Die rätselhaften schwarzen Kugeln, die Mitte Oktober an Sydneys Strände gespült wurden, waren einer detaillierten neuen Untersuchung ihrer Zusammensetzung zufolge vermutlich Klumpen eines „Fatbergs“. Sie enthielten Spuren menschlicher Fäkalien, Methamphetamin und PFAS.
Zunächst hatten Berichte darauf hingedeutet, dass es sich bei den bedrohlich wirkenden Brocken wahrscheinlich um Teerkugeln infolge einer Ölpest handelte. Eine Reihe wissenschaftlicher Tests zeichnet jedoch ein deutlich komplexeres Bild.
Die rätselhaften schwarzen Kugeln
Am 16. Oktober gingen die ersten Meldungen vom Coogee Beach im Osten Sydneys ein. Rettungsschwimmer entdeckten zahlreiche schwarze, kugelförmige Objekte im Sand, die auf den ersten Blick wie Teer wirkten.
Kurz darauf wurden ähnliche Funde an den nahe gelegenen Stränden Bondi, Bronte, Tamarama und Maroubra gemeldet. Die Strände wurden umgehend geschlossen und Reinigungsarbeiten eingeleitet. Weil Behörden zunächst befürchteten, es könne sich um giftige „Teerkugeln“ handeln, gaben sie Gesundheits- und Warnhinweise für die Öffentlichkeit heraus.
Erste Untersuchungen des Randwick Council stimmten mit der Annahme überein, dass die Kugeln aus Öl und Schmutzpartikeln bestehende Teerkugeln waren.
Öl – oder etwas noch Ekelhafteres?
Wir wollten präzise klären, woraus die schwarzen Kugeln bestanden und woher sie stammten.
Gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen der UNSW führten wir zahlreiche Tests und Analysen durch. Beteiligt waren das Mark Wainwright Analytical Centre sowie die Abteilung für umweltforensische Untersuchungen des australischen Bundesministeriums für Klimawandel, Umwelt, Energie und Wasser (DCCEEW).
Zudem arbeiteten wir mit der NSW Environment Protection Authority (EPA) und dem Randwick Council zusammen.
Die ersten Tests, die vor allem auf einer Methode namens Festkörper-Kernspinresonanzspektroskopie beruhten, ließen das Material wie nicht raffiniertes Öl erscheinen. Weitere Analysen wiesen jedoch auf eine andere und unerquicklichere Zusammensetzung hin.
Die Untersuchung der enthaltenen Elemente ergab, dass die schwarze Masse überwiegend aus Kohlenstoff bestand. Anschließend zeigte eine Radiokohlenstoffdatierung, dass nur etwa 30 Prozent dieses Kohlenstoffs fossilen Ursprungs waren. Damit waren fossile Brennstoffe vermutlich nicht der Hauptbestandteil der Kugeln.
Wir fanden außerdem erhebliche Mengen Calcium sowie deutlich geringere Konzentrationen verschiedener Metalle. Spektroskopische Untersuchungen belegten in den schwarzen Kugeln Signaturen von Fetten, Ölen und fettigen Molekülen, wie sie häufig in Seifenablagerungen, Speiseöl und Lebensmitteln vorkommen. Dies deutete auf menschliche Abfälle hin.
PFAS, Drogen und Hinweise auf Fäkalien
Im nächsten Schritt prüften wir, ob sich die Substanz in organischen Lösungsmitteln lösen ließ. Auf diese Weise konnten nur ungefähr ein Drittel bis die Hälfte der Gesamtmasse gelöst werden.
Den gelösten Anteil konnten wir mithilfe der Massenspektrometrie genauer untersuchen. Bei dieser Methode werden Moleküle anhand ihres Gewichts und ihrer elektrischen Ladung bestimmt. Dabei fanden wir Moleküle, die in Fahrzeugkraftstoffen vorkommen, ebenso wie organische Moleküle, darunter Fettsäuren und Glyceride.
Darüber hinaus identifizierten wir industrielle Perfluoralkylsubstanzen (PFAS oder „Ewigkeitschemikalien“), steroidale Verbindungen wie Norgestrel, blutdrucksenkende Arzneimittel wie Losartan, Pestizide und Tierarzneimittel. Das passt zu einer Verunreinigung durch Abwasser und industrielle Einträge.
