Elektro-Bakterien überwachen Wasserqualität
Forscher der Universität Minnesota haben in Zusammenarbeit mit dem Bristol Robotics Laboratory der University of the West of England einen Sensor entwickelt, um in Echtzeit die Qualität von Trinkwasser zu überwachen. Diese günstige und zeitsparende Entwicklung soll vor allem in Entwicklungsländern zum Einsatz kommen, um Verunreinigungen unmittelbar festzustellen. Laut der Trinkwasser-Verordnung ist ein Einsatz in Europa derzeit noch nicht möglich.
04.09.2014
Der Sensor kann direkt in Flüssen und Seen zur kontinuierlichen Überwachung der Wasserqualität eingesetzt werden. Somit werden kostenintensive Untersuchungsverfahren, welche spezielles Know-how beanspruchen, überflüssig. "Die Kontrolle des Lebensmittels Trinkwasser wird durch die europaweit harmonisierte Trinkwasser-Verordnung geregelt. Bei der geforderten Nachweisführung lässt der Gesetzgeber dem Erzeuger in vielen Fällen freie Hand bei der Wahl der Untersuchungsmethode. Neuentwicklungen im Bereich der Trinkwasseruntersuchung sind also durchaus möglich", so Ingo Simon von der Dr. Kringel GmbH - Institut für Umweltschutz und Qualitätssicherung.
Der Sensor enthält Bakterien, die messbaren elektrischen Strom erzeugen, sobald sie auf Nahrung stoßen und zu wachsen beginnen. "Wenn sich die Bakterien in einer mikrobiellen Brennstoffzelle nähren, wandeln sie chemische Energie in elektrische Energie um, die wir schließlich messen können", erklärt Mirella Di Lorenzo, Dozentin für Chemical Engineering. Die Stromstärke sinkt umgehend, sobald die Bakterien mit Toxinen im Wasser in Kontakt kommen. Dieser Stromverlust deutet unmittelbar auf Verunreinigungen im Wasser hin.
Einsatz von 3D-Druck-Technik
Die Auswirkungen der Verschmutzung auf Ökosysteme werden derzeit mit Fischen sowie Wasserflöhen untersucht. Diese Methoden sind teuer und brauchen Zeit. Andere Verfahren sind auf Massenspektrometrie aufgebaut und erfordern teures Equipment und spezielles Know-how. Die Elektro-Sensoren sind in der Lage, Wasser-Verunreinigungen in Echtzeit festzustellen, ohne zuvor Proben zu nehmen und diese dann im Labor auswerten zu müssen. "Aus wissenschaftlicher Sicht ist es nicht vorstellbar, mit einer einzigen, wie auch immer gearteten, neuartigen Untersuchung die Qualität von Trinkwasser gesetzeskonform zu überprüfen", meint Simon abschließend im Gespräch.
