UEG Unabhängige Umweltexpertengruppe "Folgen von Schadstoffunfällen" - BSH
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UEG
Unabhängige Umweltexpertengruppe „Folgen von Schadstoffunfällen“
Abb.: Schwichtenberg et al. (2017)
Einsatz von Dispergatoren
– Eine Option für die nationale Ölunfallbekämpfung?
Dierk-Steffen Wahrendorf
Bundesanstalt für Gewässerkunde, Koblenz
BSH Meeresumwelt-Symposium 2018, 12. Juni 2018, Hamburg
Schiffsverkehrdichte in 2016 und 2017 in der Deutschen Bucht
Gefährdungspotenzial
durch Schiffshavarien
und Ölunfälle in der
Nordsee
… durch unfallbedingte
Freisetzung von Rohöl und
Mineralölprodukten, z.B.
Transportgüter und/oder
130.000 Schiffbetriebsstoffe.
Trotz Sicherheitsstandards
und diverser Vorkehrungen
lassen sich Schiffunfälle
nie gänzlich ausschließen!
Quellen.: marinetraffic.com 2016/2017; GeoBasis/BKg 2008; Zahlen der Schiffsbewegungen WSV Nord
Folie 2
z.B. Havarie der Deepwater Horizon (DWH)
• 20. April 2010 Unfall auf der Ölbohrplattform DWH
• Brand durch Versagen des Blowout-Preventers
• Untergang am 22. April 2010, 11 Arbeiter getötet
• Versiegelung nach 86 Tagen: ca. 800 Mio. Liter Rohöl
Bei Ölverschmutzungen sind
120
grundsätzlich verschiedene
Anzahl Publikationen in "Web of Science"
Keywords - "oil spill dispersant"
Bekämpfungsoptionen möglich:
100
Bild: U.S. Coast Guard – beobachten und abwarten
– mechanische Aufnahme 80
– in situ burning
– chemische Ölbekämpfung 60
z.B. bei DWH ca. 6600 m³
40
Durch DWH: Forschung und
Befassung mit Dispergatoren 20
als Ölbekämpfungsoption,
diese Methode wird in diesem 0
Zuge vielfach neu diskutiert. 1995 2005 2015
Bild: U.S. Navy
Folie 3
Grundsätzliches Wirkprinzip von Dispergatoren
Applikation des Dispergators
aus der Luft oder vom Schiff
Ölverschmutzung auf
der Meeresoberfläche
• Applikation des Dispergators auf die Ölverschmutzung
Folie 4
Grundsätzliches Wirkprinzip von Dispergatoren
polar/
hydrophil .
unpolar/
lipophil
Ölfilm auf der Wasseroberfläche
• Herabsetzung der Grenzflächenspannung an Öl/Wasser-Phase
• Verstärkung der Dispersion und Bildung kleiner(er) Öltröpfchen
• Stabilisierung und Verlängerung des Schwebezustands Öltröpfchen
• Vergrößerung der Oberfläche des Öls
• Besiedlung ölzehrender Mikroorganismen
• Reduktion der Winddrift, ggf. Schutz
sensitiver Gebiete/Küstenabschnitte
Folie 5
Grundsätzliches Wirkprinzip von Dispergatoren im Labor
Öl ohne Dispergator Öl mit Dispergator
Folie 6
Vor- und Nachteile von Dispergatoren
Disp.-Einsatz kein Einsatz
Ein Einsatz von Dispergatoren ist immer
mit Vor- und Nachteilen verbunden, z.B.:
• erhöhte Bioverfügbarkeit des dispergierten Öls
+ besserer mikrobiologische Abbau;
dies bedeutet aber gleichzeitig auch:
− Belastungen für die Organismen im Wasser −+ +− + −+
− ++ −
+ −+
• …; …; …; etc. pp.
Pro- und Contra Dispergatoren
( Tagungsband BSH Symposium Öl im Meer 2010)
Folie 7
UEG-Bericht
„Einschätzung zur Anwendung von Dispergatoren
zur Ölunfallbekämpfung auf See“ (Juli 2016)
• Erstellung eines gemeinsamen Berichtes im Zuge der
Beratungstätigkeit für das Havariekommando (HK)
und den Koordinierungsausschuss
Schadstoffunfallvorsorge (KOA-SUB)
• Auswertung der vorhandenen Literatur, u.a. zu DWH.
Zusammenstellung wichtiger Aspekte und
Erkenntnisse, sowie Empfehlungen der UEG.
