P4.2 - Entwicklung einer miniaturisierten Multiparametersonde für limnologische Anwendungen
- Event
- 15. Dresdner Sensor-Symposium 2021
2021-12-06 - 2021-12-08
Dresden - Band
- Poster
- Chapter
- P4. (Bio-)Medizinische Sensorik
- Author(s)
- F. Gerlach, W. Vonau - Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik Meinsberg e.V., Waldheim/D, R. Bannasch, I. Lange - EvoLogics GmbH, Berlin/D, O. Mietz, S. Mietz - Institut für angewandte Gewässerökologie GmbH, Seddiner See/D
- Pages
- 185 - 189
- DOI
- 10.5162/15dss2021/P4.2
- ISBN
- 978-3-9819376-5-7
- Price
- free
Abstract
Für die Gewässerüberwachung wurde in den letzten Jahren eine Vielzahl rechtlicher Regelungen auf Länderebene und im internationalen Rahmen eingeführt. Bereits im Jahr 2000 sind mit der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie qualitative Anforderungen für die Bewertung der Güte von Seen mit einer Fläche von mehr als 50 ha geschaffen worden. Fokus bildet hier die Begrifflichkeit eines „guten ökologischen Zustandes“. Dies beinhaltet neben einer diversen Besiedlung durch Unterwasserpflanzen und –tiere eine geringe Trophie, d.h. einen ausgewogenen, niedrigen Nährstoffgehalt, eine geringe Phytoplankton- (Chlorophyll-a) Menge ohne Massenentwicklungen sowie eine hohe Sichttiefe. Die Gewässer der Industrie- und Bergbaufolgelandschaft zählen zu den künstlichen Gewässern und bilden einen eigenständigen Gewässertyp, dessen Leitbildentwicklung Inhalt zahlreicher Studien der letzten Dekaden war. Industriefolgeseen weisen eine hohe Diversität hinsichtlich der Wasserqualität auf und hängen stark von ihrer Ursprungsgeschichte und Abbautechnologie ab. So hat das geförderte Mineralvorkommen nicht nur einen Einfluss auf den Chemismus, sondern auch auf die Morphologie des Folgesees. Auch die Art der Flutung ist für die Entwicklung des ökologischen Zustandes von großer Bedeutung. Abhängig von der Endnutzung der Seen ergeben sich verschiedene Qualitätsansprüche, die wiederum diverse Behandlungsoptionen erforderlich machen. So muss z. B. unterschieden werden, ob der See zukünftig als Freizeitsee zum Schwimmen, Angeln oder Wassersport, als Brauchwasser oder zur landwirtschaftlichen Bewässerung genutzt werden soll. Bei einem Badegewässer stellt die toxische und hygienische Unbedenklichkeit sowie die Einhaltung der Grenzwerte hinsichtlich der EU-Badewasserrichtlinie oberste Priorität dar, während der Schutz der Biozönosen, die Naturnähe und freie Sukzession für reine Naturschutzgewässer unentbehrlich sind. Derzeitig gibt es wenige kommerziell verfügbare, miniaturisierte Sensoren und Sensorsysteme für den limnologischen Bereich, insbesondere für den Flachwasserbereich bis 60 m Tauchtiefe, welche sich für die Applikation mit autark operierenden Wasserfahrzeugen eignen. Diese werden als routinetaugliche Messplattformen eingesetzt, um Monitoringprogramme zur Charakterisierung und Bewertung von Industriefolgeseen und darüber hinaus von Flachwasserseen auf der Basis erfasster Wasserqualitätsparameter, kosteneffizient durchzuführen. Die im Rahmen eines europäischen FuE-Verbundvorhabens zu lösende Teilaufgabenstellung bestand für das KSI in der Entwicklung und Realisierung einer miniaturisierten, tauchfähigen Messeinrichtung zur Bestimmung des pH-Werts, des Redoxpotenzials und der Leitfähigkeit sowie von Druck und Temperatur. Diese beinhaltet ein komplexes Messsystem mit einer miniaturisierten Multiparametersonde einschließlich der Elektronik- und Datenübertragungsmodule.