Analysemethoden: Spurensuche am Umwelttatort

25.11.2015 - Obduktion, Gentest, Fingerabdruck: Den Krimifans sind sie vertraut, die Methoden der Forensik. Die Prinzipien, die sich in der Gerichtsmedizin bewähren, lassen sich auch anwenden, um die Verursacher von Altlasten zu ermitteln.

Jacques Martelain ist seit 2012 Kantonsgeologe und Direktor der Fachstelle für Geologie, Boden und Abfall des Kantons Genf. Zu Beginn seiner Karriere arbeitete er während mehrerer Jahre in kanadischen Minen und im Kiesabbau. Vor gut 20 Jahren begann er, sich auf internationaler Ebene mit der Sanierung von Altlasten zu befassen. Er hat sich in den USA in Umweltforensik weitergebildet, ist Gründer der Firma Terraquatron und wird oft als Gerichtsexperte bei Fällen von Umweltverschmutzung beigezogen.
© Charles Petersmann

Text: Lucienne Rey

Zeit gebiert Wahrheit, lautet ein Sprichwort. Genauso oft trägt die Zeit aber dazu bei, die tatsächlichen Umstände zu verschleiern. Wenn nämlich auf dem Gelände früherer Gewerbeanlagen verschmutzter Boden saniert oder alte Deponien beseitigt werden sollen, ist es mitunter schwierig, die Verantwortlichkeiten stichhaltig zuzuweisen - umso mehr als Eigentumsverhältnisse im Lauf der Jahre oft wechseln. Dabei wäre es wichtig, genau zu wissen, auf wen eine Altlast zurückzuführen ist. Denn gemäss dem 1985 in Kraft getretenen Umweltschutzgesetz gilt das Verursacherprinzip. Für die Beseitigung eines Schadens muss aufkommen, wer ihn angerichtet hat.

Kriminalistischen Spürsinn entwickelt

Es war der Handwechsel einer gewerblichen Liegenschaft, der Jacques Martelain zum «Altlastendetektiv» werden liess. Als Spezialist für belastete Standorte wurde er im Jahr 2002 von einem Eigentümer kontaktiert, der sein Gewerbegrundstück veräussern wollte. Diesem war bewusst, dass der Boden des Areals verunreinigt war, und er wollte wissen, ob es möglich sei, seine Verantwortung für die Altlast im Nachhinein zu ermitteln.

«In Europa waren damals noch keine Verfahren bekannt, um einen solchen Nachweis zu erbringen», erzählt der heutige Genfer Kantonsgeologe. Seine Recherchen führten ihn deshalb in die USA - ins Land der spektakulären Kriminalfälle und der psychologisch versierten Profiler. Und er wurde fündig. Die Forensik, das heisst die systematische wissenschaftliche und technische Untersuchung von kriminellen Handlungen, wurde dort bereits seit den 1980er-Jahren auch für Vergehen gegen die Umwelt angewandt. Jacques Martelain liess in amerikanischen Labors Bodenproben des Gewerbegrundstücks analysieren. Dabei zeigte sich, dass sich Ursprung und Urheber der Verschmutzung durchaus nachweisen lassen.

Der Vorsprung der USA in Sachen Umweltforensik ist nicht zuletzt auf die grossen Tankhavarien der vergangenen Jahrzehnte zurückzuführen. Insbesondere der Schiffbruch der Exxon Valdes von 1989 hat die Disziplin beflügelt: «Verschiedene Kapitäne von Frachtschiffen nutzten damals die Gelegenheit, um ihre Tanks in der Nähe des Unglücksortes zu spülen», weiss Jacques Martelain. «Die dabei entstehende Verschmutzung wurde dann dem verunglückten Tanker angelastet. Es lag somit im Interesse von dessen Eigentümer aufzudecken, dass die Ölpest verschiedene Quellen hatte.» Die Mineralölkonzerne begannen, in die Umweltforensik zu investieren und sie zu fördern.

Der Fingerabdruck der Kohlenwasserstoffe

Mit herkömmlichen Methoden muss man sich bei der Untersuchung von Altlasten damit begnügen, Art und Ort einer Verunreinigung festzustellen. Die neueren Analyseverfahren hingegen erlauben es, zunehmend auch die genaue Beschaffenheit und damit die Quelle und Urheberschaft zu eruieren. «Kohlenwasserstoffe machen den überwiegenden Anteil der Altlasten aus», erklärt der Umweltdetektiv, «insbesondere Mineralöl und seine Derivate.» Der Komplexität dieser Verfahren ist es zu verdanken, dass sich solche Substanzen genau identifizieren lassen. Rohöl und die von ihm abgeleiteten Produkte enthalten nämlich bis zu 10‘000 chemische Komponenten.

