mini|Ölverschmutzung in Ecuador mini|Teersee in Nordwales miniatur|Satellitenaufnahme innerhalb des Indischen Ozeans. Ölfilme erscheinen als schwarze Flächen. miniatur|Arbeiter reinigen ein Küstengebiet (Prinz-William-Sund Uferzone)
Eine Ölverschmutzung ist die Verunreinigung der Umwelt, besonders der Meere, durch Rohöl oder Mineralölprodukte. Bei einer größeren Verschmutzung, die hauptsächlich bei Havarien entsteht (insbesondere von Öltankern), wird auch von einer Ölpest gesprochen, besonders wenn auch Küsten betroffen sind (siehe auch Liste bedeutender Ölunfälle). Zum Gesamteintrag von Öl in die Meere leisten Havarien nur einen mäßigen Beitrag. Die wahrscheinlich bislang größte Ölpest war eine Folge des GolfkriegesDie größte Ölpest aller Zeiten, Die größte Ölpest aller Zeiten, michaelsimm.de, 2. Februar 1991. Der weltweit größte Anteil der Öle gelangt jedoch von Land aus, zum Teil über Flüsse, ins Meer. Im regulären Schiffsbetrieb werden sowohl legal (siehe MARPOL) als auch illegal Öle eingeleitet. Der große Anteil, den Öltanker hierbei durch Waschen von Tanks und Ballastwasseraufnahme in Ladungstanks verursachten, ist aufgrund geänderter Vorschriften und Verfahren zurückgegangen. Weiter geschehen Öleinleitungen durch natürliche Erdölaustritte, durch Eintrag flüchtiger Kohlenwasserstoffe aus der Atmosphäre und durch die Erdölförderung auf See (Offshore).
Verhalten von Ölfreisetzungen im Meer Ausbreitung: Öl schwimmt mit Ausnahme weniger Schweröle zunächst an der Wasseroberfläche. Dünnflüssige Öle (leichtere Rohöle und die meisten Ölprodukte) breiten sich sehr schnell aus und bilden eine dünne Schicht, die bis zu monomolekularer Stärke abnehmen kann. Zähe Öle wie Schweröl breiten sich langsamer aus und bilden dickere Ölteppiche. Auch Rohöl in dünnen Schichten altert in wenigen Stunden und wird zunehmend zäher. Die Ausbreitung durch Fließen kommt daher spätestens nach einigen Tagen zum Stillstand. Verdunstung: Die leichtflüchtigen Anteile gehen schnell in die Atmosphäre über. Benzin verdunstet so innerhalb von Stunden praktisch vollständig, Rohöl je nach Sorte und Temperatur innerhalb von Tagen zu einem Drittel bis zur Hälfte, wobei sich die Dichte der von Wasser annähert. Über dem Öl kann sich eine explosionsfähige Atmosphäre bilden. Bei schweren Ölen sinkt der Verdunstungsanteil auf 5 % und weniger. Die Verdunstung bildet den wesentlichen Beitrag zur Alterung. Lösung: Leichtflüchtige Bestandteile lösen sich auch im Wasser. Dies betrifft insbesondere die niedermolekularen Aromaten, die wesentlich für die Toxizität der Öle verantwortlich sind. Verdriften: Vom Moment der Freisetzung an verdriftet das Öl durch Wind und Strömung. Die Zerteilung durch den Seegang führt dazu, dass die betroffene Fläche weiter zunimmt. Dispergierung: Bei ausreichendem Wind zerteilt der Seegang dünnflüssiges Öl in Tropfen, zähes in größere Klumpen. Während die größeren direkt an bzw. unter der Oberfläche bleiben und im dünnflüssigen Fall wieder zusammenfließen, bleiben Tröpfchen unterhalb einer gewissen Größe stabil im Wasser und werden langsam in tiefere Wasserschichten verteilt, mit der Zeit auch in größere Entfernung. Wechselnde Tidenströmungen wirken dabei unterstützend. Die Konzentrationen nehmen bei diesem Vorgang schnell ab. Entlang weiträumiger Strömungen breitet sich das verunreinigte Wasservolumen weiter aus. Dieser Emulgierungsprozess wird als Dispergierung bezeichnet. Auch sie kommt mit zunehmender Alterung zum Stillstand. Emulgierung: In das dünnflüssige Öl an der Oberfläche werden durch den Seegang ebenfalls Wassertröpfchen eingebracht. Hier kann sich außer bei den leichten Raffinaten eine cremige Wasser-in-Öl-Emulsion bilden, deren Wassergehalt bis auf ca. 70 % zunimmt, dabei zunehmend zäher wird und dann stabil bleibt (chocolate mousse). Sie kann durch eingeschlossene Luft aufgeschäumt sein. Im Zusammenhang mit Ölverschmutzungen wird in Abgrenzung zur Dispergierung nur dieser Prozess als Emulgierung und das Produkt als Emulsion bezeichnet. Sedimentation: Trifft die Dispergierung zusammen mit im Wasser suspendierten Feststoffen, z. B. aufgewirbeltem Sediment oder Sedimentfracht aus Flüssen, lagert sich das Öl bevorzugt an die Feststoffe an und sinkt später mit diesen ab, was zu hoher Ölkonzentration am Meeresboden führen kann. Ebenso wird Schweröl und nicht dispergiertes Rohöl einschließlich Emulsion letztlich durch Alterung dichter als Wasser und sinkt in unterschiedlich großen Teerklumpen ab. Diese sind aufgrund ihrer geringen Wechselwirkung mit der Umgebung und ihrer Formstabilität eine relativ geringe Gefahr.
