Karen Achtermann, Susanne Behrends, Friederike Kellner und Bernhard Sieve
Die Bekämpfung einer Ölpest im Modell
Vorgestellt wird eine Doppelstunde zur Festigung des Wechselwirkungskonzepts und zur Förderung des Struktur-Eigenschafts-Denkens. Als Ausgangsproblem dient die Bekämpfung von Ölteppichen im Meer durch Detergenziengemische wie Corexit 9500A™, das bei der Erdölkatastrophe Deepwater Horizon im Jahre 2010 zum Einsatz kam. Die Doppelstunde lässt sich entweder am Ende einer Unterrichtseinheit zu zwischenmolekularen Wechselwirkungen und zum Lösen von Salzen und polaren Molekülverbindungen oder aber in das Thema Petrochemie einbinden. Zentrale inhaltliche Voraussetzungen sind Wechselwirkungen zwischen temporären und / oder permanenten Dipolen sowie Ionen und die damit begründbaren hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften von Stoffen (similis similibus solvuntur). Im Mittelpunkt steht die Konfrontation mit den Folgen der Erdölkatastrophe Deepwater Horizon und die zentrale Frage nach der Bekämpfung des freigesetzten Rohöls. Die eigenständige Erarbeitung der Wirkungsweise des Dispergiermittelgemischs Corexit 9500A™ mit Hilfe eines Schülerdemonstrationsexperiments und anschließender Modellbildung stellt dabei den didaktischen Schwerpunkt der Stunde dar (s. Kasten 1).
Bekämpfung von Ölhavarien mit Corexit™
Bekämpfung von Ölhavarien mit Corexit™
Die Erdölkatastrophe Deepwater Horizon, bei der vom 20. April 2010 über 90 Tage lang über 700 Millionen Liter Erdöl in den Golf von Mexiko flossen, ist die bislang wohl größte Havarie dieser Kategorie. Neben 11 Todesopfern und 17 Verletzten sind kaum bezifferbare ökologische Folgen zu beklagen: Luftschadstoffe aus brennenden Ölteppichen, ölverklebte, verendende Wasservögel und die Freisetzung von giftigem Bohrschlamm sind nur einige Beispiele [1, 2]. Zur Eindämmung und Beseitigung des Ölteppichs wurden Teile davon mit Spezialschiffen abgeschöpft. Der größte Teil des Erdöls verblieb im Meer und wurde mit Dispergiermitteln wie Corexit 9500A™ oder Corexit 9527A™ besprüht. Diese amphiphilen Stoffgemische besitzen in ihren Molekülen unpolare und polare bzw. ionische Gruppen und können so als Lösungsvermittler zwischen Öl und Wasser wirken (Abb. 1 ). Es kommt dabei zur Ausbildung stabiler Micellen (Abb. 2 ), die dann von Mikroorganismen im Wasser abgebaut werden sollen, so der Ansatz des für die Erdölkatastrophe verantwortlichen Ölkonzerns BP. In Deutschland dürfen Dispergiermittel wie Corexit™ o. ä. nicht verwendet werden, da die Substanzen selbst meist ökologisch bedenklich sind und sich über die Micellenbildung in der Nahrungskette anreichern. Hierzulande sind zur Bekämpfung von Ölverschmutzungen nur feste Bindemittel vom Umweltbundesamt zugelassen [3].
Die Übertragung auf die Teilchenebene erfolgt unter Zuhilfenahme vorgegebener Moleküldarstellungen, die die Lernenden in der zentralen Erarbeitungsphase so anordnen, dass der Prozess des Dispergierens durch Micellenbildung deutlich wird. Die Doppelstunde zeichnet sich somit durch eine intensive Förderung des Struktur-Eigenschafts-Denkens aus. Ferner schließt sich eine Bewertung des Einsatzes von Dispergiermitteln bei Ölunfällen an, wodurch die Bewertungskompetenz der Lernenden geschult wird. Den Verlaufsplan durch die Stunde zeigt Tabelle 1.
Anmerkungen zum Stundenverlauf
Den direkten Einstieg bildete eine Powerpoint-Präsentation mit dem verlinkten Trailer zum Film „Deepwater horizon“ (https://www.youtube.com/watch?v=APQO2SX5AcY) sowie weiteren Informationen zum Ausmaß der Havarie (s. Kasten 2).
Ölkatastrophe im Golf von Mexiko
Ölkatastrophe im Golf von Mexiko
Am 20. April 2010 explodierte die Bohrinsel Deepwater Horizon. Die Bilanz der bisher weltweit größten Ölkatastrophe: 11 Tote, 17 Verletzte und…
