UMWELTTECHNIK DEUTSCHLAND SCHWEIZ - Evolution und Kippen von Ökosystemen Landwirtschaft beeinträchtigt Kleinlebewesen Sedimentspülungen als Gefahr ...
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UMWELTTECHNIK DEUTSCHLAND SCHWEIZ Die Zeitschrift für Städte/Gemeinden, Behörden, Umweltfachleute und Firmen 3/19 Evolution und Kippen von Ökosystemen Landwirtschaft beeinträchtigt Kleinlebewesen Sedimentspülungen als Gefahr für Insektenvielfalt
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UMWELTTECHNIK
3/19 55. Jahrgang 20. März 2019
Erscheint monatlich (2 Doppelnummern) SCHWEIZ
INHALT EDITORIAL
Liebe Leserin, lieber Leser
Im fokus 3
Der Schweizer Rohstoff Nummer 1 ist bekanntlich Gehirnschmalz: Wissen, Bildung, Know-how,
LABORtechnik 4 Innovation, all das ist eine zentrale Säule unseres Wohlstands. Doch all die guten Ideen nützen
wenig, wenn sie nicht zur Marktreife entwickelt und industriell umgesetzt werden. Als Scharnier
zwischen Universitäten und der Serienproduktion sollen deshalb in naher Zukunft Technologie-
LUFT 10 transferzentren eine wichtige Stellung einnehmen. Nun haben sich diese zukünftigen Inkubatoren
zu einem Dachverband zusammengeschlossen (unser Beitrag auf der Seite 6). AM-TTC Alliance,
WASSER 12 so sein Name, will dazu beitragen, die geplanten zwölf Standorte in der Schweiz zu vernetzen
und damit ihre Qualität und Effizienz zu fördern.
PUMPENtechnik 14 Damit in der Industrie alles rund läuft, sind Sensoren und Steuerungen
unabdingbar. Im Bereich Methangasdetektion hat das Unternehmen Flir
Systems GmbH aus Frankfurt ein neues System auf den Markt gebracht,
ERNEUERBARE ENERGIEN 16 das ungekühlt funktioniert und deshalb deutlich günstiger ist als gekühlte
Kameras. Mehr zur Innovation auf der Seite 10.
ENERGIE-EFFIZIENZ 22
Dass die Umwelttechnologie nicht nur hilft, die menschlichen Umwelteinflüsse zu reduzieren,
sondern auch selbst in Herstellung und Betrieb die Umwelt möglichst wenig belastet, sollte sich
LUFT/LÄRM 24 von selbst verstehen. Dennoch ist dieses Bewusstsein noch nicht überall verankert. Ein Vorreiter
ist der Pumpenhersteller Grundfos Pumpen GmbH (Seite 14): Mit seinem neuen Modell Magna
3 erwirbt erstmals ein Pumpenhersteller eine Umweltproduktdeklaration (EPD) nach der euro-
ABFALL/ENTSORGUNG 25
päischen Norm EN 15804. Die EPD erlaubt es, die Umweltverträglichkeit von Produkten auf
standardisierte Weise miteinander zu vergleichen.
ENERGIE 26
Ein zentraler Faktor für die Umweltverträglichkeit ist der Energieverbrauch, und hier geht die
Gemeinde Walenstadt neue Wege: 37 Haushalte und ein Alterszentrum haben sich hier zum ers-
WASSER 27 ten lokalen Strommarkt der Schweiz zusammengeschlossen. Das Pilotprojekt «Quartierstrom»
wird von Hochschulen und Unternehmen getragen und vom Bundesamt für Energie unterstützt.
Kern sind verschiedene Photovoltaik-Anlagen, wobei der überschüssige Strom innerhalb der
RÜCKBLENDE 28
Gemeinschaft verkauft wird. Mehr zum neuartigen Projekt mit «Prosumenten» erfahren Sie auf
den Seiten 16 und 17.
VORSCHAU 30
Pieter Poldervaart
AKTUELL 32
MESSEN/VERANSTALTUNGEN 34
BEZUGSQUELLENREGISTER 36
Zum Titelbild
IMPRESSUM 40
Mit der der GF77 bringt FLIR seine erste ungekühlte Wärmebildkamera zur
Erkennung von Methan heraus. Die tragbare Kamera hilft, potenziell gefährliche,
UMWELTAGENDA 41 unsichtbare Methanlecks in Erdgaskraftwerken, Anlagen zur Produktion erneu-
erbarer Energien (Biogas), Industrieanlagen und entlang der Erdgaslieferkette zu
finden. Die GF77 visualisiert die organischen Gasverbindungen zu etwa der Hälfte
des Preises der bewährten gekühlten FLIR-Wärmebildkameras für Gasinspektio-
nen und leistet damit einen wichtigen Beitrag zu Umweltschutz und Sicherheit.
www.flir.de/GF77
UMWELTTECHNIK
UMWELTTECHNIKSCHWEIZ
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Im fokus
Evolution und das Kippen
von Ökosystemen
Wenn Ökosysteme abrupt aus
einem Gleichgewicht kippen,
können das Katastrophen sein
für Menschen und Biodiversität.
Erstaunlich wenig weiss man
bisher über die Rolle der
Evolution in solchen Prozessen.
Jetzt hat ein Forscherteam
mit Beteiligung der Eawag in
«Nature Ecology & Evolution»
Ansätze publiziert, wie die
Klar oder trüb? Untiefe Seen können plötzlich kippen.
komplexen Fragen erforscht © International Institute for Sustainable Development
werden könnten.
Seit dem 20. Jahrhundert werden weltweit das Wasser wird trüb, und ein Teufelskreis an die Wassertrübung anpassen, weil ihr Erbgut
seichte Seen beobachtet, die auch bei steigenden kommt in Gang: Den Wasserpflanzen fehlt das eine variable Ausprägung dieses Merkmals
Nährstoffeinträgen lange klar bleiben. Fast von Licht, sie gehen ein und können auch keine zulässt; sie erreichen rechtzeitig die oberste,
einem Tag auf den anderen werden sie aber Nährstoffe mehr binden; die Algen vermehren helle Wasserschicht und können so das Wasser
plötzlich trüb – und verharren hartnäckig in sich exponentiell weiter, und das ganze System weiter klären und den Moment des Kippens
diesem Zustand, auch wenn der Nährstoffeintrag kippt schnell in einen konstant trüben und hinausschieben. Umgekehrt hat die Evolution
wieder reduziert wird. überdüngten Zustand. Damit kommen viele vermutlich den Zusammenbruch überfischter
«Diese Seen sind eines der am besten untersuch- der ursprünglichen Seebewohner nicht mehr Kabeljauschwärme beschleunigt: Sie konnten
ten Beispiele für kippende Ökosysteme», sagt zurecht; und die Evolution der überlebenden sich nicht mehr erholen, weil die dafür nötige
Blake Matthews von der Abteilung Fischökolo- Populationen wird in eine ganz neue Richtung genetische Vielfalt durch den einseitigen und
gie und Evolution des Wasserforschungsinstituts gelenkt. Deshalb ist selbst nach einer Reduktion viel zu intensiven Befischungsdruck zuvor schon
Eawag. Im Seeboden verwurzelte Wasserpflan- der Nährstoffkonzentration auf das ursprüngli- aus ihrem Erbgut «herausgefiltert» worden war.
