Muscheln überwachen die Wasserqualität: Schalen bewegen sich analog zur Schadstoffbelastung

Mies-, Jakobs- und Venusmuscheln sowie Austern sind unschlagbar darin, Schadstoffe im Meer aufzuspüren. Wenn die Wasserqualität nachlässt, wirkt sich das auf den Rhythmus aus, in dem sie die Schalen öffnen und schießen. Das machen sich die Bioingenieure von molluScan zunutze, einem Biotechnik-Unternehmen im französischen Bordeaux. Sie haben das molluSCAN-eye-System entwickelt, das die Fähigkeiten der Mollusken, wie Weichtiere wie Muscheln übergreifend benannt werden, zur Schadstofferkennung ausnutzt. Das Öffnen und Schließen der Schalen ist ein Indikator für den biologischen Rhythmus der Mollusken, ihr Wachstum, die Eiablagezyklen und andere Faktoren, die in unterschiedlichem Maße von Schadstoffen im Wasser beeinflusst werden.

Magnete registrieren die Schalenbewegungen

Mollusken öffnen ihre Schalen, um Meerwasser einzulassen, aus dem sie ihre Nahrung herausfiltern: Plankton. Um diese Bewegung in Daten umzusetzen befestigen die Bioingenieure auf den Schalen schwache Dauermagnete, die auch bei beschlossenen Schalen, wenn die Magnete also relativ nah beieinander sind, so geringe Kräfte ausüben, dass die Muscheln nicht überfordert sind. Die Magnete erzeugen zwischen sich ein magnetisches Feld, dessen Stärke vom Öffnungswinkel der Muschelschalen abhängig ist. Dieses wird von einem Sensor erfasst, der sich ebenfalls auf einer Schale befindet. Die Signale werden an eine Unterwasserzentrale geschickt, die sie an einen Server an Land weiterleitet.

Wassergüte per Smartphone abrufbar

Der Mikroprozessor interpretiert die Daten, nachdem er ein maschinelles Lernprogramm absolviert hat, bei dem er geübt hat, die Charakteristiken der Daten Verschmutzungsgraden des Meerwassers zuzuordnen. Die Betreiber können per Smartphone auf diese Daten zurückgreifen und werden auf dem gleichen Weg automatisch gewarnt, wenn plötzlich große Mengen an Schadstoffen auftauchen.

Empfindlicher als herkömmliche Sensoren

Das System ist nach Aussage der Entwickler 10- bis 100-mal empfindlicher als herkömmliche Wasserqualitätssensoren und zudem „viel kostengünstiger“. Nach der Installation ist nur sehr wenig Wartung erforderlich, da sich die Mollusken kontinuierlich selbst reinigen. Derzeit sind auf der ganzen Welt etwa 90 molluSCAN-eye-Systeme im Einsatz. Sie werden vor allem an Flussmündungen und Bauwerken eingesetzt, über die die gereinigten Abwässer von Kläranlagen ins Meer eingeleitet werden.

via MolluSCAN