Give me fuel, give me fire, give me that which I desire!


Ich bin neulich zufällig auf den Begriff Dieselpest gestoßen und musste so gleich an Ölpest (und Volkswagen) denken. Mit einer Ölpest hat die Dieselpest – mal abgesehen von einigen chemischen Komponenten – aber nicht viel gemeinsam. Interessanterweise und erst einmal unabhängig davon habe ich mal irgendwo aufgeschnappt, dass sich Diesel nicht für ewig hält und schlecht werden kann.

Nach (extrem kurzer) Recherche bin ich doch tatsächlich auf ein neues Kuriosum gestoßen, welches beides miteinander verbindet. Der Auslöser für die Dieselpest (eng. diesel bug) ist nämlich ein ganzer Mikrokosmos von  Bakterien (z.B. Cyanobakterien) und Pilzen (primär Schlauchpilze und Hefen). Symptomatisch für die Dieselpest ist die Bildung von Bioschlamm, der durch Verstopfung zu Funktionsstörungen bis hin zum Ausfall von Dieselmotorsystemen führen kann. Mitunter kann eine starke mikrobielle Belastung auch Biokorrosionen auslösen, der ihrerseits gefährliche Materialzersetzungen folgen können. Die Kraftstoffkrankheit kann also fatale Folgen haben [1,2].

Die Dieselpest tritt meistens in saisonal-bedingt wenig genutzten Motorsystemen auf. Davon betroffen sind also vorwiegend Boote, Wohnwagen, Flugzeuge und – Überraschung – Notstromgeneratoren. Theoretisch kann sie grundsätzlich immer, also schon ab der Raffinerieabfüllung auftreten. Die Kraftstoffproduzenten raten daher, unbehandelten Dieselkraftstoff innerhalb von 6-12 Monaten zu „verbrauchen“ (natürlich auch aus anderen Gründen) [1,2,3].

Wie kommt es zu den biologischen Kontaminationen im Diesel?

Dazu möchte erst einmal ein paar Worte zum Diesel als potenzielles Medium verlieren: Nicht erschrecken, jetzt kommt Chemie! Diesel ist ein heterogenes Gemisch, das zum größten Teil aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen wie Alkanen, Cycloalkanen und Kohlenwasserstoffaromaten besteht. Heute ist es üblich, dass sogenannte Additive eingesetzt werden, um die Eigenschaften wie die Zündgeschwindigkeit zu verändern. Schwefel wird heute in der Regel (weil in DE verboten) nicht mehr beigemischt. Organometalle, Metallsalze und Phosphor können jedoch nach dem Raffinerieren noch in Spuren vorhanden sein [2,4]. Das Herz eines Mikrobiologen wird jetzt hören schlagen: hier ist die richtige Kombination von Makro- und Mikronährelementen zusammengestellt.

Die stoffliche Zusammensetzung an sich reicht hier aber noch nicht. Für uns spannend wird es erst, wenn durch Kondensation, Regen oder hygroskopisch bedingte Adsorption Wasser in die Lagertanks eindringt. Da sich beide Flüssigkeiten nicht mischen (Emulsion), lagert es sich mit der Zeit am Boden ab. Sollte nun auch noch die Temperatur und der Sauerstoffgehalt stimmen, sind die Wachstumsbedingungen für die Mikroorganismen günstig [2,5]. Diese können nämlich erst in der Wasserphase bzw. an der Grenzenregion der Emulsion existieren und ihre Enzyme können erst ab einer gewissen Temperatur arbeiten. Kraftstoff (Kohlenstoffquelle) für den Stoffwechsel und -aufbau gibt es ja genug. Die Mikroorganismen wachsen und zersetzen die Kohlenwasserstoffe des Dieselgemisches, um eigene Kohlenhydrate aufzubauen und bilden so zusammen mit den Überresten der Dieselkohlenwasserstoffe (Schleim) den gefährlichen Bioschlamm [2,5,6]

Ein gefürchteter und konkurrenzstarker Dieselvertilger ist der weitverbreitete Kerosin- oder Dieselpilz (Amorphotheca resinae syn. Cladosporium resinae, Hormoconis resinae), der in der Natur vorwiegend im Boden vorkommt und sich dort von natürlichen Kohlenwasserstoffen wie pflanzlichen Ölen, Wachsen oder Chitin ernährt [7]. Für den Flugverkehr und für Motorbootfreunde stellt er schon seit Langem ein ernst zu nehmendes Problem dar, da er durch sein extremes Wachstum Filter verstopft und im Stoffelwechsel Fettsäuren produziert, die zu den erwähnten Biokorrosionen in Treibstoffsystemen führen. Er fühlt sich unter den genannten Bedingungen absolut wohl und verdrängt in den Tankmikrokosmen so ziemliche alle anderen [8,9].

Gibt es Mittel gegen die Dieselpest?

Kurze Antwort: Ja, gibt es. Lange Antwort: Da Dieselkraftstoffe insbesondere für funktionierende Transport- und Logistiksysteme essentiell sind, ist das Interesse zur Bekämpfung der Dieselpest groß. Da dem herkömmlichen Dieselkraftstoff mittlerweile auch  Biodiesel beigemischt wird (seit 2009 in Deutschland bis zu 7%), hat sich dieses Interesse weiter vergrößert. Biodiesel sind auch Gemische aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen, jedoch aus wesentlich „leichteren“ wie  Fettsäuremethylester, Fettsäuren oder Methylestern und einigen Spurenelementen. Biodiesel ist aus mehreren Gründen interessant: er ist lässt sich aus nachhaltigen Rohstoffquellen erzeugen, ist biologisch abbaubar, verursacht nach der Verbrennung wenig schädliche Emmissionen und hat aufgrund eines geringeren Schwefelanteils bessere Schmiereigenschaften als sein Pendant. Allerdings hat diese biologische Abbaubarkeit und geringe Schwefelanteil auch einen Nachteil für die Blends, wie die Dieselgemische auch bezeichnet werden: Die hungrigen Dieselvertilger nehmen das „leichtere Mahl“ wesentlich dankbarer an [2,10].