zen (Makrophyten) entziehen dem System für che Mass der neue Zustand dem ursprünglichen
ihr Wachstum viele Nährstoffe. Damit hemmen höchstens ähnlich, nicht aber gleich. Gezielte Untersuchungen
sie das Algen-(Phytoplankton-)Wachstum und «Vieles verstehen wir noch nicht», sagt Blake
wirken so lange als «Puffer». Übersteigt aber Kippmomente erforschen Matthews. Gleich wie die anderen Autoren der
die Nährstoffkonzentration die Kapazität der Bei Veränderungen, die nicht mehr langsam und Studie, die sich in Frankreich, Kanada, Grossbri-
Wasserpflanzen, nehmen die Algen überhand; graduell sind, sondern abrupt zu einem ganz tannien, Schweden, den Niederlanden und Belgien
anderen Zustand führen, sprechen Biologen mit nachhaltiger Entwicklung, Evolutionsbiologie
von «kippenden Ökosystemen». Anders als bei und der Stabilität von Ökosystemen beschäftigen,
einem Lichtschalter lässt sich das Kippen eines plädiert der Eawag-Forscher nun dafür, die Rolle
komplexen natürlichen Systems allerdings kaum der Evolution auf Stabilisierung und Destabili-
rückgängig machen. Ökologen erforschen solche sierung von Ökosystemen besser zu untersuchen.
Kippmomente intensiv, denn durch menschliche «Allerdings ist es sehr schwierig, ganze Öko-
Aktivitäten sind immer mehr lebenswichtige systeme zu erforschen», sagt Matthews. «Sie
Systeme bedroht – von überfischten Meeren über sind meist zu gross und zu komplex.» Die neue
erodierende Böden bis zu Korallenriffen, die dem Publikation stösst deshalb die Entwicklung von
Klimawandel zum Opfer fallen. Modellen an, mit denen man Kipp-Punkte iden-
Dabei mehren sich die Hinweise, dass Verände- tifizieren und mit kontrollierten Experimenten
Die Versuchsteiche an der Eawag rungen erblicher oder erworbener Merkmale von – etwa im Labor oder in den «Mesokosmen»
in Dübendorf (ZH) bieten ideale Pflanzen, Tieren und anderen Organismen das der Eawag in Dübendorf – gezielt erforschen
Bedingungen, um das Wechselspiel Kippen oder auch die Erholung des Systems be- könnte, wie sich Ökosysteme besser schützen
zwischen evolutionären Prozessen und dem einflussen. So können sich zum Beispiel manche oder ihre Erholung fördern liesse.
Kippen von Ökosystemen zu erforschen.
Wasserpflanzen mit schnellem Längenwachstum www.eawag.ch
© Eawag, Peter Penicka
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LABORtechnik
Schnelle und einfache Wasser-, Klärschlamm-, Abwasser- und Biomasseanalytik
Schneller mit Mikrowellen-Labortechnik
Trocknung, Veraschung, Bestimmung des TS- und des
Bestimmung der abfiltrierbaren oTS-Gehaltes
Die Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser-
Stoffe und der Lipophilen Stoffe und Schlammuntersuchung beschreiben die
sowie Gesamt-Phosphat, CSB Analyse zur Trocknung und Bestimmung des
und Schwermetallgehalte – TS Rückstands so:
schneller geht es nicht. • Trocknen der Probenschale
• Abkühlen der Schale im Exsikkator
Problemstellung • Einwiegen der Probe in die Schale
Im SMART 6 wird die Schlammprobe auf
«Klärschlamm» ist laut der Klärschlammver- und Trocknen im Trockenschrank bis zur ein saugfähiges Probenträgermaterial
ordnung «der bei der Behandlung von Abwas- Gewichtskonstanz gegeben und auf die im Mikrowellengerät
ser ... anfallende Schlamm, auch entwässert • Entnahme der Schale und Abkühlen im eingebaute Waage gelegt. Bild: CEM GmbH
oder getrocknet». Die Trockensubstanz des Exsikkator
zunächst noch wasserhaltigen Schlammes • 5. Rückwiegen der Probe
besteht zu 50 bis 70 % aus organischer Masse.
Hiermit sind die zwei wesentlichen Parameter Die Bestimmung des oTS-Gehaltes erfolgt und verhindert ein Zersetzen der Probe. Die in
zur Kennzeichnung der Klärschlammbeschaf- analog, jedoch findet statt der Trocknung im den Methoden vorgegebene Trocknungstem-
fenheit die Trockensubstanz (TS) und der Trockenschrank nun ein Glühen im Muffelofen peratur von 105 °C wird auch im SMART 6
organische Anteil der Trockensubstanz (oTS). statt. Sowohl die Bestimmung des TS-Gehaltes Feuchtebestimmer eingehalten. Damit sind die
Beim Klärwerksbetrieb sind regelmässig TS- im Trockenschrank sowie die Bestimmung des Messwerte zum Trockenschrank vergleichbar.
Bestimmungen notwendig. Schliesslich lassen oTS-Gehaltes im konventionellen Muffelofen Um die gleiche Genauigkeit zu ermöglichen,
sich die Massenströme aus Primär-, Sekundär- sind zeit- und arbeitsaufwändige Prozeduren. die nach der Norm mit Trockenschrank und
und eventuell Tertiärschlamm nur sinnvoll Häufig werden mehrere Stunden zur Trocknung Analysenwaage erreichbar ist, wurde das
verfolgen, wenn man neben dem Volumen sowie zur Veraschung im Muffelofen benötigt. Smart 6 mit einer eingebauten Waage mit einer
auch den Anteil an Feststoff kennt. Bei der Dazu kommen die langen Abkühlzeiten im Ex- Auflösung von 0,0001 g ausgestattet. Diese
Schlammstabilisierung, gleichgültig ob aerob sikkator, die bei der oTS-Bestimmung ebenfalls eingebaute Analysenwaage nimmt ständig
oder anaerob, ist die kennzeichnende Grösse bis zu einer Stunde dauern kann. Die Resultate das Probengewicht auf und sorgt während des
der oTS Gehalt. liegen somit häufig erst am nächsten Arbeitstag Trocknungsvorganges für die Abschaltung
Da Klärschlamm zunächst sehr dünn ist (ca. vor und können nicht zur zeitnahen Steuerung bei Gewichtskonstanz nach wenigen Minu-
3 % TS), sind viele Verfahren zu dessen von technischen Anlagen benutzt werden. ten Messdauer (typischerweise 2 min.). Der
Eindickung gebräuchlich, z. B. Zentrifugen, entstandene Wasserdampf wird über ein Ven-
Filterpressen, Schwerkrafteindicker ... usw. Die Alternative: Bestimmung tilationssystem schnell aus dem Probenraum
In der Regel werden diese Anlagen unter des TS-Gehaltes sowie transportiert.