Folie 8
UEG
Unabhängige
Umweltexpertengruppe
„Folgen von
Schadstoffunfällen“ (Link)
Stand 2018:
Auf der Aufnahme fehlen: D. Boedeker, C. van Bernem, G. Gerdts, H. Leuchs
Alexander Baenitz (BMUB) Jürgen Knaack (NLWKN), stellv. Vorsitz
Dr. Carlo van Bernem (zuvor HZG) Dr. Heiko Leuchs (BfG)
Dieter Boedeker (BfN) Dr. Hannah Lutterbeck (LLUR SH)
Birgit Böhme (HK) Monika Luxem-Fritsch (BMUB), Vorsitz
Dr. Ulrich Callies (HZG) Dr. Stefanie Schmied (BSH)
Hans-Peter Damian (UBA) Dr. Gregor Scheiffarth (NLPV)
David Michael Fleet (LKN SH) Dr. Joachim Voß (LLUR SH)
Dr. Gunnar Gerdts (AWI-BAH) Dierk-Steffen Wahrendorf (BfG)
Dr. Matthias Grote (BfR) Mario von Weber (LUNG M-V)
Folie 9
Wer ist die UEG?
Was machen wir?
2003 Gründung Havariekommando
nach Havarie der „Pallas“ im Okt. 1998
2004 Einrichtung UEG durch BMU,
BMVBS & Umweltministerien der Länder
Auf der Aufnahme fehlen: D. Boedeker, C. van Bernem, G. Gerdts, H. Leuchs
Die UEG …
… ist eine gemeinsame Expertengruppe des Bundes und der 5 Küstenländer,
… berät das HK und den KOA-SUB zu umweltbezogenen Themen,
… setzt sich aus Umweltfachleuten verschiedener Fachrichtungen zusammen,
… ist fachlich unabhängig und die Mitarbeit erfolgt weisungsunabhängig.
Die Aufgabe der UEG ist, das Wissen über umweltrelevante Folgen von Schadstoff-
unfällen in den Küsten- und Meeresgewässern auszuwerten und für das Havarie-
kommando nutzbar zu machen. Der Fokus der Arbeit liegt auf der Vorsorge, es kann
aber auch eine Einbindung im Schadensfall erfolgen (z.B. MSC Flaminia in 2012).
Folie 10Einschätzung zum Einsatz von Dispergatoren zur Ölbekämpfung
im nationalen Bereich aus Sicht der UEG (2016)
Generelle Aspekte:
• Einsatz kann unter bestimmten Voraussetzungen eine zielführende Option sein
• Einsatz kann theoretisch auch bei kleineren Ölverschmutzungen sinnvoll sein
• mechanische Aufnahme ist jedoch zu priorisieren (nicht bei Dispersion mögl.)
• keine pauschale Empfehlung möglich Immer Einzelfallbetrachtung nötig!
• Limitationen & Potenziale der Dispergatoren und Geräte müssen bekannt sein
u.a. Cedre Beauftragung zu potenziell für Deutschland verfügbare Produkte
Folie 11Einschätzung zum Einsatz von Dispergatoren zur Ölbekämpfung
im nationalen Bereich aus Sicht der UEG (2016)
Einsatzbereiche und Mengenbegrenzung :
• Nordsee: Einsatz potenziell möglich; Zonierungsvorschlag der UEG
Aber: UEG-Empfehlung zur Aktualisierung der Einsatzkarte erfolgt
• Ostsee: Einsatz derzeit nicht als Option betrachtet
Gründe und Wissenslücken: flaches Binnenmeer, geringe Wellenhöhe,
Wasseraustausch, Verdünnung, Salinität, Nährstoffproblematik, Schichtung,
Sauerstoffmangel etc.