Zudem gab es Anzeichen für menschliche Fäkalien: Dazu zählten das Cholesterin-Abbauprodukt Epicoprostanol sowie Rückstände von Freizeitdrogen, einschließlich Tetrahydrocannabinol – auch als THC bekannt, einem Bestandteil der Cannabispflanze – und Methamphetamin. Dies steht im Einklang mit Einträgen aus Haushaltsabfällen.
Die Analyse des unlöslichen Massenanteils erwies sich als schwieriger. Hier setzten wir Festkörper-Kernspinresonanz sowie die Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie ein, bei der Chemikalien mithilfe von Infrarotlicht nachgewiesen werden. Die Ergebnisse deuteten auf Fette hin, lieferten jedoch keinen endgültigen Beleg.
Waren die schwarzen Kugeln Fatberg-Klumpen?
Was bedeuten diese Befunde? Die hohen Konzentrationen von Fetten, Ölen, fettigen Molekülen und Calcium sowie die geringe Löslichkeit sind mit einem „Fatberg“ vereinbar: einer verfestigten Masse aus Fetten, Ölen und fettigen Molekülen, die sich in Abwassersystemen ansammeln kann.
Der Nachweis von Markern für menschliche Fäkalien, Arzneimittel und Freizeitdrogen lässt Abwasser oder andere städtische Abflüsse als mögliche Quelle erscheinen. Obwohl die Zusammensetzung der schwarzen Kugeln darauf hindeutet, dass sie Fatbergs ähneln könnten, lässt sich ihre genaue Herkunft nicht abschließend bestätigen.
Der Vorfall mit den schwarzen Kugeln macht jedoch auf ein umfassenderes Problem aufmerksam: die Verschmutzung entlang der Küste von Sydney.
Aktuellen Berichten zufolge sind etwa 28 Prozent der überwachten Badeplätze in New South Wales anfällig für Verschmutzung. Viele erhalten insbesondere nach Regenfällen schlechte Bewertungen der Wasserqualität. Gymea Bay, Coogee Beach, Malabar Beach und Frenchmans Bay gehören zu den als problematisch eingestuften Stränden; wegen Verunreinigungen durch menschliche Fäkalien wird dort vom Schwimmen abgeraten.
Verschmutzung durch städtische Abfälle
Städtische Abfallverschmutzung zu analysieren und zu verstehen, ist keine einfache Aufgabe. Dafür ist ein multidisziplinärer Ansatz erforderlich.
Um die komplexe Zusammensetzung der Klumpen aufzuschlüsseln, nutzten wir Kohlenstoff-14-Datierung, Massenspektrometrie, Elementaranalyse und mikroskopische Verfahren.
Trotz aller durchgeführten Untersuchungen können wir bislang keine endgültige Aussage zur primären Quelle der Klumpen treffen. Diese Unsicherheit verdeutlicht die allgemeinen Schwierigkeiten, mit denen Forschende und Umweltbehörden bei der Rückverfolgung und Bekämpfung von Verschmutzungen in Küstengebieten konfrontiert sind.
Der Vorfall unterstreicht, wie wichtig gründliche wissenschaftliche Analysen für das Verständnis von Umweltproblemen sind. Wenn die Quellen und die Zusammensetzung solcher Schadstoffe weiter untersucht werden, lässt sich besser nachvollziehen, wie die Bewirtschaftung städtischer Abfälle die Gesundheit unserer Küsten beeinflusst.
Diese Forschung wurde von Forschenden der UNSW geleitet, darunter Associate Professor Jon Beves, Dr Tim Barrows, Dr Martin Bucknall, Professor William Alexander Donald, Dr Albert Fahrenbach, Dr Sarah Hancock, Dr Christopher Hansen, Ms Lisa Hua, Dr Martina Lessio, Dr Chris Marjo, Associate Professor Vinh Nguyen, Dr Martin Peeks, Dr Aditya Rawal, Dr Chowdhury Sarowar, Professor Timothy Schmidt, Dr Jake Violi und Dr Helen Wang.
Jon Beves, Associate Professor für Chemie, UNSW Sydney, und William Alexander Donald, Professor für Chemie und ARC Future Fellow, UNSW Sydney
Dieser Artikel wird unter einer Creative-Commons-Lizenz von The Conversation erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.
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