Zuhilfenahme anorganischer und organischer des TSS-Gehaltes im Eine drastische Reduzierung der Fehlermög-
Fällungs- und Flockungsmittel betrieben. Mikrowellen-/Halogen- lichkeiten und somit eine Steigerung der
Sinnvollerweise dosiert man die Hilfsmittel Feuchtebestimmer Smart 6 Präzision erfolgt durch den hohen Automati-
nicht mengen-, sondern frachtproportional, Diese vorbeschriebene Problemstellung wurde sationsgrad im Smart 6: Der Anwender gibt
also entsprechend der Schlammmenge und vom Gerätehersteller CEM erkannt und mit die Probe auf die Probenträger und startet den
deren TS- sowie oTS Gehalte. Auch die der Gerätekombination Feuchtebestimmer Trocknungsvorgang. Der Mikrowellentrockner
Schlammbeseitigung z. B. mittels Verbrennung Smart 6/Muffelofen Phönix wurde eine Lösung wiegt die Probe, trocknet und wiegt permanent
bedarf der Kontrolle des TS-Gehaltes. Die entwickelt. In wenigen Minuten werden die während der Trocknung zurück, um den End-
Schlammverbrennung ist eine kostenintensive Proben getrocknete und verascht. Mit diesen punkt schnellstens zu ermitteln, anschliessend
Angelegenheit. Die Anlagen werden unter An- schnellen Messwerten können die technischen wird das Ergebnis berechnet und über den
wendung einer ausgeklügelten Technik für eine Anlagen gesteuert werden und es kann sogar integrierten Bildschirm, über Schnittstellen
festgelegte Durchsatzleistung bezüglich TS bei der Anlieferung per LKW die Ware zeitnah sowie Drucker ausgegeben. Zusätzlich kann
und oTS Gehalten getrimmt. Somit gibt es viel- gemessen werden. ein Bar Code Reader am Smart 6 angeschlossen
fachen Steuerungsbedarf in Anhängigkeit des Im SMART 6 wird die Schlammprobe auf ein werden. Ein weiterer Vorteil ist die Vermei-
TS- und oTS Gehaltes der Klärschlammproben. saugfähiges Probenträgermaterial gegeben und dung von Unfällen. Der Probenträger mit der
Die Analysen sollten somit auch einfach und auf die im Mikrowellengerät eingebaute Waage getrockneten Schlammprobe ist am Trock-
schnell durchzuführen sein. gelegt (Abb. 1). Ein Temperatursensor regelt nungsende kalt, man kann sich also nicht die
die Erwärmung durch Mikrowellenstrahlung Finger verbrennen. Die Waage ist staubdicht
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LABORtechnik
gesichert im Smart 6 untergebracht und kann zehrung bis hin zur Anoxie in der Tiefenzone,
praktisch nicht beschädigt werden, ein grosser etc. Deshalb ist eine kontinuierliche Messung
Vorteil im rauen Klärwerksbetrieb. Das Smart des Phosphatgehaltes in der Umweltanalytik
6 kann praktisch an jedem Ort des Klärwerks unerlässlich.
aufgestellt werden und liefert die Ergebnisse Der Aufschluss geschieht in der Regel durch
so rasch, dass Schlammbehandlungsanlagen Erhitzen mit Peroxodisulfat. Das klassische
umgehend danach reguliert werden können. Verfahren bei Siedetemperatur ist sehr zeit-
aufwändig und arbeitsintensiv. Als schnelle
Bestimmung der Alternative hat CEM mit der Mars 6 Mik-
abfiltrierbaren Stoffe rowelle ein Verfahren ausgearbeitet, um die
Die Software im Smart 6 beinhaltet zudem Aufschlusszeiten zu verringern. Die Proben
die Bestimmung der gelösten/suspendierten werden in speziell kalibrierten Glas-Einsätzen
Feststoffe (Total Suspended Solids, TSS). in nur 30 min. im Mars 6 aufgeschlossen. Es
Dabei wird ein definiertes Volumen (z. B. 1 können 24 Proben gleichzeitig aufgeschlossen
l) der Wasserprobe filtriert und der Filter wird werden. Danach wird in den Glaseinsätzen bis
im Smart 6 innerhalb von 2 min. getrocknet. zur Füllmarke aufgefüllt (ein Überführen mit
Am Trocknungsende errechnet das Smart 6 möglichen Fehlern entfällt) und am Spektrome-
Die oTS-Bestimmung erfolgt im schnellsten
den TSS-Gehalt, indem der gemessene Fest- ter wird der Gesamt P Gehalt bestimmt.
Muffelofen der Welt, dem Phönix.
stoffgehalt mit dem eingesetzten Volumen in Bild: CEM GmbH Bestimmung von CSB und Schwermetallge-
Relation gesetzt wird. halten in der Mars 6 Mikrowelle
Analog zum Aufschluss für die Bestimmung
Die Alternative: Bestimmung Tiegel erfolgen und verschmutzt somit nicht von Gesamt Phosphat werden die Proben
des oTS-Gehaltes mit dem mehr den Abzug. im Mars 6 mit Chrom-Schwefelsäure auf-
Muffelofen Phönix Die komplette Veraschung einer Klärschlamm- geschlossen um den CSB Gehalt zu ermit-
Die oTS-Bestimmung erfolgt im schnellsten probe erfolgt im Phönix binnen 5 min. Danach teln. Für die spektrometrische Messung der
Muffelofen der Welt, dem Phönix (Abb. 2). wird der Tiegel mit dem Rückstand aus dem Schwermetallgehalte können normenkonforme
Herkömmliche Konventionelle Muffelöfen Phönix entnommen, kühlt innerhalb von nur Salpetersäure-Aufschlüsse vom Wasser und
(Abb. 3) benötigen viel Energie, die Veraschun- 20 s ab und kann dann auf der Waage zurück Königswasser-Aufschlüsse von Schlämmen
gen dauern viele Stunden und das Abkühlen gewogen werden. Rechnet man nun die Zeiten in Mars 6 durchgeführt werden.
der Tiegel im Exsikkator ist ebenfalls extrem zusammen, so wird deutlich, dass sogar mit Ein-
zeitaufwändig. wiegen und Berechnen des oTS-Gehaltes diese Fazit
Der Phönix Muffelofen hat gegenüber kon- Messung in weniger als 10 min. erledigt ist! Vergleichsmessungen der TS- und oTS-Gehalte
ventionellen Muffelöfen mit Heizwendeln haben ergeben, dass die Resultate des Smart 6
gravierende Vorteile: Durch die geringe Masse Bestimmung der Lipophilen und des Phönix mit denen der DEV Methoden
des Heizelements und die rasche Aufnahme der Stoffe (Fett und Öl) gut übereinstimmen. Auch die Bestimmung
eingestrahlten Energie erreicht der Ofenraum Der Mikrowellentrockner Smart 6 kann mit der abfiltrierbaren Stoffe und die lipophilen
schnell in wenigen Minuten die Solltemperatur. einem NMR Modul gekoppelt werden. Diese Stoffe sind binnen kürzester Zeit präzise durch-
Ebenso schnell lassen sich Temperaturschwan- Gerätekombination heisst Smart Trac II (s. geführt und entsprechen den Ergebnissen aus
kungen, z. B. beim Öffnen und Einbringen der Abb. 4) und vermag in nur 8 s den Gehalt an den Standardmethoden. Analog dazu können
Probe, wieder ausregeln. Der hohe Luftdurch- Fett, Öl und lipophilen Stoffen im Wasser oder schnell und sicher die Gehalte an Gesamt
satz ermöglicht durch die luftdurchlässige Schlamm zu messen. Neben dem Zeitvorteil ist Phosphat, CSB und Schwermetallen gemessen
Isolationskeramik ein schnelles Verbrennen die Handhabung gegenüber der klassischen Ex- werden. Die Geräte sind dabei so einfach zu
der Schlammprobe und sorgt für eine gute traktion extrem einfach und umweltschonend. bedienen, das auch angelerntes Personal prob-
Entlüftung des Systems. CEM-Spezialtiegel Eine fertige Messmethode ermöglicht den lemlos damit umgehen kann. Die notwendigen
bieten den Vorteil, dass sie innerhalb von sofortigen Einsatz im Routinebetrieb. Schlamm- und Abwasseranalysen sind schnell,
wenigen Sekunden nach der Entnahme aus sicher und leicht durchführbar.
