Zielsetzung und Anlass des Vorhabens:
Ölverschmutzungen von Gewässern sind ein bedeutendes Umweltproblem. In der medialen Wahrnehmung sind es vor allem die marinen Katastrophen verursacht von Öltankern und Bohrplattformen, jedoch führen auch die alltäglichen Kontaminationen von Binnengewässern weltweit zu ökologisch hoch bedenklichen Störungen von Ökosystemen und der Trinkwasserversorgung. Bei den umfangreichen Vorläuferarbeiten der Universität Bonn zu superhydrophoben biologischen Oberflächen und der bionischen Umsetzung des Lotus- und Salvinia-Effektes wurde beobachtet, dass einige dieser Oberflächen ebenfalls zu effizienter Adsorption und schnellem passiven Transport von Öl in der Lage sind. Dabei wurden als effizienteste biologische Vorbilder bestimmte Pflanzenarten mit teilweise höchst komplexer Oberflächenarchitektur, wie der Schwimmfarn Salvinia molesta, identifiziert. In diesem Projekt konnten diese Fähigkeiten der biologischen Vorbilder technisch umgesetzt werden. Langfristige Zielstellung ist die Entwicklung eines auf der Gewässeroberfläche schwimmenden Bionischen Öl-Adsorbers (BOA), der ohne Energiezufuhr in der Lage ist mit Funktionstextilien, hoch effizient Öl aus Wasser zu adsorbieren und zur Entsorgung in einen Sammelbehälter zu transportieren. Für den BOA sollte in Rahmen dieses Projektes u. A. ein optimiertes Funktionstextil identifiziert werden.
Fazit:
Im Rahmen dieses Projektes wurden zwei äußerst effiziente Funktionstextilien für den Einsatz im BOA identifiziert. Diese ermöglichen genau wie ihre biologischen Vorbilder die Trennung von Öl und Wasser, wobei das Öl ohne Anwendung zusätzlicher Energie ? passiv in einen Sammelbehälter transportiert wird. Die Funktionstextilien mit einer Streifenbreiten von 6 cm können dabei bis zu einem ½ Liter Öl von der Wasseroberfläche abtransportierten. Die Projektergebnisse zeigen, dass mit BOA eine neue, energiesparende Technik der Öl-Wasser-Trennung zur Verfügung gestellt wird, welche vorwiegend in Binnengewässern eingesetzt werden kann. Darüber hinaus bietet diese innovative Technik Potential für die Öl-Wasser-Trennung im Bereich der Schifffahrt oder in industriellen Anlagen.
Different ships carrying people, products and raw materials travel the Baltic Sea in heavy traffic. This leads to a significant risk for maritime accidents resulting in oil spills and severe environmental damage. The efficiency of the existing techniques to respond to oil spills strongly depends on (1) how long it takes to reach the accident location and (2) the meteorological and hydrodynamic site conditions. To mitigate these limitations, new techniques are needed and transnational cooperations needs to be in place to respond fast and sea state independent. From 2016 to 2019 the project SB-Oil will work in this field to support preserving the Baltic Sea Ecosystem, its residents and its blue and green economy.
The project SB-Oil is focused on two main objectives: (sboil-info-Flyer) - Uptake of a new spill response technology called BioBind to train staff and strengthen existing cross-border spill response capacities. - Awareness rising in different administrational levels and the public regarding oil spill response in the South Baltic Area
The Uptake of the new spill response technology will be carried out through a joint purchase of the individual technical components of the system by the project partners and three different types of training. (1) Multinational trainings on the practical use of the gear in the open sea will be carried out in close cooperation with national incident command centers, HELCOM and EMSA. (2) Predefined scenarios on the towing behaviour of the netboom for seaborne binder recovery will be designed for a professional nautical simulator. Different classes will teach navigational aspects resulting from the netboom towage combined with operative aspects depending on the designed spill scenario. (3) Spill response managers will be trained with a custom made Table Top Exercise which includes operational aspects of the BioBind system and 'natural' influences depending on the spillsize and the location. Decision makers will face a complex situation and learn how to manage a spill using BioBind.