+ Generalisierte Bewertung der Empfindlichkeit von Ökosystemen gegenüber Ölverschmutzungnach dem Impact Reference System des Community Information System for the Control and Reduction of Pollution der Europäischen Kommission. Empfindlichkeit Ökosysteme hoch Mangrovenwälder Korallenriffe Salzwiesen geschützte Wattgebiete Ansammlungen von Seevögeln, Meeressäugern(einschließlich Eisbären) und Meeresschildkröten mittel–hoch geschützte Felsküsten exponierte Seegraswattgebiete Ästuare arktisches/subarktisches Eis mittel Kiesstrände Meeresböden an geschützten Küsten niedrig–mittel Sandstrände exponierte Wattgebiete Meeresböden an exponierten Küsten niedrig exponierte Felsküsten offene Küstengewässer(geschützt/exponiert bezieht sich auf die Wirkung von Seegang und Brandung)
Biologischer Abbau: Öl wird an der Öl/Wasser-Grenzfläche von bestimmten überall im Meer vorhandenen Bakterien (Hydrocarbonoklasten) abgebaut. Dispergiertes Öl ist für diese Bakterien wegen der großen Oberfläche gut verfügbar und wird daher schnell abgebaut. Massive Verunreinigungen wie die chocolate mousse, Schwerölklumpen oder eine Schicht am Boden werden entsprechend wesentlich langsamer abgebaut. Die zunächst im Öl gebundenen toxischen Stoffe mit großer biologischer Halbwertszeit (z. B. polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe) gelangen bei diesem Abbau in das Ökosystem Meer, insbesondere niedermolekulare Aromaten werden dagegen schnell abgebaut. Teilweise entstehen aber auch zusätzliche toxische Stoffwechselprodukte. Die Abbaugeschwindigkeit ist temperaturabhängig: Bei 20 °C ist der Abbau viermal so schnell wie bei 0 °C. Daher sind arktische oder antarktische Gewässer deutlich länger von den Folgen von Katastrophen wie der Havarie der Exxon Valdez 1989 vor Alaska betroffen. Sehr hochmolekulare Bestandteile des Öls (Asphaltene), bei Rohöl ca. 5 % bis 10 %, werden nicht biologisch abgebaut. Verölung von Meerestieren: In geschlossener Schicht dämpft das schwimmende Öl den Seegang, weshalb die glatteren Flächen aus der Luft und auf Satellitenbildern deutlich erkennbar sind (siehe rechtes Bild). Als scheinbarer Ruheplatz ziehen diese Flächen Seevögel an. Das zähflüssige Öl verklebt das Gefieder, zerstört die Wärmeisolation und teilweise die Schwimmfähigkeit der Tiere und wird von den Vögeln beim Versuch der Reinigung aufgenommen. Dies führt in der Regel zu einem Massensterben von Seevögeln durch Ersticken, Unterkühlung, Ertrinken und Vergiftung. Auch andere Tiere, die sich bevorzugt an der Wasseroberfläche aufhalten, sind gefährdet, so besonders Säugetiere. Auch sie nehmen erkennbares Öl nicht als Gefahr wahr. Tiere in der Wassersäule sind dagegen relativ wenig gefährdet. Verölung von Küsten: Gelangt das schwimmende Öl an die Küste, setzt es sich wegen der besseren Benetzung zunächst dort fest. Im Lauf der Zeit wird es besonders an brandungsexponierten Küsten vom Meer wieder abgewaschen. Relativ frische Ablagerungen können so mit wechselnden Wetter- und Tidenverhältnissen auch mehrfach umgelagert werden. Auch nicht mehr klebrige Teerklumpen verhalten sich wie anderes Treibgut. An Stränden abgelagertes noch relativ flüssiges Öl oder entsprechende Emulsion erstickt durch die geschlossene Schicht Bodenlebewesen in den betroffenen Bereichen. Die toxischen Bestandteile können aber auch in anderen Fällen das betroffene Ökosystem schwer schädigen, besonders auch, trotz Verwitterung, bei langer Verweildauer großer Ölmengen. Die Gefährdung der Küsten ist deshalb besonders groß, weil es sich um einen flächenmäßig begrenzten Lebensraum handelt, der praktisch vollständig betroffen wird.