dem Ofen abkühlt ohne dabei Feuchtigkeit Bestimmung von Gesamt
aufzunehmen. Somit wird ein Überführen in Phosphat (Gesamt P) in der
den Exsikkator hinfällig und beschleunigt das Mikrowelle Mars 6
Handling des Rückwiegens enorm. Ein Abluft- Phosphorverbindungen – vor allem ortho-
rohr wird direkt am Gerät angeschlossen, das Phosphat gelten in der Mehrzahl der stehenden
damit selbst, wie auch seine Umgebung frei von und fliessenden Gewässer als der limitierende
dreckigen Ablagerungen bleibt. Die Raumluft Nährstoff. Eine Konzentrationszunahme durch CEM GmbH
und somit auch der Anwender werden nicht erhöhten Eintrag (Abwasser, Bodenabschwem- Carl-Friedrich-Gauss-Str. 9
belastet (Arbeitsschutz) und die Installation mung etc.) bedeutet unmittelbar eine höhere D-47475 Kamp-Lintfort
braucht unter keinem Abzug zu erfolgen. Sogar Nährstoffbelastung = «Eutrophierung» des Tel. +49 28 42 – 96 44 0
die dreckige Vorveraschung wird im Phoenix Gewässers mit den bekannten Auswirkungen info@cem.de
durchgeführt und muss nicht mehr im offenen wie verstärktes Algenwachstum, Sauerstoff- www.cem.de
UMWELTTECHNIK SCHWEIZ 3/19 5
LABORtechnik
Dachverband der Schweizer TT-Zentren gegründet
Technologien vom Labor
in die Industrie bringen
Innovationen sind die Triebfeder Koordiniert wird der Verbund der Zentren
der Schweizer Wirtschaft. von einem Dachverband. Dieser entscheidet
in der Pilotphase 2019/20 über die Verteilung
Doch wie wird aus einer Idee der Mittel des ETH-Rats für den Aufbau erster
eine Innovation, also ein echter Zentren und erstellt für das Staatssekretariat
Markterfolg? Auch in der für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI)
Empfehlungen, welche Zentren der Bund in der
Schweiz bleiben zu viele Ideen Phase 2021 – 24 fördern soll. Die ersten Zent-
aus den Forschungslaboren ren sollen ihren Betrieb bereits in der zweiten
auf dem Weg in die Jahreshälfte 2019 aufnehmen.
Fortschrittliche Produktionstechnologien
industrielle Umsetzung auf sind ein Schlüssel, um die Schweiz als Am 4. Februar 2019 haben an der Empa in
der Strecke. Sie stecken im modernen Produktionsstandort zu erhalten. Dübendorf 22 Schweizer Forschungsinstitu-
Foto: zVg tionen und Industrieunternehmen den Verein
sogenannten «Valley of Death»
«AM-TTC Alliance», den Dachverband dieser
des Innovationsprozesses. geplanten Technologietransferzentren, ge-
Hier können Technologie- zentren an, den sogenannten «Advanced Manu- gründet. Zu den Gründungsmitgliedern zählen
Transferzentren helfen. facturing Technologie Transfer Centers» (kurz Institutionen des ETH-Bereichs, die Fachhoch-
AM-TTC). Die Initiative ist ein Teil des Aktions- schulen und andere Forschungseinrichtungen
plans «Digitalisierung» des Bundes und hat zum sowie Industrieunternehmen wie ABB, BASF,
Technologietransferzentren sind in der Lage, Ziel, die Schweiz langfristig als modernen und Bühler, Georg Fischer, Hilti, Oerlikon, Rolex,
Ideen aus der Forschung mit Anlagen zum qualitativ hochstehenden Produktionsstandort Richemont und Siemens.
Hochskalieren neuer Herstellungstechnologien zu erhalten. Mit den Technologietransferzentren
industrietauglich zu machen. Am 4.2. wurde an werden Orte geschaffen, wo gezeigt werden
der Empa in Dübendorf der Dachverband dieser kann, dass eine neue Technologie nicht nur
Technologietransferzentren gegründet. im Labormassstab funktioniert, sondern auch
in der industriellen Anwendung. Die geplan-
Schweizer Hochschulen und Forschungseinrich- ten Zentren sollen Pilotproduktionsanlagen
tungen belegen in internationalen Forschungs- aufbauen, betreiben und zugänglich machen,
rankings regelmässig Spitzenpositionen. Studien mit denen man ein neues Produkt nicht nur im
zeigen zudem, dass auch die Forschungsergeb- Labor mit aufwändiger Handarbeit herstellen
nisse und die hieraus resultierenden Patente kann, sondern auch mit einem kostengünstigen
weltweit spitze sind. Und dennoch finden nur industriellen Prozess.
wenige neue Technologien ihren Weg aus den
hiesigen Forschungslaboren in die industrielle Verbund mit Themenvielfalt
Anwendung. Hier klafft eine Lücke. Kaum je- und Spezialisierung Informationen:
mand beschäftigt sich damit, die in den Labors Ziel der Initiative ist ein Verbund von mehre-
entwickelten Technologien industrietauglich zu ren Zentren mit verschiedenen thematischen Dr. Pierangelo Gröning
machen, sie also so weiterzuentwickeln, dass Schwerpunkten. Zurzeit sind zwölf Zentren Leiter Departement «Advanced Materials and
beispielsweise grössere Mengen eines neuen angedacht und in Planung. Die Themen reichen Surfaces»
Produkts zuverlässig und kostengünstig herge- dabei vom 3D-Druck von Implantaten über die Direktionsmitglied
stellt werden können. Herstellung von innovativen Batteriezellen bis Tel.: 058 765 40 04
hin zum Einsatz von digitalen Fertigungstech- pierangelo.groening@empa.ch
Aufbau von nologien und Robotern auf Baustellen. Jedes
Technologietransferzentren der Zentren wird als sogenannte «Public-Private Dr. Lars Sommerhäuser
Hier setzt die Initiative zum Aufbau eines Partnership» aufgebaut und sowohl durch öf- Coating Competence Center
Verbunds von Schweizer Technologietransfer- fentliche Gelder als auch durch Unternehmen Tel. 058 765 47 87
der Privatwirtschaft finanziert und betrieben. lars.sommerhaeuser@empa.ch
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UMWELTTECHNIKSCHWEIZ
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LABORtechnik
Reinraum zum Mitnehmen
Höchste
Reinheitsanforderungen
Mit CAPE® haben sind gewährleistet
Forscherinnen und Forscher CAPE® genügt höchsten Reinheitsanfor-
derungen, unter anderem der ISO-Klasse 1.
