Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Wasser-Monitoring

Trinkwasser ist unser wichtigstes Lebensmittel und unterliegt vielfältigen, in den meisten Fällen nicht vorhersehbaren Gefährdungen. So können beispielsweise Pestizide aus der Landwirtschaft oder Chemikalien aus Industrieunfällen über das Grundwasser in kommunale Versorgungssysteme gelangen. Eine wachsende Gefahr stellt auch der Eintrag toxischer Verbindungen durch kriminelle oder terroristische Anschläge dar, insbesondere bei dezentralen und mobilen Systemen.

Ein besonderer Stellenwert kommt daher der Entwicklung geeigneter Sensoren, Test- und Monitoringsysteme zu, um Schadsubstanzen in Boden und Wasser messtechnisch zu erfassen und zu bewerten. Das Institut hat hier essenzielle Grundlagen in den Bereichen Biosensoren (biologische Komponente), Funktionalisierung von Sensoroberflächen, Analytik, Automatisierung und Datenanalyse zu bieten.

Biosensor-Alarmsysteme zur Echtzeit-Überwachung

Das Fraunhofer IGB entwickelt Biosensoren auf der Basis lebender Zellen, die sich als Frühwarnsysteme für die kommunale Wasserversorgung oder dezentrale Versorgungssysteme eignen. Darüber hinaus sind solche Echtzeit-Messsysteme auch für die Überwachung der Prozesswasserreinigung geeignet. Für eine zeitnahe und lückenlose Überwachung der Behandlungsverfahren können sie für die individuellen Anforderungen ausgewählt und angepasst werden.

Als Biosensoren werden verschiedene Bakterienstämme sowie mammalische Zelllinien in geeigneten Messzellen eingesetzt. Die biologischen Systeme unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Stoffwechseleigenschaften, ihres Zellaufbaus und ihrer Sensitivität gegenüber chemischen Stoffen und biogenen Toxinen.

Für die Bewertung der biologischen Reaktionen untersuchen wir unterschiedliche Messprinzipien. Bei der Übertragung der zellulären Reaktion in ein physikalisch messbares Signal arbeiten wir mit anderen Fraunhofer-Instituten zusammen.

Biosensoren.
Biosensoren.

Einsatzgebiete von Frühwarnsystemen

  • Kommunale Trinkwasserversorgung
  • Dezentral betriebene Wasseraufbereitungsanlagen in Touristikzentren oder an militärischen Standorten
  • Transportable Tanks in Schiffen, Flugzeugen, im Katastrophenschutz und bei der Versorgung von Einsatztruppen in Krisengebieten
  • Überwachung der Prozesswasseraufbereitung in der Industrie

 

Vorteile von Biosensoren

  • Monitoring vor Ort möglich
  • Rasche Reaktion des Sensors (Reaktionsdauer < 5 min)
  • Nachweis der toxischen Wirkung von chemischen Stoffen oder Toxinen biogenen Ursprungs
  • Alarmweitergabe basiert auf Reaktion der Biosensoren

Referenzprojekte

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