlagzeilen.

Die Exxon Valdez nach der Havarie 1989 vor der Küste Südalaskas. Unten im Bild ist ein Teil des austretenden Öls zu sehen.Quelle: U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration

Polyzyklisch aromatische Kohlenwasserstoffe sind krebserregend

Schätzungen zufolge kamen dabei allein über eine Viertel Million Seevögel um, 2.000 Kilometer Küste wurden mit Öl verseucht. Mit dem Fischfang brach die Lebensgrundlage vieler Küstenbewohner zusammen. Nach Angaben von ExxonMobil, Eigentümer des Tankers, habe das Unternehmen mehrere Milliarden Euro für Entschädigung, Aufräumarbeiten, außergerichtliche Einigungen und Strafen bezahlt, heißt es in einer Stellungnahme zum Jahrestag der Ölpest.

Noch zwanzig Jahre später ist die Konzentration an Schadstoffen in Alaskas Umwelt erhöht. Meeresorganismen leiden noch immer unter der Verschmutzung, haben Biologen festgestellt, auch lange nachdem von dem Öl nichts mehr zu sehen ist. Besonders gefährlich sind dabei sogenannte PAKs, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe. Einige dieser chemischen Verbindungen gelten als krebserregend. Aufgrund ihrer Langlebigkeit und Giftigkeit wurden 16 PAKs bereits in den 1980er Jahren von der US-Amerikanischen Umweltbehörde EPA als besonders gefährliche Umweltschadstoffe eingestuft. So wurden etwa steinkohlenteerhaltige Klebstoffe aufgrund der Gesundheitsgefährdung verboten.

Natürliche Kohlevorkommen sind nicht für die Giftstoffe verantwortlich

Die hohe Konzentration an PAKs in Alaskas Ökosystem hat unter Wissenschaftlern eine leidenschaftliche Diskussion entfacht. Denn ob PAKs für Mensch und Tier schädlich sind, hängt davon ab, ob sie vom Körper aufgenommen werden können, also ob sie "bioverfügbar" sind. Da das bisher nur schwer nachzuweisen war, wurde in den vergangenen Jahren immer wieder die Theorie laut, dass die PAKs vor Alaskas Küste nicht von der Exxon Valdez, sondern aus natürlichen Quellen stammen. PAKs kommen nämlich nicht nur in Erdöl, sondern auch in Kohle vor. Kohlevorkommen an der küste, so die These, geben PAKs kontinuierlich in die Umwelt ab.

Bakterien leuchten, wenn sie in Kontakt mit Schadstoffen kommen 

Forscher des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung in Leipzig haben die Debatte zusammen mit internationalen Kollegen nun ein für allemal beendet. Wie sie im Fachblatt Environmental Science & Technology (Vol. 43, Ausg. 15, S. 5864-5870) berichten, ist das Rohöl der Exxon Valdez eindeutig die Hauptquelle der PAKs. Die Wissenschaftler der Tennessee Technological University, der Universität Lausanne, des Calvin Colleges und des UFZ hatten polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe aus Proben vom Tankeröl und aus Kohlenvorkommen verglichen. Bei der Untersuchung mit bakteriellen Biosensoren zeigte sich, dass nur die PAKs aus dem Tankeröl Auswirkungen auf Organismen hatten.

Der Nachweis gelang den Wissenschaftlern im Labor mit Hilfe von genetisch modifizierten Mikroorganismen, die mit den Schadstoffen reagieren. "Diese Biosensoren beruhen auf Bakterien, die polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe als Nahrung nutzen. Wenn diese Bakterien in Kontakt mit den Stoffen kommen, dann wird ein biologischer Schalter betätigt und die Bakterien beginnen zu leuchten", erklärt Hauke Harms vom UFZ. "Diese neue forensische Anwendung hat klare Vorteile: Beim Nachweis entfällt der Umweg über aufwändige chemische Analysen." Da die verwendeten Bakterien sehr lichtstark sind können die Wissenschaftler die Prozesse zudem in einer hohen Auflösung untersuchen - bis hin auf die Mikroebene einzelner Organismen.

Juristisch werden die neuen Ergebnisse wohl keine Auswirkungen mehr haben. Nach einem jahrelangen Rechtsstreit erklärte sich Exxon Mobil im August 2008 bereit, Fischern und anderen von der Ölkatastrophe Betroffenen umgerechnet 260 Millionen Euro auszuzahlen. Die ökologischen folgen dagegen dauern an. Bei den niedrigen arktischen Temperaturen bauen sich PAKs nämlich nur sehr langsam ab.