des Fraunhofer-Instituts Das bedeutet, dass ein Kubikmeter Luft nicht
für Produktionstechnik mehr als zehn Partikel von 0,1 Mikrometer
und Automatisierung IPA Grösse enthalten darf. Dieser ultrareine Be-
reich ist etwa eine Milliarde mal sauberer als
ein mobiles, zeltähnliches die Umgebungsluft. Ein eigens entwickeltes
Reinraumsystem entwickelt, Strömungskonzept gewährleistet eine sterile
das sich in weniger als einer Fertigungsumgebung. »Unser Luftverteil-
system, das unter anderem auch eine Fil-
Stunde sowohl in Innenräumen teranlage umfasst, sorgt für eine homogene
als auch in wettergeschützten Strömungsverteilung, die Strömungsführung
CAPE© ist flexibel wie ein Zelt
Aussenbereichen aufbauen ist gerichtet. Damit heben wir uns von am
und ermöglicht eine hochreine
Markt verfügbaren Systemen ab. Da CAPE®
lässt. Fertigungsumgebung bis zur ISO-Klasse
1. © Fraunhofer IPA/Rainer Bez aus einer durchlässigen, ausgasungsfreien
und elektrostatisch ableitbaren Gewebehülle
besteht, kann die Luft gleichmässig radial von
Schon geringe Kontaminationen führen Zentimeter. Sie eignet sich beispielsweise für innen nach aussen durchgedrückt werden. In-
in vielen Branchen zu Qualitätseinbussen. Lötprozesse, wenn nur ein kleiner Schutzbe- dem man die relativen Luftdruckverhältnisse
Geraten Verunreinigungen und Keime auf reich abgeschottet werden soll. Eine Zeltva- ändert beziehungsweise das Druckgefälle
Automatisierungskompomenten, Werkzeuge, riante mit einem Gewicht von 60 Kilogramm umkehrt, kann man entweder den Zeltinnen-
Mikrochips, Raumsonden oder medizintech- hat die Masse 3 x 3 x 4 Meter raum oder auch den Bereich ausserhalb des
nische Bauteile, kann dies zu fehlerhaften CAPEs schützen«, führt Gommel aus. »Wie
Endgeräten führen. Um solche Defekte Rasanter Aufbau ohne in zahlreichen Tests nachgewiesen wurde,
zu vermeiden, lagern Unternehmen ihre Hilfsmittel treten keinerlei chemische Emissionen des
kontaminationssensitiven Fertigungs- und CAPE® besteht aus einem ausgasungsarmen, CAPEs auf.«
Montageschritte in Reinräume aus. Diese wasch- und sterilisierbaren Spezialgewebe, Die Anwendungsmöglichkeiten des Leicht-
sind jedoch teuer, nicht überall verfügbar das wie eine Käseglocke von der Decke gewichts sind vielfältig: Es eignet sich für
und schützen nicht vor Querkontaminationen. herabgelassen werden kann oder am Boden den Einsatz in der Chipfertigung, der Medi-
Oftmals müssen auch die Reinräume selbst aufgebaut wird. Die Konstruktion des Systems zintechnik, der Lebensmittelindustrie oder
keimfrei gehalten werden, etwa beim Aufbau besteht aus doppelrahmigen GFK-Segmenten. der Satellitenmontage, aber auch die Auto-
oder bei der Wartung von Automatisierungs- Die Steckverbindungen aus Aluminium mobilbranche profitiert von dem kompakten
komponenten. Mit CAPE® bekommen Her- werden werkzeugfrei arretiert. CAPE® »Reinraum on Demand« – beispielsweise in
steller nun eine mobile, kontaminationsfreie ist schnell aufgebaut. Dafür sind keinerlei der Batteriezellen- oder der Brennstoffzellen-
Fertigungsumgebung, die Luftreinheiten Hilfsmittel und Werkzeuge erforderlich – ein fertigung. »CAPE® kann selbst in Krisenge-
von der ISO-Klasse 1 bis 9 ermöglicht. Sie grosser Vorteil, Materialkosten und aufwän- bieten eingesetzt werden, etwa um eine reine
eignet sich sowohl, um Verunreinigungen dige Montagen entfallen. Für die 3 x 3 x 4 und sterile Umgebung bereitzustellen, wenn
während der Wartungsarbeiten in Reinräumen Meter grosse Variante sind nur 30 Minuten vor Ort kein Operationssaal vorhanden ist«,
möglichst auszuschliessen, schafft aber auch erforderlich. »Das 11 x 12 x 7 Meter grosse sagt der Wissenschaftler. Das Forscherteam
einen sterilen Raum unter dem zeltähnlichen System bauen wir in ein bis zwei Tagen auf. vom Fraunhofer IPA präsentiert ein voll
System. Unternehmen können das CAPE® in Um einen herkömmlichen Reinraum dieser funktionsfähiges, kleineres CAPE®-System
Industriehallen oder auch im Aussenbereich Grösse zu installieren, benötigt man ein bis vom 1. bis 5. April auf der Hannover Messe
aufstellen, sofern ein fester Untergrund und zwei Monate«, sagt Dr. Udo Gommel, Leiter am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle
ein Wetter- und Witterungsschutz vorhanden der Abteilung »Reinst- und Mikroproduktion« 17, Stand C83.
ist. Das Fraunhofer IPA projektiert diesen am Fraunhofer IPA. »Zudem sparen Unter-
»Reinraum on Demand«, massgeschneidert nehmen Betriebskosten, wenn der Reinraum
auf die kundenspezifischen Industriebedürf- nicht benötigt wird«, beschreibt Gommel Kontakt:
nisse, in unterschiedlichsten Ausführungen, einen weiteren Vorteil des mobilen Systems,
Formen und Grössen – wahlweise mit und das kompakt ist wie ein Zelt. Insbesondere Joerg-Dieter Walz
ohne Boden. Das CAPE® kann auch ohne Kunden, die nicht permanent eine reinheits- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und
bauliche Anpassungen in der industriellen technisch kontrollierte Umgebung benötigen, Automatisierung
Fertigung in kürzester Zeit in bestehende profitieren davon. Der Transport des Systems Nobelstr. 12
Produktionsbereiche integriert werden. Die erfolgt in einer stabilen Box aus Aluminium, D-70569 Stuttgart
kleinste Variante misst gerade einmal 30 x 30 die sich auch als Luftfracht verschicken lässt. Telefon +49 711 970-1667
UMWELTTECHNIK SCHWEIZ 3/19 7
labortechnik
Virtuelle Linse verbessert Röntgenmikroskopie
PSI-Forschende setzen hochmodernes
Mikroskopieverfahren erstmals mit
Röntgenlicht um
Röntgenstrahlen ermöglichen braucht es entsprechend eine grosse Linse. Doch
einzigartige Einblicke in das es ist äusserst schwierig, solch grosse Linsen
herzustellen, sagt Klaus Wakonig, Physiker am
Innere von Materialien, Gewebe PSI: Im sichtbaren Bereich gibt es Linsen, die
und Zellen. Forschende des sehr grosse Streuwinkel einfangen können. Im
Paul Scherrer Instituts PSI haben Röntgenbereich hingegen ist dies aufgrund der
schwachen Wechselwirkung mit dem Material
eine neue Methode entwickelt, der Linse komplizierter. Infolgedessen können
dank der die Röntgenbilder von meist nur sehr kleine Winkel eingefangen wer-
Materialien noch besser werden: den oder die Linsen sind sehr ineffizient.
