Ein Unternehmen aus Nordrhein-Westfalen hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich gefährliche Umweltgifte wie Dioxin gründlich vernichten lassen.
Eine Meldung, die Anfang April durch die Medien ging, erweckte bei vielen Lesern ein Déjà-vu-Gefühl: Die Verbraucherschutzbehörden in Nordrhein-Westfalen hatten mehrere Geflügelhöfe geschlossen, weil man in den dort produzierten Eiern die dioxinähnlichen PCB (Polychlorierte Biphenyle) entdeckt hatte. Seit vielen Jahren sorgen giftige Stoffe wie PCB und Dioxin immer wieder für Schlagzeilen. Und seit der Giftgas-Katastrophe von 1976, als nach einem Unfall in einer Chemiefabrik in dem norditalienischen Ort Seveso große Mengen der Substanz ausströmten, hat das Wort „Dioxin” für viele Menschen einen bedrohlichen Klang.
Das Seveso-Gift ist allgegenwärtig. Pflanzen entziehen es zwar dem Erdreich, doch deren Rückstände landen samt Giftstoffen erneut in der Umwelt. Dabei lassen sich diese durchaus wirkungsvoll vernichten – mit einem aus der Nanotechnik stammenden Verfahren, mit dem man eigentlich Werkstoffe mit beinahe wundersamen Eigenschaften herstellen kann.
Anleihe aus der Nanotechnik
Rasselnd setzt sich die Maschine in Bewegung. Ein kräftiger Motor lässt in einer Trommel eine Art Schaufelrad rotieren, das Tausende Stahlkugeln herumschleudert. Außerdem befindet sich in der Trommel ein metallisches oder keramisches Pulver, dessen Partikel immer wieder zwischen aufeinanderprallende Kugeln geraten, die wie winzige Schmiedehämmer wirken.
Sie verändern die innere Struktur der Partikel – und der Werkstoff wird verdichtet, so wie es beim Schmieden von Hufeisen oder Ziergittern geschieht. „So stellen wir gezielt superfeine Strukturen her und schaffen Werkstoffe mit anderen, oft völlig neuen Eigenschaften”, sagt Henning Zoz, Chef der gleichnamigen Unternehmensgruppe in Wenden bei Olpe im Sauerland.
Aus den mit seinem Verfahren nanostrukturierten Werkstoffen lassen sich hochfeste Bauteile formen: Aluminiumschrauben beispielsweise, die stabiler sind als stählerne Schrauben, aber nur ein Drittel ihres Gewichts haben. Oder Ruderblätter aus Kunststoff, die ein Yachtleben lang halten.
„Simoloyer” nennt der umtriebige Henning Zoz, der auch eine Professur für Werkstoffwissenschaften an der privaten Ritsukeikan-Universität in Japan hat, seine Maschine, die die Werkstofftechnik revolutionieren soll. „Eine echte Schlüsseltechnologie”, sagt Zoz: eine Technologie, bei der wir heute „noch nicht die leiseste Ahnung haben, was man damit in Zukunft noch alles machen kann”.
Deutlich weniger Gifte
Nur eine höchst überraschende Fähigkeit seines Simoloyers kennt er bereits: Die Maschine kann PCB und Dioxine unschädlich machen, auch das berüchtigte Seveso-Gift mit der chemisch korrekten Bezeichnung 2,4,7,8-Dibenzo-Dioxin. Schon in geringen Mengen ist es tödlich. Tierversuche haben gezeigt, dass bei Rhesusaffen bereits 70 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht genügen. Übertragen auf den Menschen wären schon rund 5 Milligramm tödlich. Nach einer Schätzung des Umweltbundesamtes entstanden 2004 in Deutschland Dioxine mit einer Giftigkeit, die 100 Gramm Seveso-Gift entspricht – genug, um etwa 20 000 Menschen zu vergiften. 1990 wurden noch zwölf Mal so viel Dioxine emittiert.
Bis heute dürfte die jährlich freigesetzte Giftmenge weiter zurückgegangen sein – vor allem wegen des durchgehenden Verzichts auf dioxinhaltige Holzschutzmittel. Doch konkrete Zahlen gibt es nicht. Allerdings ist immer noch genug Dioxin vorhanden, um Lebensmittel zu verunreinigen.
