Als Industriechemikalie waren PCB (polychlorierte Biphenyle) seit den 1920er-Jahren weit verbreitet. In großen Mengen hergestellt, kamen sie zum Beispiel in Transformatoren, elektrischen Kondensatoren oder Hydraulikanlagen zum Einsatz genauso als Weichmacher in Lacken oder Fugendichtungen. In Deutschland sind PCB, welche als krebserregend gelten, seit 1989 verboten. Mit dem Stockholmer Übereinkommen folgte 2004 ein internationaler Bann. Verschwunden sind die organischen Chlorverbindungen allerdings nicht. Im Gegenteil: PCB stellen ein großes, ungelöstes Umweltproblem dar. Bei Kontrollen in Flüssen und Seen werden beispielsweise immer wieder Fische gefangen, die mit jahrzehntealtem PCB belastet sind.
Der Grund: PCB sind sehr beständig und bauen sich nur sehr langsam ab. Gleichzeitig gelangen die giftigen Stoffe über die Nahrungskette in die Lebewesen. Die Substanzen sind außerdem in vielen alten Gebäuden verbaut, und werden konstant emittiert oder etwa bei Abrissarbeiten freigesetzt. „PCB legen in der Umwelt auf verschlungenen Wegen einen sehr weiten Weg zurück“, erläutert Prof. Dr. Benny Selle, Fachbereich III, der das PCB-Forschungsprojekt „POP-Profiling“ leitet.
Das dreijährige Vorhaben der Berliner Hochschule für Technik (BHT) startete 2021 im Auftrag des Umweltbundesamtes mit einer Förderung von rund 185.000 Euro. Die Forscher*innen wollen Informationen gewinnen, wie frühere PCB-Produkte und aktuelle Schadstoffkonzentrationen zusammenhängen. Genauso möchten sie wissen, auf welchen Wegen die Substanzen transportiert werden.
Künstliche Intelligenz soll helfen
Bislang waren die Wissenschaftler*innen in dem Forschungsprojekt damit beschäftigt, Daten auszuwerten. „Wir mussten die Prozesse verstehen, wie sich PCB ausbreiten“, sagt der Professor. So gelang es dem Team, die Verbreitungswege zu bestimmen: Zum einen verflüchtigen sich PCB in die Luft, verbreitet sich in der Atmosphäre und gelangen so bis in die Ozeane. Zum anderen haften PCB an Staubpartikeln, die an Wasser gebunden in Flüsse und Seen gespült werden. In beiden Fällen nehmen Fische die Chemikalie im Wasser auf und reichern sie in sich an. Über die Nahrung gelangt der Stoff in den Menschen.
Nun wollen die Forscher*innen im Projekt POP-Profiling ein Profilvergleichssystem aufbauen. Ihr Ansatz baut auf den spezifischen chemischen Profilen auf, die PCB in alten Industrieprodukten aufweisen. Diese charakteristischen Signaturen, die Fingerabdrücken ähneln, verändern sich beim Transfer durch die Umwelt. Dies hängt laut Selle von der Anzahl der Chloratome der jeweiligen PCB-Verbindung ab sowie von der Umgebung, die auf die Chemikalie einwirke.
Die Wissenschaftler*innen wollen Querverbindungen zwischen altbekannten und in Fischen festgestellten Profilen herstellen. So soll sich nicht nur der Ursprung aktueller PCB-Belastungen bestimmen, sondern auch zukünftige Konzentrationen in der Umwelt vorhersagen lassen. Die dafür notwendigen statistischen Berechnungen sollen mithilfe von Methoden der Künstliche Intelligenz (KI) geschehen. Als Datenbasis dient die POP-Dioxin-Datenbank des Bundes und der Bundesländer.
POP-Profiling – Informationen und Kontakt
- Prof. Dr. Benny Selle Fachbereich III
- Projektbeschreibung (Umweltbundesamt)
- Projektzeitraum: 04/2021 bis 03/2024