Klaus Wakonig und Ana Diaz
Die neue, von Wakonig und seinen Kollegen
Die Auflösung ist höher und entwickelte Methode umgeht dieses Problem. Das
haben gemeinsam mit weiteren PSI-
Forschenden erstmalig das Prinzip
erlaubt präzisere Rückschlüsse Ergebnis ist so, als ob wir mit einer grossen Linse der Fourier-Ptychografie auf die
auf Materialeigenschaften. gemessen hätten, erklärt der Forscher. Das PSI- Röntgenmikroskopie übertragen.
Team verwendet eine kleine, aber effiziente Linse, Bild: Paul Scherrer Institut/Markus
Barbara Vonarburg wie sie üblicherweise in der Röntgenmikroskopie Fischer
eingesetzt wird, und verschiebt diese über einen
Mit Röntgenmikroskopen blicken Forschende Bereich, den eine ideale Linse abdecken würde. die Forschenden die genaue Position der Linse
am PSI in Computerchips, Katalysatoren, Somit entsteht virtuell eine grosse Linse. In der kennen und viele nah beieinander liegende Punkte
Knochenstückchen oder Hirngewebe. Die kurze Praxis gehen wir mit der Linse zu verschiedenen beleuchten, können sie rekonstruieren, wie das Licht
Wellenlänge des Röntgenlichts macht Details Punkten und nehmen dort jeweils ein Bild auf, gestreut wurde und wie die Probe ausgesehen hat.
sichtbar, die eine Million Mal kleiner als ein erklärt Wakonig. Dann verwenden wir Compu- Das Verfahren heisst Fourier-Ptychografie und wird
Sandkorn sind – also Strukturen im Nanometer- teralgorithmen, um alle Bilder zu verbinden und seit 2013 für die Mikroskopie im sichtbaren Bereich
bereich (millionstel Millimeter). Wie bei einem so eine hochaufgelöste Aufnahme zu erzeugen. verwendet. In ihren Experimenten am PSI konnten
normalen Mikroskop trifft das Licht auf die die Forschenden nun erstmals dieses Prinzip auf die
Probe und wird von ihr abgelenkt. Eine Linse Vom sichtbaren Licht zur Röntgenmikroskopie übertragen. Soweit wir wis-
sammelt dieses gestreute Licht und erzeugt ein Röntgenstrahlung sen, wurde bisher keine erfolgreiche Umsetzung der
vergrössertes Bild auf der Kamera. Allerdings Normalerweise vermeidet man, Linsen in Instru- Fourier-Ptychografie mit Röntgenlicht gemeldet,
streuen winzige Strukturen das Licht in sehr menten von der optischen Achse weg zu bewegen, schreiben die Forschenden in «Science Advances».
grossen Winkeln. Will man sie im Bild auflösen, da dies die Abbildung verfälschen kann. Doch da Die neue Methode liefert nicht nur eine bessere
8 UMWELTTECHNIK SCHWEIZ 1-2/19
3/19Auflösung, sondern auch zwei sich ergänzende Bildinformationen. Ei- nerseits wird wie bei einer Handy-Kamera gemessen, wie viel Licht vom abzubildenden Objekt absorbiert wird. Andererseits wird auch erfasst, wie das Licht abgelenkt wird. Die Fachleute sprechen von Absorptions- und Phasenkontrast. Unsere Methode liefert den Phasenkontrast, der sonst nur schwer zu erhalten ist, praktisch gratis mit, sagt Ana Diaz, Strahl- linienwissenschaftlerin am PSI: Dadurch ist die Qualität der Bilder viel besser. Der Phasenkontrast ermöglicht es sogar, Rückschlüsse auf die Materialeigenschaften der untersuchten Probe zu ziehen, was mit normaler Bildgebung in der Regel nicht gelingt. Besonders interessant für biologische Proben In ihren Experimenten war die untersuchte Probe der Forschenden ein De- tektorchip. In Zukunft könnte die neue Methode zum Beispiel aufzeigen, wie ein Katalysator bei hohen Temperaturen arbeitet, wenn man ein Gas hinzufügt, oder wann und wie ein Metall unter Druck bricht. Aber auch Gewebe und Zellverbände könnten damit besser untersucht werden. Davon erhoffen sich die Forschenden neue Erkenntnisse über die Entstehung von Krankheiten wie Alzheimer oder Hepatitis. Biologische Proben haben normalerweise keinen guten Absorptionskontrast. Hier sorgt der Phasenkontrast für eine wesentliche Steigerung der Bildqualität, erklärt Diaz die Vorzüge der neuen Methode. Zudem vermuten die Forschenden, dass die Fourier-Ptychografie schonender ist als bisherige Verfahren. Ein Vergleich mit der normalen Röntgenmikroskopie deutet darauf hin, dass die neue Methode eine geringere Strahlendosis erfordert, weil sie effizien- ter ist, sagt Wakonig. Dies könnte für Untersuchungen von biologischen Proben besonders interessant sein. Aufgebaut hat das Forscherteam seine Demonstrationsanlage an der Strahl- linie cSAXS der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS. Die Experimente sind zurzeit noch recht aufwendig und brauchen viel Zeit, sagt Diaz. Damit das neue Verfahren funktioniert, müssen die verwendeten Röntgenstrahlen sich in einer Art Gleichklang befinden, die Forschenden sagen: Sie müssen kohärent sein. Solche Experimente erfordern derzeit Grossforschungsan- lagen wie die SLS. Wakonig untersucht aber auch, ob sich das Verfahren mit weniger Kohärenz realisieren lässt. Könnte man Proben auf diese Weise mit einer üblichen Laborquelle für Röntgenstrahlung untersuchen, würden sich viele weitere Anwendungsbereiche erschliessen. Paul Scherrer Institut Forschungsstrasse 111 5232 Villigen PSI Schweiz Kontakt/Ansprechpartner Klaus Wakonig Forschungsgruppe für Kohärente Röntgenstreuung Labor für Makromoleküle und Bioimaging Telefon: 056 310 39 69, E-Mail: klaus.wakonig@psi.ch Dr. Ana Diaz Forschungsgruppe für Kohärente Röntgenstreuung Labor für Makromoleküle und Bioimaging Telefon: 056 310 56 26, E-Mail: ana.diaz@psi.ch Dr. Andreas Menzel Leiter der Forschungsgruppe für Kohärente Röntgenstreuung Labor für Makromoleküle und Bioimaging Telefon: 056 310 37 11, E-Mail: andreas.menzel@psi.ch
LUFT
FLIR stellt seine erste ungekühlte
Methangasdetektionskamera vor
Die FLIR GF77 bietet
eine kostengünstigere
Gasinspektionskamera-Option,
um mehr Fachleuten den
Zugang zur Technologie zu
ermöglichen.