Ihr unverwechselbares Profil erhalten die Kohlenwasserstoffe durch die Charakteristika des Rohstoffes, den Raffinerieprozess und die Reaktionen auf die Umwelt. Dabei unterscheiden sich die neuen Analysen zwar nicht grundsätzlich, wohl aber im Detaillierungsgrad von den altbekannten Methoden. «Mit den klassischen Tests lässt sich einzig erkennen, dass es sich bei einer Verschmutzung um Benzin, Heizöl oder ein anderes Mineralöl handelt», erläutert Martelain. «Feinanalysen hingegen beziffern zudem die spezifischeren Komponenten wie etwa Phenanthren oder Dibenzodiophen». Und genau solche Bestandteile gestatten es, den individuellen Fingerabdruck des Schadstoffes zu bestimmen. So wird es möglich, beispielsweise Benzin verschiedenen Ursprungs zu unterscheiden - oder aber zu belegen, dass Verschmutzungen an unterschiedlichen Orten aus einer identischen Quelle stammen.

Archive und Datenbanken als Hilfsinstrumente

Während herkömmliche Tests bloss wenige Minuten benötigen, dauern Feinanalysen mehrere Std. und kosten entsprechend viel. Umso wichtiger ist es, vorgängig Recherchen anzustellen, um mit gezielt entnommenen Boden- oder Gewässerproben die Anzahl der Untersuchungen auf das Nötige zu beschränken. Jacques Martelain greift dabei auf die Methoden zurück, die bei der Ermittlung von «Umweltsündern» schon länger Tradition haben. Anhand alter Pläne und Karten werden allfällige Umnutzungen von Gebäuden ermittelt, und auf Luftbildern wird den Veränderungen in der Landschaft nachgespürt, die auf Deponien hinweisen könnten.

Andere Unterlagen sind ebenso hilfreich, insbesondere bei der Datierung einer länger zurückliegenden Verunreinigung. So gibt es Datenbanken, die darüber informieren, in welchem Jahr ein problematischer Stoff auf den Markt kam - oder verboten wurde. Wenn nämlich die Hilfsstoffe bekannt sind, die einer Substanz während einer bestimmten Periode beigemischt wurden, ist es möglich, das Zeitfenster der Verunreinigung einzugrenzen. Und wie für die gerichtsmedizinische Forensik existieren mittlerweile auch für die Umweltforensik Datenbanken, die über die Abbauraten verschiedener Schadstoffe unter spezifischen Umweltbedingungen Aufschluss geben. Computermodelle für die Korrosion von Öltanks wiederum helfen, Lecks in unterirdischen Kraftstoffbehältern zu datieren.

Das einmalige Gedächtnis der Bäume

Die präzisesten Zeitangaben liefert allerdings nicht die Technik, sondern die Natur. Die Umweltforensik macht sich unter anderem das Gedächtnis der Bäume zunutze, um den Zeitpunkt einer Verschmutzung zu bestimmen. Besonders gut eignet sich dieser Ansatz bei chlorhaltigen Schadstoffen. Aber auch Analysen von Quecksilberverunreinigungen sind möglich, und im Fall von Verschmutzungen mit Brenn- und Treibstoffen wird die Spur des Schwefels verfolgt.

Wird Boden oder Grundwasser verunreinigt, dringen die problematischen Substanzen ins Wurzelsystem ein und stören das Wachstum des Baums. Der betreffende Wachstumsring fällt somit schmaler aus als in den vorangegangenen Vegetationsperioden, weshalb sich das Schadensereignis auf ein Jahr genau datieren lässt.

Umweltsünder ohne böse Absicht

Das BAFU ist an neuen Untersuchungsmethoden für Altlasten interessiert und unterstützt ihre Erforschung. So fördert es derzeit ein Projekt an der Universität Neuenburg, das die Tauglichkeit der sogenannten Isotopenanalyse prüft, um den Verursachern von Grundwasserverschmutzungen mit chlorierten Lösungsmitteln auf die Spur zu kommen. Isotope sind Varianten eines Elements. Ihre Kerne enthalten zwar die gleiche Anzahl an Protonen, aber unterschiedlich viele Neutronen, und sie unterscheiden sich dadurch ebenfalls in der Atommasse. Das Verhältnis von schweren und leichten Isotopen eines Elements wird als Isotopensignatur oder als «isotopischer Fingerabdruck» bezeichnet und kann genutzt werden, um die genaue Beschaffenheit und Herkunft einer Substanz zu bestimmen. Im Weiteren verändert sich das Isotopenverhältnis zahlreicher Schadstoffe beim biologischen Abbau.

«Die Forensik kann uns helfen, die Verursacher von Altlasten zu finden, um sie finanziell an der Sanierung zu beteiligen», erläutert Christiane Wermeille von der Sektion Altlasten beim BAFU das Interesse des Amtes an den neuen Analysemöglichkeiten. Sie warnt allerdings davor, den Betreffenden bösen Willen oder gar kriminelle Neigungen zu unterstellen: «Vieles, was heute als Umweltsünde gilt, geschah seinerzeit im Rahmen der gültigen rechtlichen und gesellschaftlichen Normen. Man wusste es einfach nicht besser; und sicher machen wir auch heute noch nicht alles perfekt.»

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Letzte Änderung 25.11.2015

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