Bewertung der Human- und Ökotoxikologischen Risiken der Carbon-Capture-and-Storage-Technologie

Hillebrand, M.

Das Carbon Capture and Storage Verfahren (abgekürzt: CCS) wurde in einer umfassenden Analyse mit Bezug auf die Literatur auf potenzielle toxikologische Risiken hin bewertet. Zunächst fand eine Beschreibung der Grundlagen des Verfahrens statt, welches sich aus der Abscheidung, dem Transport und der Speicherung zusammensetzt. Daraufhin wurden mögliche Expositionen besprochen. Hierzu zählen die Emission von Abscheidungschemikalien (konkret: Alkoholaminen), der Austritt von Kohlenstoffdioxid (CO2) bei Störfällen und Leckagen aus Pipelines oder dem Speicher sowie der Eintritt von CO2 samt Kontaminanten ins Grundwasser bzw. Böden. Die Toxikologie der Alkoholamine sowie des CO2s und der Kontaminanten, die im Zusammenhang mit der Verpressung bzw. Lagerung auftreten, wurde besprochen. Expositions- bzw. Sicherheitsabschätzung und Gefahrenabschätzung wurden in einer anschließenden Risikobewertung zusammengeführt. Bei der Abscheidung verwendete Alkoholamine gelangen mit dem Abgas in die Atmosphäre, wo sie zu verschiedenen Degradationsprodukten abgebaut werden. Es entstehen u.a. kanzerogene Nitrosamine und Nitramine in Konzentrationen, die im worst-case-Szenario zu bedenklichen human- und ökotoxikologisch relevanten Grenzwerteüberschreitung führen. Es besteht Handlungsbedarf, die Emission zu verringern. Bei Unfällen bspw. bei sog. Blowouts oder beim Bruch einer Pipeline besteht unter ungünstigen meteorologischen Bedingungen (neblige Nacht mit wenig Wind) die Möglichkeit, dass Menschen insb. Arbeiter mit großen CO2-Mengen exponiert werden. Beim Bau eines großen Pipelinenetzwerkes wird das Vorkommen von Störfällen als wahrscheinlich angesehen. Schätzungen derjenigen Distanz zum Unfallort, bei der individuelle Risiken eintreten, schwanken zwischen <1 m und 7,2 km. Ein (Ko-)Transport hoher H2S-Konzentrationen (2%) im CO2-Strom führt zu Ausweitung etwaige Sicherheitsabstände. CO2 kann sich bei Speicherleckagen in Senken wie z.B. Kellerräumen sammeln, was bei unzureichender Belüftung in einer chronischen Vergiftung mündet. In Bezug darauf wird für das Eindringen in Häuser eine "Grenzlackagerate" von 5,4 kg Tag-1 hergeleitet. Im worst-case-Fall haben sowohl Leckagen aus undicht verschlossenen Bohrlöchern als auch aus Verwerfungen das PotenzialCO2-Grenzwertüberschreitungen auszulösen. Simulationen zeigen jedoch, dass zumindest bei Bohrlochleckagen Abschwächungsmechanismen die Ergebnisse relativieren. Monitoringmaßnahmen und Aufklärungsarbeit tragen - wie Naturanaloga zeigen - dazu bei die Risiken von CO2-Austritten deutlich minimieren. Zur Ökotoxikologie von CO2 liegen grundlegende Daten vor, aber diese genüugen nicht für eine akkurate Risikoabschätzung. Im Falle der Kontaminanten stehen insb. Radon (Rn), Arsen (As) und Blei (Pb) in der Rede. Über Simulationen wurde gezeigt, dass As und Pb unter den Spurenelementen das größte Potenzial haben Grenzwerte in Trinkwässern zu überschreiten. Zwischen CO2 und Rn, einem lungenkanzerogenen Gas, besteht bei einem Naturanalog der CO2-Speicherung (in Ciampino, Italien) eine enge Assoziation, sodass die Vermutung geäußert wird, dass CO2 andere Gase wie Rn aus dem Untergrund an die Oberfläche verdrängen bzw. im Falle von Leckagen mitführen kann. Insgesamt gibt es auf dem Gebiet der Kontaminanten eher wenig Informationen und es besteht Forschungsbedarf. Die Mobilisierungsverfügbarkeit der genannten Stoffe sollte bei der Speicherwahl berücksichtigt werden.

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Hillebrand, M.: Bewertung der Human- und Ökotoxikologischen Risiken der Carbon-Capture-and-Storage-Technologie. Medizinische Fakultät Charite, Universitätsmedizin Berlin 2011.

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