Abwasserrohr in ein natürliches Gewässer, tags: NASA, Wasser, Chemikalien, Grundwasser

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NASA entfernt Chemikalien aus Grundwasser

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David Beck
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Leila Boucheligua

Die NASA hat vor allem in ihren frühen Jahren oft unwissend Grundwasser mit verschiedenen Chemikalien verunreinigt. Heute arbeitet die Raumfahrtbehörde daran, diese Chemikalien wieder aus dem Wasser zu entfernen – und entwickelt dabei Technologien für sauberes Trinkwasser.

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Es ist ein Luxus, dass wir einfach das Wasser trinken können, das aus dem Hahn fließt. Das ist nicht überall möglich. Manchmal liegt es daran, dass wir selbst das Grundwasser so verunreinigt haben, dass es giftig geworden ist. Industrieabfälle gelangen sehr leicht ins Wasser, sind aber oft nur schwer wieder zu entfernen. 

Eine Organisation, die vor allem in ihren frühen Jahren oft unwissend durch ihre Aktivitäten Grundwasser mit verschiedenen Chemikalien verunreinigte, ist die NASA. Heute jedoch übernimmt die Raumfahrtbehörde dafür Verantwortung und arbeitet daran, diese Chemikalien wieder aus dem Wasser zu entfernen.. Die NASA entwickelt dabei Technologien, die auch anderswo eingesetzt werden, um sauberes Trinkwasser sicherzustellen.

Die NASA will Verschmutzungen der Umwelt wieder beseitigen

"Die Natur will im Gleichgewicht sein", sagt die multitalentierte NASA-Wissenschaftlerin und -Ingenieurin Jackie Quinn. Damit meint sie an dieser Stelle im Interview zwar, dass sich die Konzentrationen von gelösten Teilchen immer möglichst gleichmäßig verteilen, ihre Aussage kann aber auch im Hinblick auf den Versuch der NASA betrachtet werden, das sprichwörtliche Gleichgewicht der Natur wieder herzustellen, wenn es durch sie gestört wurde – was durch die Natur einer Raumfahrtbehörde fast überall dort geschieht, wo diese arbeitet, sagt Jackie Quinn. 

Die nationale Umweltschutzbehörde der USA wurde im Dezember 1970 gegründet. Wir haben aber schon im Juli 1969 Menschen zum Mond gebracht, hatten also viel Zeit Chemikalien zu entsorgen, ohne dabei auf die Natur achten zu müssen. Natürlich machen wir das nicht mehr, seit wir wissen, dass wir die Umwelt damit verschmutzen. Und wir werden dort, wo wir es falsch gemacht haben, aufräumen und den Ausgangszustand so weit wiederherstellen, wie es uns Wissenschaft und Technologie ermöglichen. 

Chemikalien lösen sich über Jahrzehnte im Wasser

Bei der Raumfahrtagentur arbeiten traditionell die klügsten und vor allem die neugierigsten Köpfe des Landes. Und die lassen es sich nicht nehmen, jedes wissenschaftliche oder technische Problem im Haus zu lösen, ob es die Suche nach Wasser auf dem Mond ist – oder die Belastung der Umwelt mit chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen. 

Das ist ein schickes Wort für bestimmte Chemikalien, mit denen wir Teile von Raketen entfettet und gereinigt haben. So sind sie im Grundwasser gelandet. Wenn diese Chemikalien unter der Erde sind, dann werden sie im Grundwasser gelöst, aber nur sehr langsam. 

Die Stoffe sind hydrophob, also wasserfeindlich. Wie Öl und Essig in der Salatsoße versuchen die Chemikalien möglichst nicht mit dem Grundwasser in Kontakt zu kommen. Nach und nach sickern sie aber in das Grundwasser. Statt einer kurzen und sehr starken Belastung des Grundwassers gelangen die krebserregenden Stoffe über Jahrzehnte in niedrigen Konzentrationen in das Wasser. 

Tröpfchen mit Eisen sollen die Chemikalien aus dem Wasser entfernen

Jackie Quinn, die ihre Karriere bei der NASA beim Space Shuttle-Programm begann, entwickelte dafür eine raffinierte Lösung: Emulgiertes nullwertiges Eisen oder kurz: EZVI. 

Bläschen in Wasser, tags: NASA, Wasser, Chemikalien, Grundwasser
Die Chemikalien aus dem Wasser entfernen sollen kleinen Tröpfchen, die die giftigen Stoffe anziehen und zersetzen.

Nullwertiges Eisen zersetzt die giftigen Stoffe und macht sie ungefährlich. Doch für die Reaktion ist auch Wasser nötig. Die Tatsache, dass die Chemikalien Wasser meiden, bedeutet, dass es kaum möglich ist Eisen, Wasser und die Giftstoffe zusammenzubringen. 

EZVI besteht aus kleinen Tröpfchen und jedes Tröpfchen hat eine äußere Schicht aus Öl. Wir haben zum Beispiel Mais- oder Sojaöl verwendet, also essbare Öle. Innerhalb der Tröpfchen ist Wasser und Eisen enthalten. 

Die äußere Schicht aus Öl stößt die giftigen Chemikalien nicht ab wie Wasser, sondern zieht sie sogar an. Einmal in den Tröpfchen werden sie dann vom Eisen zersetzt. Die Abbauprodukte sind entweder ungiftig oder sie werden von Bakterien noch weiter zersetzt. Eine belastete Gegend kann so sehr schnell gesäubert werden. 

Quinns Erfindungen werden auf der ganzen Welt eingesetzt

Jackie Quinn hat noch weitere Technologien zur Säuberung von chemischen Verunreinigungen entwickelt, die von der NASA weiterlizensiert und auf der ganzen Welt eingesetzt werden. Dafür wurde sie 2018 in die floridianische Hall of Fame der Erfinderinnen und Erfinder aufgenommen. 

Zum Ende ihrer Karriere zieht es sie aber wieder in die Weiten des Alls. Aber am Thema Wasser bleibt sie dran. 

Ich habe fast zwei Jahrzehnte dafür gebraucht, aber mehrere meiner Instrumente werden zum Mond fliegen, um dort am Südpol in den nächsten zwei Jahren nach Wasser zu suchen. Ich finde es schön, auf das Ende meiner Karriere schauen zu können und es ist sehr befriedigend zu wissen, dass meine Technologien weltweit eingesetzt werden, um zu helfen. Ich weiß, dass ich so einen positiven Unterschied machen konnte. Und das alles ermöglicht es uns, auf Entdeckungsreise zu gehen. Das ist ein schöner Schlussstrich unter meiner Karriere. 

Raumfahrt ist mehr als Raketen, Raumschiffe und Satelliten. Raumfahrt ist Entdeckung – Wasser auf dem Mond oder die Lösung für Probleme hier auf der Erde. Und wir Menschen sind Entdecker, sagt Jackie Quinn. Wir wollen immer wissen, was hinter dem Horizont liegt. 

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