Awareness rising will be achieved by different activities. National workshops on oil spill response will be carried out in every country of the South Baltic Programme (Germany, Sweden, Poland, Denmark & Lithuania). The content of the workshops will be designed on the basis of a stakeholder analysis to identify national needs and to adress different administrational levels. A multilingual handbook will be designed, summarizing basic knowledge about oil spills, response measures (incl. BioBind) and administrative approaches of the South Baltic countries and their interaction in a reader-friendly way for non-specialists. A final conference including a BioBind live demonstration will close project activities.
Vorhandenen Skimmertechnologien zur Ölhavariebekämpfung auf See besitzen eine stark eingeschränkte Einsatzfähigkeit und Wirksamkeit bei ungünstigen Witterungsbedingungen, insbesondere Starkwinden, stärkerem Seegang und höheren Strömungsgeschwindigkeiten. Probleme ergeben sich im Allgemeinen auch bei geringen Wassertiefen und in küstennahen Bereichen infolge einer schlechten Erreichbarkeit des Unglücksortes und / oder durch eine erhöhte ökologische Sensibilität des Gebiets insbesondere beim Einsatz chemischer Mittel.
Im Verlauf eines bereits abgeschlossenen Verbundvorhabens 'Biobind' wurde ein neuartiges Ölhavariebekämpfungssystems, das eine schnelle Reaktion auf kleine und mittlere Verschmutzungen und hohe Reinigungsraten auch bei ungünstigen Witterungsverhältnissen, insbesondere in Flachwassergebieten und küstennahen Bereichen ermöglicht, entwickelt und erprobt. Dazu wurden von der Technischen Universität Dresden und der Universität Leipzig biobasierte, biologisch abbaubare Ölbinder entwickelt, patentiert und auf See erprobt.
Projektziel des neuen Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Biopräparaten, bestehend aus Mikroorganismengemeinschaften, die auf die Binder aufgebracht werden.
Im Mittelpunkt der Arbeiten im Teilprojekt steht die Entwicklung eines Applikationsverfahrens bzw. einer Applikationstechnologie zur Benetzung und Fixierung der von den Projektpartnern Fa. Ökotec und Univ. Leipzig entwickelten Biopräparate auf den Bindern. Damit soll ein schneller und hoher Ölabbau realisiert werden, ohne dass Ölaufnahme- und Schwimmverhalten der Binder negativ beeinflusst werden. Hierbei werden zwei Lösungsansätze verfolgt:
1.Entwicklung einer Sprühtechnologie zum Aufbringen des Biopräparates auf die Binderoberfläche während des Einsatzes (bei Ausbringung per Schiff oder im Uferbereich)
2.Entwicklung eines stationären Benetzungsverfahrens mit anschließender Trocknung und Lagerung der funktionalisierten Binder
Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei der Stabilität der Biopräparate und der Binder für eine langfristige Lagerung und den Erhalt Ihrer Wirksamkeit.