spätere Befassung mit dem Thema; Auftrag NEBA für die Ostsee in Kürze
• bei Applikation keine grundsätzliche Limitierung in Bezug auf Einsatzmengen
Folie 12Einschätzung zum Einsatz von Dispergatoren zur Ölbekämpfung
im nationalen Bereich aus Sicht der UEG (2016)
Operationelle/einsatztaktische Aspekte (1/2):
• größeres Einsatzfenster: Anwendung auch noch bei höherem Seegang möglich
(mechanisch maximal bis 1m)
• Einsatz nur bei geeigneter Wellenhöhe bzw. Windstärke
sinnvolles Einsatzfenster bei Wellenhöhen von ca. 1,5 und 3 m
• Viskosität des Öls, maximal bis 10.000 cSt dispergierbar; auf mögliche
Veränderungen achten z.B. Wassertemperatur und Verdunstung
• leichtflüchtige Ölbestandteile können nicht mehr verdunsten
Effekt evtl. ausnutzen, d.h. vor Applikation ggf. abwarten
Folie 13Einschätzung zum Einsatz von Dispergatoren zur Ölbekämpfung
im nationalen Bereich aus Sicht der UEG (2016)
Operationelle/einsatztaktische Aspekte (2/2):
• grundsätzlich ist ein schnelles Handeln erforderlich, Einsatzfenster nur Stunden
daher: Entscheidungsfindung und Einsatz möglichst weitgehend vorbereiten
HK: Überarbeitung des Einsatzkonzeptes und Abstimmung mit den Ländern
• Effektivität während dem Einsatz prüfen, ggf. Test vorab durchführen (z.B. FST)
• Abbruchkriterien definierten & überwachen Effektivität, Wellenh., Sicht, etc.
• untersch. Zulassungskriterien in der EU
national eigene Tests/Zulassungskriterien nicht erforderlich (s. F und GB)
eine direkte Übertragung ohnehin nicht möglich
• Entwicklung Prognosetool HZG/BSH: Implementierung in Öl-Drift-Modell
Folie 14Öldrift im Modell
Beispiel zur Modellierung
der Verdriftung von
dispergiertem und
undispergiertem Öl
Freisetzung südlich
vor Amrum
Simulationsdauer: 7 Tage
(15.3.08; Modell: PELETS)
hellblau: dispergiertes Öl
braun: undispergiertes Öl
Achtung: idealisierte
Berechnung; nur
Ob Einsatz sinnvoll Einzelfall-Abwägung über eine NEBA
Verdriftung des Öls keine
Wetterung etc. Potenziell betroffene Gebiete und Lebensgemeinschaften
dank Modellierung bekannt!
Folie 15Einschätzung zum Einsatz von Dispergatoren zur Ölbekämpfung
im nationalen Bereich aus Sicht der UEG (2016)
Umweltaspekte:
• Winddrift des Öls wird durch Dispersion erheblich reduziert
Änderung Verdriftungspfad, Reduktion der Verölungen von Küstenabschnitten
und sensiblen Habitaten (z.B. Watten bei auflandigem Wind)
• Dispergatoren wurden weiterentwickelt: geringere Toxizität + höhere Effektivität
nur Produkte der 3. Generation verwenden
• vor Einsatz NEBA zur Abwägung der (Gesamt-)Umweltfolgen, d.h. mit/ohne D.
Auftrag von HK vergeben
• größte Betroffenheit für Org. im Wasser, erhöhte Biover. und Toxizität des Öls;
langfristig besonders durch Einlagerung ins Sediment (Abbau/Resuspension)
• Beschleunigter mikrobieller Abbau erwartet - aber noch Wissenslücken
UEG: gezielte Literaturauswertung und ggf. Untersuchungen
Folie 16Wahrscheinlichkeitsmatrix zum Einsatz
von Dispergatoren in der Nordsee
Wo ist besonders häufig ein
Unterschied zu erreichen?
Hydrodynamische Modellsimulation des HZG,
Schwichtenberg et al. (2016) und
Callies & Schwichtenberg (2016):
- physikalische Betrachtung: Einfluss von
Strömung und Winddrift
- historische Wetterlagen von 2008 bis 2014
- mit/ohne Dispergator (Idealisiert 100%)
- 636 Zellen mit 5 km x 5 km
- alle 28 Std. Freisetzung 2190 pro Zelle
- Simulation von je 1000 Partikeln für 7 Tage
Endpunkt: Wahrscheinlichkeit, dass eine
Verölung sensitiver Küstenbereiche (hellblau)
um 95% reduziert werden konnte.
Achtung: Keine Einsatzkarte und keine NEBA!
Grün: Unterschied hoch, häufig erfolgreich Jeder Havariefall muss einzeln betrachtet werden!
Rot: Unterschied gering, aber zwei Fälle: Aber das Potenzial wird deutlich:
a) Anlandung sowohl mit als auch ohne D.
b) keine Anlandung ohne Dispergator Die Betrachtung dieser Option lohnt sich!
(z.B. wenn zu weit von der Küste entfernt) Folie 17UEG
Unabhängige Umweltexpertengruppe „Folgen von Schadstoffunfällen“
Weiß gar nicht, warum sich
alle so dermaßen aufregen?!
Das Zeug ist doch köstlich!
nach P. Chen 2010
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