Zoz erinnert sich an ein Experiment, das er bereits vor zehn Jahren gemeinsam mit Gerd Kaupp, Professor für Organische Chemie an der Universität Oldenburg, in dessen Labors angestellt hatte. Damals zerstörten die beiden Forscher Seveso-Gift, das giftigste Dioxin.
„Eine einzige Maschine würde genügen, um alle erreichbaren Dioxine in Deutschland zu zerstören”, sagt Zoz. Sie könnte in wenigen Monaten betriebsbereit sein. Als Standort schlägt er ein Forschungszentrum vor, das sich früher vor allem mit Kernenergie befasst hat: etwa Karlsruhe, Jülich oder Geesthacht. „Die haben die nötigen Sicherheitsbereiche”, sagt Zoz. Höchstens drei Millionen Euro würde ein solches Dioxin-Vernichtungszentrum kosten, schätzt er.
Bei dem gelungenen Experiment in Oldenburg füllten die beiden Forscher zwei Gramm Dioxin und 200 Gramm Glasfritten in ein erstes Labormodell der Maschine. Glasfritten sind millimetergroße Glasstücke, die man sonst nutzt, um Werkstoffe mit einer korrosionsfesten Schicht zu überziehen. Bei der Dioxin-Vernichtung haben sie eine andere Funktion. Sie zerbrechen, wenn sie im Simoloyer von den Stahlkugeln herumgeschleudert werden. Wie beim Zusammenschlagen von Feuersteinen entstehen dabei Blitze, die die chemische Struktur der Dioxine zerstören. Übrig bleiben Grafit, Kochsalz und Wasser. Das Verfahren wurde zum Patent angemeldet.
Man könnte dioxinhaltige Abfälle auch bei mehr als 900 Grad Celsius verbrennen. Das ist allerdings weitaus energieaufwendiger. Außerdem, sagt Kaupp, lassen sich auf diese Art nicht alle Dioxine vernichten. „Wir dagegen kriegen sie alle weg”, betont er stolz.
Als Lieferanten für dioxinhaltige Abfälle haben Zoz und Kaupp die Hersteller von Biodiesel und Bioethanol im Visier. Zwar beteuern die Vertreter dieser Branche, dass bei der Produktion keine Dioxine entstehen. Das ist auch richtig, aber: Mais, aus dem Bioethanol hergestellt wird, und Ölsaaten, das Ausgangsmaterial für Biodiesel, enthalten Dioxine, die die Pflanzen aus den Äckern gesogen haben. Die Gifte stammen aus dioxinhaltigen Dünge- und Holzschutzmitteln. Sie sind in Europa zwar seit vielen Jahren verboten – dennoch sind die Böden flächendeckend belastet, wenn auch längst nicht so stark, dass davon eine Gefahr ausginge.
Verhängnisvoller Kreislauf
Die darauf wachsenden Pflanzen, vor allem ölhaltige Gewächse wie Raps und Mais, entziehen den Böden Dioxine und konzentrieren sie. In den Biospritfabriken taucht es in den Rückständen auf, die alles enthalten, was sich nicht weiter verwerten lässt und für die Motoren der Biospritverbraucher schädlich wäre.
Diese Rückstände werden verbrannt oder so weit verdünnt, dass die zulässigen Grenzwerte unterschritten werden. Dann landen sie wieder in der Umwelt. „Ein verhängnisvoller Kreislauf”, beklagt Zoz. Ein Simoloyer könnte die Dioxine endgültig entfernen.
Ähnlich stark mit Dioxinen belastet sind die Abfälle aus Schlachthöfen und Tierverwertungsanstalten. Dioxine aus gering belastetem Futter reichern sich im Fett der Tiere an. Was weder für Lebensmittel noch für Tierfutter zu gebrauchen ist, kann ebenfalls in Biodiesel umgewandelt werden – mit den gleichen Folgen wie bei dem Einsatz von Ölsaaten.
Besonders hoch belastete Fraktionen landen bei der Verbrennung, wodurch ein großer Teil der Dioxine vernichtet wird. „Wir hingegen könnten sie komplett mineralisieren – also vollkommen zerstören”, sagt Kaupp. Auf Dauer würde das die Dioxinbelastung der Umwelt verringern.
Das hätte auch Vorteile für Eier und andere Lebensmittel. Dioxinbelastet sind zurzeit vor allem Milch, Fleisch, Fisch und pflanzliche Fette, wenn auch zum Glück die Grenzwerte unterschritten werden. ■
von Wolfgang Kempkens