Und was tut man nun dagegen?

Wie bei echten Krankheiten gibt es verschiedene Möglichkeiten der Prävention, Kontrolle und Behandlung. Präventiv sollte man versuchen, den Kontakt von Diesel und Wasser möglichst zu minimieren. Das kann man z.B. durch vorsorglich modifzierte Abfüllung, speziell isolierte Tanks oder bereits entwickelte Wasserentzugssysteme tun. Ergänzend sollte der Tankinhalt regelmäßig geprüft und gegebenenfalls gereinigt bzw. gefiltert werden. Falls die Dieselpest dennoch mal ausgebrochen ist, wird häufig empfohlen, das Diesel-Schlammgemisch zusätzlich mit Bioziden zu behandeln, was Umweltschützer vermutlich die Haare zu Berge stehen lassen. Die organischen Reste müssen dann nämlich abgepumpt, ausgefiltert und irgendwo gelagert werden. Wie bei der Verwendung von Antibiotika können sich bei falscher (subtoxischer) Dosierung Resistenzen einstellen, was eine Folgebehandlung erschwert. Auch hier verschärft die scheinbar umweltfreundlichere Verwendung von Biodiesel die ganze Situation [3]. Außerdem braucht man zur Gewinnung von Biodiesel Energiepflanzen, für die man in der Regel ausreichend Ackerflächen zur Verfügung stellen muss, was wiederum ein ganz anderes Umweltproblem nach sich zieht. Darauf möchte ich hier aber nicht weiter eingehen.

Nun wisst auch ihr, was die Dieselpest ist, warum Diesel eine Haltbarkeitsgrenze hat und wer dafür verantwortlich ist. Danke, dass ihr solange durchhalten habt. Ich musste ein wenig ausholen, da das Thema doch ein bisschen umfangreicher war als ich anfangs dachte. Außerdem wollte ich es auch ein wenig abrunden. Falls ihr euch in Zukunft überlegen solltet, euch eine Yacht zuzulegen, dann denkt bitte an die Dieselpest, verzichtet aber auf Biozide (und ladet mich bitte auf eine Fahrt ein)!

p.s. Es ist schön, mal wieder ein bisschen über Chemie und Mikrobiologie nachdenken zu müssen. Meine Kenntnisse sind da ja ein bisschen eingerostet, hust.

p.p.s. Ja, ich höre Metallica und ja, ich werde mir das nächste Mal wieder eine eigene Überschrift ausdenken 😛

Referenzen:

Beitragstitel: Originaltext von: Metallica mit „Fuel“ (Writers: Kirk Hammett, James Hetfield, Lars Ulrich), Album „Reload“, 1996

[1] Gaylarde, Christine C., Fátima M. Bento, and Joan Kelley. „Microbial contamination of stored hydrocarbon fuels and its control.“ Revista de Microbiologia 30.1 (1999): 01-10.
[2] Passman, F. J. „Microbial contamination and its control in fuels and fuel systems since 1980–a review.“ International Biodeterioration & Biodegradation 81 (2013): 88-104.
[3] Microbial Contamination of Diesel Fuel: Impact, Causes and Prevention. DOW Chemicals, http://www.hpcdfuel.com/pdf/DOWfuel_training.pdf [Stand: 18.01.17]
[5] Raikos, Vassilios, et al. „Water content, temperature and biocide effects on the growth kinetics of bacteria isolated from JP-8 aviation fuel storage tanks.“ Fuel 93 (2012): 559-56
[6] Itah, A. Y., et al. „Biodegradation of international jet A-1 aviation fuel by microorganisms isolated from aircraft tank and joint hydrant storage systems.“ Bulletin of environmental contamination and toxicology 83.3 (2009): 318-327.
[7] Parbery, D. G. „The natural occurrence of Cladosporium resinae.“ Transactions of the British Mycological Society 53.1 (1969): 15-23
[8] Hendey, N. Ingram. „Some observations on Cladosporium resinae as a fuel contaminant and its possible role in the corrosion of aluminium alloy fuel tanks.“ Transactions of the British Mycological Society 47.4 (1964): 467IN1-475.
[9] Conidia Bioscience Ltd, Bakeham Lane, Egham, Surrey, TW20 9TY: Hormoconis resinae ,  bacteria and  other fungi  in  Diesel Fuel. (2012) URL: http://www.conidia.com/downloads/md8_info_sheets_englis/Marine%20info%20sheet%201%20Contamination%20in%20diesel%20fuel.pdf
[Stand: 19.01.2017]
[10] Bücker, Francielle, et al. „Impact of biodiesel on biodeterioration of stored Brazilian diesel oil.“ International Biodeterioration & Biodegradation 65.1 (2011): 172-178.

Beitragsbild:

Selbstgemacht!

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden / Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden / Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden / Ändern )

Google+ Foto

Du kommentierst mit Deinem Google+-Konto. Abmelden / Ändern )

Verbinde mit %s