Maßnahmen Bekämpfung Die meisten Methoden der Bekämpfung bewirken eine teilweise Verlagerung der Gefährdungen, so dass die Wahl der Mittel meist eine Abwägung erfordert. Auf See ist besonders bei begrenzten Verschmutzungen häufig ein Nicht-Eingreifen die sinnvollste Maßnahme, da hier die natürlichen Prozesse schnell für Dispergierung und Abbau sorgen. Auch an Stränden kann unter Umständen ein Eingriff nur zu einer Verschlechterung der Situation führen. Bei größeren Verschmutzungen ist jedoch in der Regel ein Eingreifen sinnvoll.
Auf See Auf offenen Gewässern gibt es mehrere Methoden zur Eindämmung von Ölverschmutzungen.
Eingrenzung mit Sperren miniatur|Schwimmende Ölbarrieren, verlegt von der US Navy um New Harbor Island Durch Ölsperren, die für den Hochseeeinsatz mehrere Meter hoch sein können, kann die weitere Ausbreitung eines Ölteppichs kleiner Fläche verhindert werden. Durch Schleppen der Sperre mit zwei Fahrzeugen können dünne Ölteppiche zusammengeschoben werden, wobei jedoch die Geschwindigkeit auf weniger als 1 Knoten begrenzt ist. Die Eingrenzung erfordert zusätzlich weitere Maßnahmen zur Beseitigung des Öls von der Oberfläche. Die beschriebenen Methoden sind bei rauer See wenig praktikabel und versprechen selbst bei ruhiger See nur 35 % des Schadens einzudämmen.
Abschöpfen/Skimming Auf der Wasseroberfläche schwimmendes Öl kann von Spezialschiffen (z. B. Klappschiffen wie der Bottsand-Klasse oder der THOR, konventionell konstruierten Schiffen mit Auslegern wie der Neuwerk oder Mellum, Katamaranen wie der Westensee oder gemischten Konstruktionen mit Katamaran-Vorschiff wie beispielsweise der Knechtsand oder MPOSS) aufgenommen werden. Die eigentlichen Aufnahmevorrichtungen basieren auf dem Prinzip eines Wehres, das von der Ölschicht überströmt wird oder auf öladsorbierenden umlaufenden Walzen oder Bürsten mit Abstreifern. Aus einem so gefüllten Sumpf wird das immer noch wasserhaltige Öl abgepumpt und in Separatoren geleitet, wo das Wasser großteils abgetrennt wird. Für niedrige und hohe Ölviskositäten kommen teilweise verschiedene Pumpsysteme zum Einsatz. Zur Ausrüstung der Schiffe gehören auch beheizte Tanks. Die Effizienz der derzeitigen Systeme beginnt bei 1 Meter Wellenhöhe nachzulassen, ab 2 Meter ist ein Einsatz nicht mehr sinnvoll. Dies bedeutet eine Einsetzbarkeit bis ca. Windstärke 4. Ebenso ist die Einsatzgeschwindigkeit auf 1 bis 2 Knoten begrenzt. Die Auffangbreiten betragen bei den größeren Schiffen bis ca. 40 Meter. In Europa betrachten die meisten Staaten die Abschöpfung als Mittel der ersten Wahl.
Chemische Dispergierung miniatur|Eine C-130 Hercules bei der Verteilung von Dispersionsmitteln über dem Golf von Mexiko