Trinkwasser: Ressourcenmanagement, Qualitätsüberwachung und Nanotechnologie

  • Sauberes Trinkwasser - ein kostbares Gut Sauberes Trinkwasser - ein kostbares Gut
  • Sauberes Trinkwasser - ein kostbares Gut
  • Kommen die Mikroorganismen im Bio-Sensor mit toxischen Stoffen in Berührung, so ändern die rot fluoreszierenden Bakterien im Glasrohr ihre Farbe. Die Messsonde zeigt die Fluoreszenzintensität an. Bild: Fraunhofer IGB

Die Trinkwasserversorgung der stetig wachsenden Weltbevölkerung ist eine der großen globalen Herausforderung. Die etablierten Verfahren und Produkte der Wassertechnik bieten nur noch wenig Spielraum für neue Lösungsansätze, um den gravierenden Wasserver- und Wasserentsorgungsproblemen zu begegnen. Technische Innovationen aus den forschungsbereichen Nanotechnologie und Biosensorik können neue Akzente in der Wassertechnikbranche setzen.


nANO meets water II: Nanotechnologie in der Wasserwirtschaft

Wie effizient, ökologisch und ökonomisch sinnvoll technische Lösungen unter Nutzung der Nanotechnologie und deren Umsetzung in die traditionelle Wasser- und Abwassertechnologie sind, war Thema der Tagung nano meets water, die das Fraunhofer UMSICHT im November in Oberhausen organisierte. Die Vorträge von Wissenschaftlern und Industrievertretern zeigten, dass der großflächige Einsatz der Nanotechnologie in der Wasserwirtschaft keine Illusion und auch nicht mehr Jahrzehnte entfernt ist: Es wurde von Titandioxid-Nanopartikeln gesprochen, die mit Sonnenlicht aktivierbar sind, photokatalytisch aktive Mikrosiebe und neue Verfahren der UV-LED Behandlung zur Elimination von Mikroorganismen in Aussicht gestellt und über Eisenoxid-Nanopartikel zur Oxidation von Toluen informiert. Allerdings hat noch nicht jede dieser Technologien den Durchbruch erreicht.

Kritisch hinterfragt wurden auch potentielle Risiken der Nanotechnik im Wasserbereich, wie etwa deutliche Lücken in der Analytik und Detektion. Zudem forderten die Experten, die Definition des Nanopartikels (Definition) zu spezifizieren und ohne Pauschalurteile sachlich über die Nanotechnologie zu informieren.

 

AquaBioTox-System zur Trinkwasserüberwachung

Trinkwasser ist eines der am strengsten überwachten Lebensmittel. Dennoch ist auch das Versorgungsnetz nicht gegen Unfälle, Verschleiß oder gezielte Anschläge gefeit. Ein minutenschnelles Warnsystem für Gifte wie Cyanid oder Rizin und andere gesundheitsschädliche Stoffe im Wasser könnte künftig sofort Alarm schlagen, wenn Gefahr droht.

Der Sensor wurde von Dr. Iris Trick und Dr. Anke Burger-Kentischer am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart entwickelt.

Herzstück des AquaBioTox-Systems ist ein Biosensor, der bereits nach wenigen Minuten anspricht und nach dem Vorkoster-Prinzip arbeitet. D.h. von der Hauptleitung wird etwas Trinkwasser in einer abzweigenden Fallstrecke durch den Sensor geleitet, der zwei verschiedene Bakterienstämme sowie Säugetierzellen enthält. Während die mikroskopisch kleinen Bakterien durch ihre große Oberfläche einen raschen Stoffaustausch gewährleisten und innerhalb von Minuten auf toxische Substanzen reagieren, sichern die Säugetierzellen durch ihre Verwandtschaft zum menschlichen Organismus das Ergebnis ab und erweitern gleichzeitig das Reaktionsspektrum.

Die Mikroorganismen im Sensor wurden so verändert, dass sie ein rot fluoreszierendes Protein erzeugen. Kommen sie mit toxischen Stoffen in Berührung, verändert sich die Fluoreszenz. Ein von Dr. Thomas Bernard am Karlsruher Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB entwickeltes, hochsensitives Kamerasystem mit Auswerteeinheit registriert selbst kleinste Veränderungen der Fluoreszenz und bewertet diese automatisch. Zeigt sich ein auffälliges Muster in den Signalen, schlägt es Alarm.
Weiterer Bestandteil des Aqua-BioTox-Systems ist ein Daphnien-Toximeter des Kieler Projektpartners bbe Moldaenke - die Wasserflöhe reagieren besonders sensibel auf Nervengifte. Das Monitoringsystem wird derzeit in einer stillgelegten Leitungsstrecke auf dem Gelände der Berliner Wasserbetriebe getestet - einem weiteren Projektpartner. Ziel ist es, das System so klein und kostengünstig zu machen, dass sich ein miteinander kommunizierendes Netzwerk aus Sensoreinheiten an sensiblen Stellen über das Trinkwassernetz verteilt installieren lässt.

http://www.fraunhofer.de

 

Integriertes Wasserressourcen-Management (IWRM) Projekt im Iran

Die wasserwirtschaftlichen Herausforderungen im Iran sind enorm. Der Zayandeh Rud, wichtigster Fluss im Zentraliran, versorgt gut 4,5 Mio. Einwohner mit Wasser. In seinem Einzugsgebiet zeigen sich beispielhaft die zunehmenden Nutzungskonkurrenzen zwischen Landwirtschaft, Industrie und wachsenden Städten und die dadurch verursachten Probleme. Unter der Leitung des inter 3 Instituts für Ressourcenmanagement erarbeitet ein Konsortium aus Wissenschaftlern und Unternehmen bis 2013 ein umsetzbares Konzept für ein integriertes Wasserressourcen-Management.
In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt werden für die iranische Wasserwirtschaft gezielt Technologien und erforderliches Managementwissen für eine nachhaltige Ressourcenbewirtschaftung entwickelt und zur Verfügung gestellt. Projektpartner sind inter 3, Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE), DHI-WASY, Institut für Umwelttechnik und Management an der Universität Witten/Herdecke, p2m berlin, Passavant Roediger und German Water Partnership.
Shahrooz Mohajeri, Leiter des Verbundprojekts, betont den Pioniercharakter des Projekts: „Ziel ist es, eine große Anzahl von Menschen langfristig mit sauberem Trinkwasser zu versorgen, die Ressource Wasser zu schützen und auch wirtschaftliche Belange zu berücksichtigen. Von dem IWRM-Konzept können später auch Nachbarländer profitieren, die vor ähnlichen Problemen stehen."

http://www.inter3.de

Jetzt registrieren!

Die neusten Informationen direkt per Newsletter.

To prevent automated spam submissions leave this field empty.