Weniger Aufwand bei der ökologischen Wasserreinigung

Bei der Bewirtschaf­tung von Teichan­la­gen wollen Forschende des Insti­tuts für Wass­er- und Energie­m­an­age­ment (iwe) der Hochschule Hof den Arbeits- und Mate­ri­alein­satz senken . Gelin­gen soll dies mit Hil­fe biol­o­gisch abbaubar­er, soge­nan­nter „Aufwuch­skör­p­er“ zur Wasser­reini­gung. Diese kön­nten kon­ven­tionelle Reini­gungse­le­mente aus Plas­tik schon bald erset­zen und somit auch Mikro­plas­tik in Wass­er und Fis­chen reduzieren. Das Forschung­spro­jekt dazu läuft seit April 2021.
Die Aquakul­tur gehört zu dem am schnellst wach­sen­dem Lebens­mit­telsek­tor mit ein­er jährlichen Pro­duk­tion im Wert von 250 Mil­liar­den US-Dol­lar. Aufwuch­skör­p­er sind dabei nicht wegzu­denken: Durch ihre große Ober­fläche auf welch­er Bak­te­rien siedeln, helfen sie giftiges Ammo­ni­um und Nitrit in weniger schädlich­es Nitrat umzuwan­deln. Gle­ichzeit­ig wird so Wass­er ges­part und die Umwelt geschützt. Doch beste­hen Aufwuch­skör­p­er in der Regel aus Plas­tik oder anderen erdöl­basierten Kunststoffen.

„Ihr Recy­cling ist aufwändig und Plas­tik in den Welt­meeren und Gewässern stellt die Men­schheit vor eine große Her­aus­forderung — aus Plas­tik kann schließlich Mikro­plas­tik entste­hen, das wir über unser Essen selb­st wieder zu uns nehmen und das in jedem Fall schädlich auf die Umwelt und ihre Organ­is­men einwirkt.“
— Dr. Har­vey Har­bach, Ver­ant­wortlich­er für den Forschungs­bere­ich Aquaponik

Biokunststoff statt Plastik

Generell gilt es deshalb Stoffe zu find­en, welche kon­ven­tionelles Plas­tik erset­zen kön­nen. Im Fall der Aufwuch­skör­p­er bietet sich als Werk­stoff der Ein­satz von Biokun­st­stoff an. Ein Forscherteam des Insti­tuts für Wass­er- und Energie­m­an­age­ment (iwe) der Hochschule Hof um Pro­jek­tleit­er und Ideenge­ber Dr. Har­vey Har­bach beschäftigt sich genau damit: In Zusam­me­nar­beit mit dem eben­falls an der Hochschule Hof ansäs­si­gen Insti­tut für Biopoly­mer­forschung (ibp) und einem Wirtschaft­sun­ternehmen aus Franken wer­den seit Anfang April 2021 unter dem Pro­jek­t­na­men „Bio­Bio­Car­ri­er“ voll­ständig biol­o­gisch abbaubare Aufwuch­skör­p­er für die biol­o­gis­che Wasser­auf­bere­itung entwick­elt. Gefördert wird das bis 2023 laufende Pro­jekt durch das Bun­desmin­is­teri­um für Wirtschaft und Energie im Rah­men des zen­tralen Inno­va­tion­spro­grammes Mit­tel­stand (ZIM).

Test verschiedener Materialien

„Die Schwierigkeit­en im Pro­jekt liegen bei der richti­gen Auswahl der Biopoly­mere und der damit ver­bun­de­nen Abbaubarkeit im Wass­er. Der neue Aufwuch­skör­p­er darf sich nicht zu schnell im Süßwass­er abbauen“, erk­lärt Pro­jek­t­mi­tar­bei­t­erin Frau Christin Baum­gart. Durch die Kom­bi­na­tion von ver­schiede­nen Poly­meren miteinan­der sollen neue Eigen­schaften gener­iert wer­den: „Das bedeutet, dass die biol­o­gis­che Abbaubarkeit in Wass­er angepasst wer­den kann.“ Die bish­eri­gen Ergeb­nisse sehen jedoch vielver­sprechend aus. Entsprechend kon­nten bere­its Fortschritte erzielt und Lösungswege iden­ti­fiziert wer­den. Bis zur Mark­treife müssen jedoch noch einige Hür­den genom­men wer­den: “Bei der Auswahl der Stoffe wird darauf geachtet, dass diese nicht gesund­heitss­chädlich sind. Da die Anwen­dung in der Aquaponik stat­tfind­et, müssen die Stoffe auch für die Fis­che und Pflanzen geeignet sein. Das bedeutet, dass hier ein großes Augen­merk auf die Unbe­den­klichkeit der Stoffe gelegt wird, alle biol­o­gisch abbaubar und sog­ar biobasiert sein soll­ten“. Fern­er müsste „aber auch die biol­o­gis­che Abbaubarkeit noch aus­führlich betra­chtet wer­den, damit diese sich in dem vorgegebe­nen Zeitrah­men zersetzen.“

Neuentwicklung winkt

Eine entschei­dende Her­aus­forderung im Pro­jekt, die aber einen Durch­bruch inner­halb der betrof­fe­nen Indus­trie bedeuten kön­nte, kön­nte let­ztlich eine Neuen­twick­lung liefern, an der man derzeit in Hof arbeit­et: „In aquaponis­chen Sys­te­men müssen in regelmäßi­gen Abstän­den Nährstoffe zugegeben wer­den, ohne die Pflanzen nicht oder nur schlecht wach­sen kön­nen. Unsere Idee ist es, den biol­o­gis­chen Abbau von des Pro­duk­tes mit dem Freiset­zen der für die Pflanzen benötigten Stoffe zu kom­binieren. Dies würde fol­glich die Arbeit­szeit reduzieren und die Wirtschaftlichkeit verbessern“, so Dr. Har­bach. Und weit­er: „Zurzeit sind keine ver­gle­ich­baren Pro­duk­te auf dem Markt. Hier würde es sich um eine echte Inno­va­tion han­deln. Wir arbeit­en auf Hoch­touren und rech­nen schon bald weit­eren Ergebnissen“.