Umweltprüfung, -messung und -überwachung: Technische Fortschritte und Wachstumschancen

Neuentwickelte Messgeräte und Sensoren helfen bei der Einhaltung von Umweltauflagen

Mit innovativen Umwelttechnologien wie Testkits zur Bestimmung des Nitratgehalts im Getreide vor der Ernte, zur Analyse des Stickstoffgehalts in Düngemitteln oder der Qualität landwirtschaftlicher Abwässer reagiert die Forschung auf die immer strengeren Umweltvorschriften. In der Pipeline befinden sich außerdem Systeme zur kontinuierlichen Bodenkontrolle und zur Überwachung der Abfälle industrieller Landwirtschaftsbetriebe. Technical Insights, ein Geschäftsbereich der Unternehmensberatung Frost & Sullivan, untersucht in einer neuen Analyse die neusten Entwicklungen in diesem dynamischen Hightech-Markt.

Wasser- und Abwasserverschmutzung haben in der Vergangenheit zur Formulierung zahlreicher Umweltschutzvorschriften geführt, und mit der Ratifizierung diverser internationaler Protokolle verstärken die Gesetzgeber derzeit den Druck auf die Industrie, sämtliche Vorgaben zu erfüllen. In Europa sind unter anderem das Kyoto-Protokoll und Organisationen wie das internationale Netzwerk für die Einhaltung und Durchsetzung von Umweltrecht (INECE) maßgeblich. Darüber hinaus verfügt Europa über ein eigenes Programm zur Luftreinhaltung (Clean Air for Europe – CAFE). Wichtigste US-Richtlinien bilden die Gesetze zur Reinerhaltung der Luft (Clean Air Act) und zur Reinerhaltung des Wassers (Clean Water Act). Einzelheiten legt die US-Umweltbehörde EPA fest, die auch die Einhaltung überwacht.

Neue Systeme analysieren Wasserproben automatisch vor Ort

Mit dem Umfang der Vorgaben wächst die Anzahl der auf dem Markt befindlichen Monitoring-Technologien, die die Umsetzung erleichtern sollen. Was die Wasserverschmutzung betrifft, wird beispielsweise die Überwachung von Chemiemülldeponien immer einfacher. Wurden Proben von Müllhalden, bei denen es schon zum Austritt giftiger Substanzen gekommen war, bislang normalerweise gesammelt und zur Analyse in Labors gebracht, erledigt nun eine jüngst entwickelte und von der EPA verifizierte Technologie die Aufgabe der traditionellen Sensoren wesentlich kostengünstiger und zudem in Echtzeit.

„Das neue System besteht aus einer Reihe von Polymer-basierter Mikrosensoren, als Chemiresistoren bezeichnet, die in ein wasserdichtes Gehäuse integriert werden“, erläutert Miriam Nagel, Analystin bei Technical Insights. „Der Monitor kann direkt im Untergrund – egal ob im Grundwasser oder Boden – toxische Chemikalien erkennen.“ Sauberes Trinkwasser und damit die Überwachung von Nitrat- und Nitritgehalt hat bei den Umweltbehörden höchste Priorität, da der dauerhafte Konsum belasteten Wassers ernsthafte gesundheitliche Folgen nach sich ziehen kann.

Moderne Sensoren helfen gegen Luftverschmutzung und warnen vor Gefahren

Was die Luftverschmutzung betrifft, sind heute bereits Technologien erhältlich, die Auspuffemissionen wie Stickoxide und flüchtige organische Verbindungen bereits bei der Fahrt analysieren und damit zur Reduzierung der Bildung von Ozon in Bodennähe beitragen wollen. Noch modernere Prüftechniken befinden sich bereits in der Entwicklung.

Intelligente Sensoren der jüngsten Generation werden zudem zur Analyse der Umweltsicherheit am Arbeitsplatz, auf Straßen, in Flughäfen und Gebäuden eingesetzt. So lassen sich zum Beispiel Straßenbedingungen vor Ort zu überwachen, und für die Flugsicherung stehen Systeme zur Verfügung, die vor Blitzschlag oder Scherwind auf der Rollbahn warnen.

Auch die Erdbebenforschung macht sich die moderne Sensortechnik zunutze. Einerseits geht es darum, Daten für die Konstruktion erdbebensicherer Gebäude zu gewinnen, andererseits können intelligente Sensoren über die Zunahme der Radonkonzentration in Innenräumen informieren und dadurch vor einem potenziellen Erdbeben warnen.

„Klein, intelligent, drahtlos und eingebettet – so lauten derzeit die Schlüsselwörter im Markt“, so Nagel abschließend. „Die Smart-Sensor-Technologie, ursprünglich zur Umweltprüfung und -messung entwickelt, wird in Zukunft allgegenwärtig sein.“n

Titel der Analyse: Environmental Sensing and Monitoring — Technology Developments and Growth Opportunities (Report D268), Preis der Analyse: Euro 3.600,–