Die Analyse der Wasserqualität erfolgt normalerweise durch mikrobiologische Labortests, bei denen Proben kultiviert werden, um das Vorhandensein und die Menge der Bakterien zu bestimmen. Der Nachweis ist sehr zeitaufwendig (oft 18 bis 24 Stunden) und erfordert spezialisierte Labors und Personal. In dem interdisziplinären Projekt „Real-time Indication of Faecal Pigments in Freshwater“ (RIFF) arbeiten Forscher und Forscherinnen an einer neuen Methode, die eine schnellere und genaue Überwachung möglich macht. Sie wollen erstmals Fäkalindikatorpigmente (FIP) für die Wasseranalyse vor Ort verwenden. „FIPs sind chemische Stoffe, die in Fäkalien enthalten sind und als Indikatoren für Verunreinigungen im Wasser dienen können“, erklärt Swayam Prakash, PostDoc und Koordinator des Projekts an der BAM.

Das Forschungsteam arbeitet an einem Sensor-Prototyp, der FIP im Spurenbereich nachweisen kann, also in sehr geringen Konzentrationen. Dazu entwickeln die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen eine spezielle Filtermembran und kombinieren sie mit einem mikrofluidischen Chip. Zur Messung und Auswertung der Ergebnisse soll ein Smartphone dienen. Der Nachweis erfolgt mittels Fluoreszenzverstärkung. Wenn sich FIP in der Membran anreichern, wird eine stärkeres Fluoreszenzsignal, also ein helleres Leuchten, registriert. So könnte die Trinkwasserqualität direkt vor Ort in Echtzeit ermittelt werden. Neben dem Einsatz für Trinkwasserquellen sollen auch Analysen von Badegewässern mit dem Gerät möglich sein.

Darüber hinaus soll eine automatisierte Methode entwickelt werden, die Störsignale bzw. Messfehler durch natürliches gelöstes organisches Material (DOM = Dissolved Organic Matter) wie beispielsweise Huminsäure, die durch den Abbau von Pflanzenresten entsteht, minimieren.

Förderung

Das Projekt wird im Rahmen von Horizon Europe durch ein Marie Skłodowska-Curie Postdoc-Stipendium gefördert, das den internationalen Austausch von Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen unterstützt. „Das Marie Skłodowska-Curie Postdoc-Stipendium erlaubt der BAM, herausragende Talente aus der ganzen Welt zu fördern und gleichzeitig einen entscheidenden Beitrag zur Lösung globaler Herausforderungen zu leisten“, so Knut Rurack, Leiter des Fachbereichs Chemische und optische Sensorik an der BAM und Mentor des Stipendiaten.

Quelle: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)