Evaluation of Different Treatment Options in Bio-Augmentation of Crude Oil Polluted Soil

Wenn Land mit Rohöl durchtränkt wird, verliert der Boden oft die Fähigkeit, Leben zu unterstützen. Die toxische Verschmutzung bewirkt mehr, als nur den Boden zu überziehen; sie entzieht dem Boden die essenziellen Nährstoffe und die lebenden Mikroben, die benötigt werden, um die Verschmutzung abzubauen. An vielen Orten hinterlässt dies ein karges Stück Erde, das weder für die Landwirtschaft noch für das Bauwesen genutzt werden kann. Wissenschaftler suchen seit langem nach einem Weg, diesen Schaden zu heilen, ohne den Boden auszuheben oder aggressive Chemikalien einzusetzen. Ein vielversprechender Ansatz wird Bioaugmentation genannt – eine Methode, die dem Boden im Wesentlichen eine helfende Hand reicht, indem sie genau die Bestandteile hinzufügt, die ihm fehlen: Nährstoffe und die richtigen Arten von mikrobiellem Leben. Das Ziel ist es, die schlummernde Reinigungstruppe, die bereits im Dreck lebt, zu wecken und sie zu füttern, damit sie das Öl fressen und so ein toxisches Chaos wieder in gesunden Boden verwandeln.

Ein Team von Forschern in Nigeria setzte sich zum Ziel, den effektivsten Weg zu finden, um diese Technik auf mit Rohöl kontaminierten Boden anzuwenden. Sie arbeiteten auf einem Stück Land, das schwer belastet war und auf dem das natürliche Gleichgewicht des Bodens massiv gestört war. Bevor sie mit ihrer Arbeit begannen, untersuchten sie den Zustand des Bodens und stellten fest, dass dieser in einem schlechten Zustand war. Der Boden war sauer, trocken und kritisch niedrig an Stickstoff und Phosphor, zwei Nährstoffen, die für das Pflanzen- und Mikrobelleben lebensnotwendig sind. Vor allem aber war die Population der Bakterien, die in der Lage sind, Öl zu fressen, dezimiert worden, was den Boden unfähig machte, sich selbst zu heilen. Um dies zu beheben, entwarfen die Forscher ein einfaches Experiment mit vier verschiedenen Versuchsflächen über einen Zeitraum von vierundachtzig Tagen. Sie wollten sehen, welche Kombination von Werkzeugen den Boden am schnellsten wiederherstellt.

Die erste Fläche erhielt lediglich einen Schub durch indigene Mikroorganismen, speziell eine Art von Bakterien namens Pseudomonas, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, Kohlenwasserstoffe zu verdauen. Die zweite Fläche erhielt nur eine Dosis eines lokal bezogenen Düngers, der Stickstoff, Phosphor und Kalium enthielt, zusammen mit regelmäßigem Umgraben des Bodens, um Luft hineinzulassen. Die dritte Fläche erhielt sowohl die Bakterien als auch den Dünger, gemischt und in den Boden eingearbeitet. Die vierte Fläche wurde völlig unbehandelt gelassen und diente als Kontrollgruppe, die keinerlei Behandlung erhielt. Die Forscher überwachten den Boden wöchentlich und prüften, wie sich die Mengen an Öl, Nährstoffen, Feuchtigkeit und bakteriologischem Leben im Laufe der Zeit veränderten. Sie suchten nach einem klaren Gewinner: einer Methode, die den Ölgehalt am stärksten reduzieren und gleichzeitig die Gesundheit des Bodens wiederherstellen konnte.

Die Ergebnisse zeigten, dass Nichtstun keine Option war. Die unbehandelte Kontrollfläche zeigte fast keine Verbesserung; der Ölgehalt änderte sich kaum und der Boden blieb leblos. Die Fläche, die nur mit Dünger behandelt wurde, schnitt besser ab und reduzierte das Öl um 65 Prozent. Die Fläche, die nur mit Bakterien behandelt wurde, war mit einer Reduktion des Öls um 75 Prozent noch erfolgreicher. Der erfolgreichste Ansatz war jedoch die Kombination aus beiden, also Bakterien und Dünger. Diese dritte Option, die auch regelmäßiges Auflockern zur Belüftung des Bodens beinhaltete, erreichte eine Reduktion der Ölbelastung um 90 Prozent. Die Daten zeigten, dass, wenn die Bakterien sowohl den Treibstoff zum Wachsen (das Öl) als auch die Nahrung erhielten, die sie benötigen (die Nährstoffe), sie sich rasant vermehrten und viel härter daran arbeiteten, die Verschmutzung abzubauen.

Während des gesamten Experiments beobachteten die Forscher, wie sich der Boden physisch und chemisch veränderte. In der erfolgreichsten Fläche wuchs die Population der ölfressenden Bakterien bis zum Ende der Studie von einigen hunderttausend auf über eine Million pro Gramm Boden an. Während diese Mikroben das Öl verspeisten, wandelten sie die toxischen Kohlenwasserstoffe in Kohlendioxid und Wasser um, was die Menge an Öl und organischem Kohlenstoff im Boden natürlich reduzierte. Der Boden wurde auch weniger sauer und hielt mehr Feuchtigkeit, was eine gesündere Umgebung für die Rückkehr des Lebens schuf. Die Stickstoffwerte im Boden sanken zunächst, da die Bakterien ihn nutzten, um ihre Körper aufzubauen und die Toxine abzubauen, aber sobald die Verschmutzung unter Kontrolle war, begannen die Stickstoffwerte wieder zu steigen, da der Dünger das System weiterhin fütterte.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass der effizienteste Weg, Rohöl aus dem Boden zu reinigen, nicht darin besteht, sich auf eine einzige Lösung zu verlassen, sondern sie zu kombinieren. Indem man die richtigen Mikroben hinzufügt und sie mit Dünger füttert, während man den Boden locker und luftig hält, kann der natürliche Reinigungsprozess drastisch beschleunigt werden. Dieser Ansatz erfordert keine komplexen Maschinen oder teure Chemikalien; er arbeitet einfach mit der Biologie, die bereits im Boden existiert, und gibt ihr die Ressourcen, die sie zur Erholung braucht. Für Gemeinschaften, die mit den Folgen von Ölunfällen zu kämpfen haben, bietet dieser Befund einen praktischen, effektiven Weg, um das Land wieder in einen Zustand zu versetzen, in dem es einmal mehr Leben unterstützen kann.