3.4.1 Löslichkeit von Kohlenwasserstoffen

Kohlenwasserstoffe können von den Mikroorganismen nur in gelöster Form metabolisiert werden. Die Wasserlöslichkeit der entsprechenden Verbindungen ist daher ein wichtiger Faktor, der die Bioverfügbarkeit mitreguliert. In Tab. 3.2 sind Werte für verschiedene MKWs aufgelistet:

Tabelle: Wasserlöslichkeit einiger Kohlenwasserstoffs in mg/l bei 15°C. Nach VanEyk (1997)

C-Atome	$n$-Alkane	cyclo-	$n$-Alkene	Aromaten
		Alkane		1 Ring
1	24.4
2	60.4		170
3	62.4	650	400
4	61.4		222
5	38.5	156	148
6	9.5	55	50	1780
7	2.93	30	14.1	515
8	0.66	6	2.7	185
9	0.122	2	0.63	48.2
10	0.022		0.1
11	0.0044
12	0.0037
18	0.002

Bei den $n$-Alkanen hat Propan (C=3) die höchste Löslichkeit, doch bereits bei Decan (C=10) ist sie um drei Größenordnungen gesunken. Oben wurde bereits erwähnt, dass hohe Löslichkeiten von kurzen Alkanen toxische Effekte auf die Membranen der abbauenden Organismen haben können. Tendenziell nimmt die Löslichkeit bei gleichbleibender Anzahl von C-Atomen im Molekül in Richtung verzweigte $n$-Alkane $\rightarrow$ cyclo-Alkane $\rightarrow$ $n$-Alkene $\rightarrow$ Aromaten zu.

Die niedrigen Löslichkeiten langkettiger MKWs lassen zunächst vermuten, dass die Abbauraten dieser Substanzen sehr langsam sein müssten. VanEyk (1997) hat aber experimentell nachweisen können, dass die Wachstumsraten von Bakterien auf $n$-Oktan, z.B. im Vergleich zu Glukose, kaum sinken, obwohl die Löslichkeit des Kohlenwasserstoffs um 4 Größenordnungen kleiner ist. Daraus folgt, dass die Mikroorganismen Möglichkeiten entwickelt haben, die Aufnahme von Kohlenwasserstoffen zu beschleunigen. Tatsächlich konnte nachgewiesen werden, dass ein Hefe-Pilz durch die Ausscheidung von Biotensiden die Löslichkeit von $n$-Alkanen um einen Faktor $10^4 - 10^5$ erhöhen kann [Roy et al., 1979]. Es scheint, dass Öl-abbauende Organismen die Limitierung der Bioverfügbarkeit von schlecht wasserlöslichen Substanzen durch eine angepasste Physiologie ausgleichen können.

Das würde bedeuten, dass die geringe Wasserlöslichkeit vieler Mineralölkohlenwasserstoffe, wenn überhaupt, den Abbau nur kurzfristig limitieren würde. Der Grund für nicht weiter verwertbare Plateaukonzentrationen nach längeren Sanierungen hat demnach andere Gründe; der entscheidende Faktor ist aller Wahrscheinlichkeit nach die Sorption.