FLIR Systems bringt mit der «FLIR GF77 Gas
Find IR», seine erste ungekühlte Wärmebildka-
mera zur Erkennung von Methan heraus. Diese
tragbare Kamera bietet Inspektionsprofis alle
Funktionen, die sie benötigen, um potenziell
gefährliche, unsichtbare Methanlecks in Erd-
gaskraftwerken, Anlagen zur Produktion erneu-
erbarer Energien, Industrieanlagen und anderen
Standorten entlang der Erdgaslieferkette zu
finden. Die GF77 bietet Methangasdetektions-
möglichkeiten zu etwa der Hälfte des Preises
von der bewährten gekühlten Wärmebildka- FLIR GF77 im Einsatz. Bild: zVg
meras für Gasinspektionen. Damit ermöglicht
sie der Öl- und Gasindustrie, Emissionen zu
reduzieren und eine sicherere Arbeitsumge-
bung zu gewährleisten. grafische Benutzeroberfläche den Fachleuten,
die Effizienz zu steigern, indem sie Jobord-
Preisgekröntes Design ner organisieren, Notizen aufnehmen und
Basierend auf dem preisgekrönten Design der GPS-Positionsanmerkungen auf der Kamera
Kameraplattform der FLIR-T-Serie zeichnet hinzufügen können. Über FLIR Systems
sich die leichtere GF77 durch ein ergono- FLIR Systems wurde 1978 gegründet und
misches Design, einen dynamischen LCD- Attraktiver Preis hat seinen Hauptsitz in Wilsonville, Oregon
Touchscreen und einen Bildsucher aus, der «Die optische Gasbildgebungstechnologie ist (USA). Das Unternehmen ist ein weltweit
die Verwendung bei allen Lichtverhältnissen ein echter Vorteil für Branchen, die Methan führender Hersteller von Sensorsystemen,
erleichtert. Die Kamera wurde speziell für die verwenden oder produzieren, aber die Kosten die die Wahrnehmung verbessern, das Be-
Erkennung von Methan entwickelt, um die der Technologie waren für einige Kunden ein wusstsein schärfen und dazu beitragen, Le-
Gasinspektion zu verbessern und die Gefahr Hindernis», so Jim Cannon, Präsident und CEO ben zu retten, die Produktivität zu steigern
von Fehlmessungen zu verringern. Die GF77 von FLIR Systems. «Die FLIR GF77 Gas Find und die Umwelt zu schützen. Die Vision von
bietet weiterhin den patentierten hochsensib- IR-Gaserkennungskamera basiert auf einem FLIR mit seinen fast 3.700 Mitarbeitern ist
len Modus (High Sensitivity Mode, HSM) ungekühlten, langwelligen Infrarotdetektor, es, als „sechster Sinn der Welt“ zu dienen,
von FLIR, der die Bewegung hervorhebt, um dessen Herstellung weniger kostet als unsere indem es Wärmebildkameras und angren-
winzige Gasfahnen für den Benutzer besser leistungsfähigeren, gekühlten Kameras. Des- zende Technologien nutzt, um innovative,
sichtbar zu machen. halb können wir sie unseren Kunden zu einem intelligente Lösungen für Sicherheit und
attraktiveren Preis anbieten. Indem wir der Überwachung, Umwelt- und Zustands-
Neueste technologische Branche Zugang zu dieser bahnbrechenden überwachung.
Funktionen Technologie verschaffen, können wir dazu
FLIR hat die GF77 mit den neuesten techno- beitragen, die Sicherheit von Fachkräften am
logischen Funktionen ausgestattet, wie dem Arbeitsplatz zu verbessern.» Die FLIR GF77 FLIR Systems GmbH
lasergestützten Autofokus, der den Inspek- kann ab sofort weltweit bei autorisierten Berner Strasse 81
toren hilft, Lecks besser zu erkennen oder FLIR-Händlern erworben werden. Weitere D-60437 Frankfurt
der Kontrastverbesserung auf Knopfdruck, Informationen finden Sie unter Tel.: +49 69/950090-0
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Landwirtschaft beeinträchtigt
Kleinwasserlebewesen mehr als Abwässer
Substanzen aus der
Landwirtschaft beeinflussen
das Leben in Flüssen und
Bächen. Geklärtes Abwasser
hingegen spielt bei der
Artenzusammensetzung von
Kleinlebewesen eine geringere
Rolle. Das zeigt eine neue
Studie eines interdisziplinären
Teams der Eawag.
Kommunale Kläranlagen und die Landwirt-
schaft gehören zu den Hauptquellen von
Verunreinigungen in Flüssen und Bächen und Die Landwirtschaft ist eine Hauptquelle von Bodenverunreinigungen. Bild: zVg
beeinträchtigen die aquatischen Lebensge-
meinschaften. Über die Kläranlagen gelangen
etwa Medikamentenrückstände, Nährstoffe,
Biozide, resistente Bakterien und Schwer-
metalle in die Gewässer. Die Landwirtschaft
ihrerseits ist vor allem verantwortlich für den Würmer lieben Abwasser unterstreichen die Notwendigkeit, die Pestizid-
Eintrag von Pflanzenschutzmitteln, Feinsedi- Die Resultate zeigen, dass die Landwirtschaft belastung durch die Landwirtschaft substantiell
menten und Nährstoffen. Allerdings war über den Einfluss von organischen Verunreinigun- zu reduzieren», betont Christian Stamm.
den relativen Einfluss beider Quellen bisher gen aus Kläranlagen übertönen. So veränderte
nur wenig bekannt. sich das Vorkommen von Insekten und anderen Begriffsklärung
Kleinlebewesen unterhalb von Abwasseraus- Der Begriff Pestizide ist eine Sammelbe-
Alle zwei Monate läufen nur schwach. Die Ausnahme bilden zeichnung für Pflanzenschutzmittel (PSM)
Wasserprobe wurmartige Organismen: Diese scheinen sich und Biozide. Während PSM vor allem in der
Deshalb gingen Christian Stamm und sein mit dem eingemischten gereinigten Abwasser Landwirtschaft angewendet werden, kommen
Team des Projekts EcoImpact dieser Wissens- wohl zu fühlen und kommen unterhalb von Biozide auch im häuslichen Gebrauch, etwa
lücke in einer neuen Studie, die kürzlich im Kläranlagen deutlich häufiger vor als oberhalb. als Desinfektionsmittel, Rattengift oder
Fachmagazin «Science of the Total Environ- Landwirtschaftliche Einträge dagegen beein- Holzschutzmittel, zum Einsatz.
ment» erschien, auf den Grund. flussen die gesamte Artenvielfalt merklich:
Zwischen 2013 und 2014 nahmen er und sein «Gerade empfindliche Arten waren in Gebieten Originalpublikation
Team an 23 Kläranlagen-Standorten jeweils mit intensivem Ackerbau rar», sagt Stamm. Burdon, F. J. et al. (2019): Agriculture versus
ober- und unterhalb der Abwassereinleitungen Dazu gehören beispielsweise verschiedene Ein- wastewater pollution as drivers of macroinver-
alle zwei Monate Wasserproben und bestimm- tags- oder Steinfliegen. Ausserdem fanden die tebrate community structure in streams. Science
ten die Wasserqualität und die vorkommenden Forschenden heraus, dass vor allem Pestizide of the Total Environment, 659, 1256-1265.
