Biosensor soll Wasserqualität in Aquakulturen überwachen
Im neu gestarteten Forschungsprojekt „EnviGuard“ wollen europäische Wissenschaftler ein Messinstrument entwickeln, das gefährliche Stoffe im Meer besser als bisher nachweisen kann. Der neue Biosensor soll als Frühwarnsystem in Aquakulturen eingesetzt werden.
Aquakultur im Mittelmeer: Im Rahmen des Forschungsprojektes „EnviGuard“ soll ein neues hochpräzises Messinstrument entwickelt werden. Für Aquakulturen gefährliche Chemikalien, Viren, Bakterien und Mikroalgen können damit präziser und einfacher entdeckt werden.
Foto: Dr. Deniz D. Tosun
„EnviGuard“ heißt das im Januar angelaufene Forschungsprojekt, an dessen Ende ein spezialisiertes, präzises und einfach zu bedienendes Messinstrument präsentiert werden soll. Ein Konsortium aus 19 Forschungsinstituten und Unternehmen teilt sich das von der EU ausgegebene Gesamtbudget von 7,2 Millionen Euro. Gemeinsam wollen sie in den kommenden fünf Jahren einen Biosensor entwickeln, der biologische und chemische Gefahrenstoffe im Meer misst und damit die Überwachung der Wasserqualität entscheidend verbessert.
Der Nachweis von Giftstoffen in Aquakulturen ist bisher schwierig
Es sind vor allem die für das Auge unsichtbaren Gefahrenstoffe, die die Wasserqualität und damit die Lebensgrundlage der Meeresbewohner gefährden. Dazu gehören giftige Mikroalgen, schädliche Viren und Bakterien oder auch Chemikalien wie die hochgiftigen polychlorierten Biphenyle (PCB). Diese organischen Chlorverbindungen wurden bis in die 1980er Jahre unter anderem als Weichmacher in Lacken und Kunststoffen eingesetzt. Inzwischen sind die krebsauslösenden PCB zwar weltweit verboten, sie haben sich aber in der Atmosphäre, im Boden und in den Gewässern ausgebreitet. Viele dieser Gefahrenstoffe sind schwierig nachzuweisen, was besonders im Fall von Seewasser-Aquakulturen ein hohes Risiko birgt.
Hier soll das neue Messinstrument den Nachweis gefährlicher Stoffe wesentlich vereinfachen und sowohl als Frühwarn- wie auch als Monitoring-System eingesetzt werden. Geplant haben die Wissenschaftler, das System modular aufzubauen, so dass verschiedene Sensormodule für Mikroalgen, krankmachende Viren und Bakterien sowie von Toxinen und Chemikalien in einem tragbaren Gerät untergebracht sind. „Jeder Anwender kann selbst entscheiden, welche der Sensoren er einsetzt, um die von ihm ausgewählten Parameter zu bestimmen“, erklärt Björn Bastian Suckow. Er ist Projektleiter am Technologie-Transfer-Zentrum (ttz) in Bremerhaven, wo auch die Koordination des europäischen Forschungsprojektes zusammenläuft.
Zukünftige Anwendung zum Beispiel in der Muschelzucht
Das Messgerät würde dann die Daten vor Ort speichern, anzeigen und in Echtzeit per Internet oder Mobilfunk an den Server zur Auswertung schicken. Für mindestens eine Woche am Stück soll „EnviGuard“ auch auf offener See im Außeneinsatz vollautomatisch arbeiten können. Während dieser Zeit könnten die gesammelten Daten jederzeit online einzusehen sein. Die Ansprüche der Forscher sind hoch, denn „EnviGuard“ soll präziser, zuverlässiger und einfacher in der Bedienung sein als alle bisherigen Messinstrumente. Das System soll außerdem kosteneffizienter als gegenwärtige Messverfahren sein, was einen Wettbewerbsvorteil für europäische Aquakulturbetreiber und Technologieanbieter bedeutet.
Eine zukünftige Anwendung könnte zum Beispiel in der Muschelzucht liegen. Katja Metfies als Biologin am Alfred-Wegener-Institut und Thomas Hanken als Geschäftsführer der iSiTEC GmbH, die Mess- und Analysegeräte entwickelt, sind beide am Projekt beteiligt. „Wir wollen einen Sensor in das System einbringen, der giftige Stoffe aus Algenblüten misst. Betreiber von Muschelzuchten können diese sogenannten Toxine im Wasser schnell und einfach nachweisen. So kann verhindert werden, dass Miesmuscheln in den Handel gelangen, die Muschelvergiftungen auslösen könnten.“
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