In einem neuen EU-Vorhaben entwickeln Oldenburger Wissenschaftler gemeinsam mit Partnern aus Frankreich ein autonomes Messnetz, um Emissionen aus dem Schiffsverkehr, wie Ruß oder Ölrückstände, an der Meeresoberfläche und der Atmosphäre erfassen zu können.
Das deutsch-französische Team aus Ozeanographen, Atmosphärenchemikern und Ingenieuren unter Leitung des Meereschemikers Prof. Dr. Oliver Wurl vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität Oldenburg wird dafür in den kommenden drei Jahren unter anderem Verfahren entwickeln, die Schadstoffe wie Ruß, Öl, Schwefeldioxid oder auch Plastikmüll an der Meeresoberfläche sowie in der Luft automatisch und kontinuierlich erfassen. Drohnen und Geräte, die von Forschungsschiffen aus eingesetzt werden, sollen dabei ein Netz aus Messbojen ergänzen, um beispielsweise das genaue Ausmaß einer Verschmutzung, etwa infolge von Schiffskollisionen, beobachten zu können.
Rund 90 Prozent des Welthandels erfolgt über die Schifffahrtsrouten der Weltmeere. Die Emissionen aus diesem Schiffsverkehr belasten nicht nur die Meeresumwelt, sondern auch die Gesundheit der Bevölkerung in dichtbesiedelten Küstenregionen entlang der Schifffahrtsrouten und in der Nähe von Häfen. Ziel des Vorhabens ist daher, ein Netz aus Sensoren und Messgeräten zu entwickeln, die eine bessere Überwachung der Schiffsemissionen ermöglichen als bisher und dieses zur Marktreife zu bringen. Die Forscher wollen damit auch dem Bedarf nach neuen Systemen für die Umweltüberwachung, beispielsweise in Häfen, nachkommen, der sich aus strengeren internationalen Emissionsvorschriften ergibt.
Verlässliche Daten aus der Meeresumwelt
Die Projektpartner aus Frankreich entwickeln vor allem Sensoren und Methoden, mit denen sich Schadstoffe aus der Luft – etwa mit Hilfe von Drohnen – messen lassen. Die Arbeit der Oldenburger Forscher konzentriert sich auf das Design von Geräten, mit denen sich entsprechende Informationen direkt an der Meeresoberfläche gewinnen lassen. „Denn hier reichern sich Schadstoffe wie Ölrückstände oder Ruß besonders leicht an“, erläutert Projektleiter Wurl, der zudem am Zentrum für Marine Sensorik (ZfMarS) des ICBM forscht. „Um beurteilen zu können, wie sehr Emissionen aus dem Schiffsverkehr die Meeresumwelt belasten und wie sich die Schadstoffe verteilen, ist es daher wichtig, umfangreiche und verlässliche Daten von der Oberfläche zu erhalten.“
Die Wissenschaftler wollen kommerziell verfügbare Messbojen mit Einheiten ausstatten, die automatisch Wasser von der Meeresoberfläche sammeln und darin Schadstoffe messen. Dazu gehören polyaromatische Kohlenwasserstoffe als wichtige Bestandteile von Öl sowie Ruß. Das System soll etwa einen Monat lang wartungsfrei laufen können; die entsprechenden Sensoren entwickeln die Forscher im Rahmen des Vorhabens. Weitere Geräte an der Boje sollen zudem ermöglichen, Plastikteilchen und Ruß auf der umgebenen Wasseroberfläche zu erkennen.
System für kommerzielle Umweltbeobachtung
Die Bojen sind untereinander vernetzt und übermitteln die Daten an eine Zentrale an Land. „So können wir ständige Verunreinigungen beobachten sowie, im Falle eines Unfalls, schnell entsprechende Informationen über die akute Lage erhalten“, erläutert Wurl. Um erfassen zu können, wie stark sich Verunreinigungen an der Oberfläche und in der oberen Wasserschicht verteilen, entwickelt das Team zudem einen Schleppkörper, der von Bord eines Boots aus eingesetzt werden kann. „Unser Ziel ist ein System zu entwickeln, das auch in der kommerziellen Umweltbeobachtung genutzt werden kann, beispielsweise von Hafenbehörden“, sagt Wurl.
Das Vorhaben MATE – Maritime Traffic Emissions: A monitoring network – erhält insgesamt knapp zwei Millionen Euro durch nationale Fördermittelgeber. Das Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) fördert die deutschen Projektpartner mit rund 1,6 Millionen Euro; die Universität Oldenburg erhält davon rund eine Million Euro. Neben der Arbeitsgruppe von Wurl sind von deutscher Seite zwei weitere Arbeitsgruppen des ICBM unter Leitung von Prof. Dr. Thorsten Dittmar und Dr. Thomas Badewien sowie der Forschungsbereich Marine Perception am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz unter Leitung von Prof. Dr. Oliver Zielinski und die Firma -4H-Jena engineering GmbH aus Jena beteiligt.
