Messtechnik auf fliegenden Plattformen
Natürliche Gewässer wie Flüsse, Seen und Küstengewässer sind zunehmend durch menschliche Aktivitäten belastet. Besonders der Eintrag von Nährstoffen wie Stickstoff- und Phosphorverbindungen verändert die natürlichen biogeochemischen Kreisläufe und kann zu Eutrophierung führen. Dies hat übermäßiges Algen- und Pflanzenwachstum, Sauerstoffmangel, den Verlust der Artenvielfalt und langfristige Schäden für aquatische Ökosysteme zur Folge. Die bisherige Überwachung der Wasserqualität basiert vor allem auf manueller Probenentnahme und Laboranalysen, die zwar präzise sind, aber nur eine begrenzte räumliche und zeitliche Auflösung bieten. Stationäre Messstationen ergänzen diese Methode, sind jedoch aufgrund hoher Kosten nur begrenzt einsetzbar und ermöglichen keine flächendeckende Erfassung.
Hier setzt die Forschung im Bereich der Sensortechnik für natürliche Gewässer an. Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung automatisierter, ortsfester Überwachungssysteme, die dauerhaft in Gewässern installiert werden können. Diese Systeme ermöglichen die kontinuierliche Erfassung relevanter Wasserqualitätsparameter und liefern hochauflösende Zeitreihendaten, um kurzfristige Ereignisse wie Niederschläge, Abfluss-spitzen oder saisonale Veränderungen zu dokumentieren. Ergänzend werden mobile Sensorsysteme erforscht, insbesondere für den Einsatz auf Drohnen. Diese ermöglichen flexible, schnelle und gezielte Messungen an verschiedenen Orten – etwa zur Identifizierung von Nährstoffquellen oder zur Untersuchung räumlicher Gradienten. Ziel ist es, kompakte und robuste Sensoren zu entwickeln, die während des Flugs In-situ-Messungen von Nitrit- und Nitratkonzentrationen durchführen. Durch die Kombination von kontinuierlichen Zeitreihen und räumlich hochauflösenden Messungen sollen innovative Technologien die Gesundheit der Gewässer verbessern und verlässliche Daten für Umweltforschung, Gewässerschutz und nachhaltiges Management bereitstellen.
