Erschließung einer hochentwickelten und schnellen Überwachung der Wasserqualität
Die Überwachung der Wasserqualität bleibt aufgrund von Wassernutzung und Umgebungsdrücken eine riesige Herausforderung. Die Wasserbehörden sind in hohem Maße auf häufige Probenahmen und Laboranalysen angewiesen, um die Daten zur Überwachung der Wasserqualität zu erfassen, die benötigt werden, um Umweltverschmutzung zu erkennen. Eine Studie stellte fest, dass mehr als ein Drittel der kleinen Versorgungsbetriebe der EU nicht ordnungsgemäß überwacht werden oder Trinkwasser liefern, das nicht alle Qualitätsstandards erfüllt. In der Europäischen Region der WHO verursachen Durchfallerkrankungen aufgrund von durch Wasser übertragenen Infektionskrankheiten, wie Cholera und Ruhr, noch geschätzte 14 Todesfälle täglich. „WaterSpy hat ein revolutionäres, kompaktes und kostengünstiges Gerät zur umfassenden Überwachung der Wasserqualität entwickelt, das Photonik-Technologie nutzt. Es kann für Online-Feldmessungen verwendet werden und automatisiert die Erkennung von drei wichtigen Bakterien in Trinkwasser, die schädlich für die menschliche Gesundheit sind, namentlich Escherichia coli, Salmonellen und Pseudomonas aeruginosa“, sagt Panayiotis Philimis, Koordinator des EU-finanzierten Projekts WaterSpy.
Die schnellste Trinkwasseranalyse der Welt
Mit den derzeit verwendeten Laboranalysesystemen kann eine vollständige Analyse einer Probe mit 100 ml Wasser bis zu 3 Tage dauern. Das tragbare Gerät WaterSpy benötigt nicht mehr als 7 Stunden, um eine äquivalente Analyse durchzuführen und ist deshalb weniger kostspielig. Außerdem erfüllt es die neueste EU-Trinkwasserverordnung. Das von den zehn Projektpartnern entwickelte System nutzt mehrere unterschiedliche Technologien, einschließlich moderner Laser und Photodetektoren. Auch Ultraschall wird eingesetzt, um sicherzustellen, dass sich die Bakterien zusammenhäufen, wodurch die Erkennung und Empfindlichkeit der Analyse erhöht wird. Die Photoniktechnologie, die im mittleren Infrarotspektrum arbeitet, misst anschließend die Anzahl der Bakterien in der Wasserprobe. Aufgrund der ehrgeizigen Ziele von WaterSpy musste das Team mehrere Hindernisse überwinden, bemerkt Philimis, Geschäftsführer beim Cyprus Research and Innovation Centre (CyRIC) auf Zypern, dem Moderator des Projekts. „Der Nachweis eines einzelnen Bakteriums in Wasserproben mit Hilfe der Spektroskopie im mittleren Infrarotbereich ist an sich schon eine riesige Herausforderung. Wir mussten also alle Teile des Geräts optimieren, um dies zu erreichen, und gleichzeitig mit viel Aufwand und Experimentieren mehrere Spezialmodule entwickeln.“
Praxiserprobte Wasseranalysetechnologie
WaterSpy wurde in den Labors der Partner in Österreich, Deutschland und Italien ausgiebig getestet, gefolgt von einer Praxisdemonstration in einer Wasseraufbereitungsanlage in der Nähe von Genua in Italien. „Leider mussten die Feldversuche Anfang Februar dieses Jahres aufgrund der COVID-19-Pandemie eingestellt werden. Wir haben jedoch erfolgreich bestätigt, dass das System eine einzelne E. coli-Zelle in einer Probe mit 100 ml Wasser erkennt, wie es von den Vorschriften verlangt wird“, ergänzt Philimis. „WaterSpy ist eine riesige Erfolgsgeschichte. Wie oft sehen Sie, dass die Projektergebnisse schon vermarktet werden, bevor das Projekt abgeschlossen wurde“, sagt der Koordinator und bezieht sich dabei auf die Lasermodule und das ausgeglichene Photodetektormodul. „Realistisch betrachtet, ist noch weitere Forschung und Entwicklung notwendig, bevor wir die neuartigsten Teile des Systems vermarkten können. Deshalb haben wir begonnen spezifische Finanzierungs- und Investitionsmöglichkeiten zu prüfen.“ Das Projekt hat einen vorläufigen Geschäftsplan für mehrere WaterSpy-Module sowie für das komplette Gerät. Viele WaterSpy-Ergebnisse haben auch über die Überwachung der Wasserqualität hinaus ein beträchtliches Nutzungspotenzial, wie zum Beispiel die Nutzung der entwickelten Module und technologischen Durchbrüche von WaterSpy im Bereich der Veterinär- oder Humanmedizindiagnostik.
Schlüsselbegriffe
WaterSpy, Analyse, Bakterien, Trinkwasser, Umweltverschmutzung, Gesundheitsdiagnostik, Überwachung, Probenahme, Aufbereitung, Wasserqualität, COVID-19