Das UBA setzt sich über Staatsgrenzen hinweg dafür ein, dass Mensch und Umwelt besser geschützt werden, wenn es etwa zu Bränden in Industrieanlagen oder Ölunfällen kommt. Im September 2017 initiierte das UBA eine gemeinsame Störfall-Übung der deutschen und polnischen Feuerwehr und bereitete ein Seminar vor, um künftig grenzüberschreitend Umweltschäden durch kontaminiertes Löschwasser zu vermeiden. Die deutsch-polnische Grenze verläuft bei Brandenburg mitten in der Oder. Havariert im Fluss etwa ein Öltanker, ist es wichtig, dass beide Staaten reibungslos und effektiv zusammenarbeiten. Als deutscher Delegationsleiter in der verantwortlichen Arbeitsgruppe der Internationalen Kommission zum Schutz der Oder (IKSO) initiierte das UBA deshalb gemeinsam mit dem Innenministerium des Landes Brandenburg eine grenzüberschreitende Störfall-Übung. Am 4. September 2017 bekämpften Feuerwehren des Landkreises Oder-Spree aus Brandenburg sowie die staatlichen polnischen Feuerwehren des Lebuser Land gemeinsam bei Ratzdorf in Brandenburg eine simulierte Öl-Kontamination durch einen havarierten Öltanker. Die Störfall-Übung wurde am 5. September 2017 im polnischen Slubice (Collegium Polonicum) mit einem internationalen Seminar zum Thema Löschwasser-Rückhaltung ergänzt. Das vom UBA inhaltlich vorbereitete Seminar fand unter dem Schirm der IKSO und der Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen ( UNECE ) statt. Kernthema war die Diskussion zum ersten Entwurf der neuen „UNECE Guideline for Fire-Water Retention“, der durch eine internationale Expertengruppe der UNECE- „Industrieunfall“- und „Wasser“-Konventionen, erarbeitet wurde. Der Entwurf des UNECE-Leitfadens stellt die erste Initiative dar, UNECE-weit sicherheitstechnische Mindeststandards zur Löschwasser-Rückhaltung zu regeln, um Katastrophen wie den „Sandoz“-Störfall von 1986 künftig zu verhindern. Beim damaligen Brand in einer Chemiefabrik gelangten mit dem Löschwasser große Mengen giftiger Chemikalien in den Rhein und verursachten dort ein verheerendes Fischsterben. Weite Teile des Rheins in Deutschland und den Niederlanden waren kontaminiert. Als Ergebnis des Seminars soll im Oktober 2017 ein zweiter Entwurf des Leitfadens vorliegen, der dann an internationale Organisationen und Verbände zur weiteren Kommentierung verschickt wird. Die Endfassung soll den Vertragsstaaten der UNECE-„Industrieunfall“- und „Wasser“-Konventionen zu ihren Vollversammlungen im Oktober und Dezember 2018, vorgelegt werden.
Der Einsatz von schwimmenden Oelraeumsystemen in rauher See fuehrt bei vorlichem Seegang (die Wellen laufen direkt in den Einlaufbereich des Oelbekaempfungsfahrzeugs) zu erheblichen Problemen. Beim Klappschiff ist dieser Bereich waehrend des operationellen Einsatzes wie eine Schere geoeffnet, um die Abschoepfbreite zu vergroessern. Innerhalb des trichterfoermigen Einlaufs stellen sich die Wellen durch den Konzentrationseffekt und durch Mehrfachreflexionen an den Seitenwaenden des Schiffs auf. Die reflektierten Wellen ueberlagern sich mit den einlaufenden, und es entsteht ein chaotischer dreidimensionaler Seegang mit sehr hohen Wasserspiegelauslenkungen und Brechungserscheinungen, was einen Wirkungsgradverlust des Absaugvorgangs zur Folge hat. Ziel des Vorhabens ist eine Minimierung des relativen Seegangs (bezogen auf das sich bewegende Traegerfahrzeug) im Einlaufbereich der Oelwehre (Trichterspitze) durch die Entwicklung wellendaempfender Subsysteme, die in bestehende oder neu zu bauende Oelraeumsysteme integriert werden koennen. Der Absorber darf durch die Bewegungen des Schiffes keine bzw. nur unwesentliche Radiationswellen erzeugen. Ausserdem duerfen die zu installierenden Absorbersysteme keine negativen Auswirkungen auf das Seegangsverhalten des Traegerfahrzeugs haben und muessen speziell fuer den Einsatz in Oel angepasst sein. Das Einstroemen des Oelfilms zwischen die beiden Rumpfhaelften zu den Oelwehren darf durch die Wellenabsorber nicht behindert werden. Durch Installation wellenabsorbierender Subsysteme kann eine erhebliche Daempfung (Glaettung) des dreidimensionalen Wellenfeldes und somit eine Erweiterung der Einsatzgrenzen bereits existierender Oelraeumschiffe erreicht werden.