Substanzen. Jeweils im Frühling bestimmten die Übeltäter zu sein scheinen – erhöhte Nähr-
sie die oberhalb und unterhalb vorkommen- stoffeinträge widerspiegeln sich dagegen kaum
den Kleinlebewesen in den Bächen. in der Artenzusammensetzung. «Die Ergebnisse www.eawag.ch
www.bauflash.ch
Zeitschrift für die Baubranche
12
12 UMWELTTECHNIK
UMWELTTECHNIKSCHWEIZ
SCHWEIZ 3/19
1-2/19WASSER
Häufige Sedimentspülungen gefährden
Insektenvielfalt in alpinen Flüssen
Wasserlebewesen sind an
raue Umweltbedingungen
im Gebirge angepasst und
tolerieren ein gewisses Mass an
Störungen. Doch es kann auch
zu viel werden, wie ein Beispiel
aus der Westschweiz zeigt:
Das regelmässige Spülen von
Wasserfassungen führt zu einem
dramatischen Rückgang der
Insekten.
Staudämme, Wehre, Wasserfassungen – die
Flüsse in unserem Alpenraum sind aufgrund
der Wasserkraftnutzung weiträumig verbaut. Eine Wasserfassung in der Borgne d’Arolla. Bild: Chrystelle Gabbud
Das verändert die Abfluss- und Sedimentdy-
namik und damit auch das Vorkommen von
Tier- und Pflanzenarten. Um die ökologischen
Auswirkungen möglichst gering zu halten, ist
es wichtig, ausreichend Restwassermengen zu
garantieren sowie die natürliche Sediment- Mehr Sedimente, mehr
dynamik wiederherzustellen. Nun zeigt eine Spülungen
neue Studie der Eawag und der Universität Vor rund 25 Jahren sah die Lage noch anders Originalpublikation
Lausanne: Gerade im Falle von Wasserfassun- aus: Bereits damals untersuchte ein Team Gabbud, C. et al. (2019) Summer is in
gen bedarf es zusätzlich einer Regelung des von Forschenden Makroinvertebraten wie winter: disturbance-driven shifts in ma-
Sedimenteintrags, damit die Bachbewohner Insektenlarven oder Würmer in der Borgne croinvertebrate communities following
überleben können. d’Arolla. Obwohl die Wasserfassungen bereits hydroelectric power exploitation, Science
existierten, war deren ökologischer Einfluss of the Total Environment, 650, 2164-2180.
17-mal täglich noch relativ gering. Doch weil die Gletscher
Sedimentfallen gespült im Einzugsgebiet des Flusses abschmolzen,
Denn an einer Wasserfassung staut sich viel nahm der Eintrag an Kies und Sand und da-
Sand und Kies an. In stark vergletscherten durch auch die Anzahl täglicher Spülungen
Einzugsgebieten sogar so viel, dass die Fas- mehr und mehr zu. Bis zum heutigen Niveau,
sungen bis zu 17-mal am Tag gespült werden das kaum mehr Leben zulässt.
müssen, um die Sedimentfallen zu entleeren.
Und dies mit verheerenden Folgen: Während Restwassermengen an
des Sommers – die Zeit der häufigsten Spülun- Sedimentregime koppeln
gen – fanden die Forschenden praktisch kein «Kurzfristig könnte sich die Situation sogar
Leben in der Borgne d’Arolla, einem alpinen noch verschärfen», meint Robinson. Zumin-
Flusssystem im Wallis. Grund dafür sind die dest solange, bis von den Gletschern nichts
grossen Mengen an Grob- und Feinsediment, mehr übrig ist. «Damit unterhalb von Was-
das die Tiere unter sich begräbt. Erst wenn serfassungen Gewässerbewohner ganzjährig
die Störungen im Herbst aufhören, ändert sich überleben können, muss die Häufigkeit der
die Situation. «Erstaunlicherweise konnten Spülungen unbedingt zurückgehen», sagt
die Tiere den Fluss durch die Zuflüsse rasch Robinson. Entscheidend dabei sei, die Rest-
wiederbesiedeln», sagt der Eawag-Gewäs- wassermengen anzupassen und mit einem Se- Weitere Auskünfte
serökologe Christopher Robinson. Doch die dimentregime zu koppeln. Denn nur so könne
Gesellschaften bleiben relativ verarmt. Und es gelingen, die Sedimente in einer natürliche- Christopher Robinson
sobald die Spülungen wieder einsetzten, ver- ren Weise aus der Wasserfassung auszutragen christopher.robinson@eawag.ch
schwanden die Tiere genauso schnell, wie sie und im Bachbett zu verteilen - und damit ein Telefon: +41 58 765 5317
gekommen waren. funktionierendes Ökosystem zu ermöglichen. www.eawag.ch
UMWELTTECHNIK SCHWEIZ 3/19 13PUMPENTECHNIK
Umweltdeklaration und neue Funktionen
für die Grundfos Magna3
Die Magna3 von Grundfos
wird als branchenweit erste
Umwälzpumpe mit einer
Umweltproduktdeklaration
(EPD) nach der europäischen
Norm EN 15804 ausgeliefert.
Die Deklaration dokumentiert
in standardisierter Form
die Umweltverträglichkeit
von Produkten hinsichtlich
Energiebedarf, Schadstoff- und
Emissionswerten.
Die Magna3 hilft Planern, Bauherren,
Fachhandwerk und Grosshandel, bei Aus- Die neue Grundfos Magna3. Bild: zVg
schreibungen und Anfragen transparente,
vergleichbare Informationen zur Ökobi-
lanz von Produkten zu liefern. Die Dekla-
ration wird von unabhängigen Gutachtern
des Instituts Bauen und Umwelt heraus- schlägt nach Auswahl der Anwendung die STOP-Wert begrenzen, der einen noch
gegeben und von dritter Seite geprüft. Mit passenden Parameter für Regelungs- und präziseren Pumpenbetrieb ermöglicht.
der Deklaration für die Magna3 erwirbt Betriebsart, Sollwerte und bestimmte
erstmals ein Pumpenhersteller eine EPD Funktionen vor. Die vorgegebenen Einstel- Vielseitige
nach der europäischen Norm EN 15804. lungen lassen sich manuell anpassen und Einsatzmöglichkeiten
werden am Ende als Übersicht angezeigt. Die neuen Funktionen tragen zu vielseitigen
Energieeffiziente und Durch den geführten Dialog und die Vor- Einsatzmöglichkeiten und komfortabler
umweltfreundliche Produkte gabe typischer Parameter hilft die neue Handhabung der Magna3 bei. Die Baureihe
«In unserer Branche wird es immer Funktion, auch bei manueller Einstellung deckt eine grosse Bandbreite von Einsatzbe-
wichtiger, die Umweltverträglichkeit von der Pumpe Zeit zu sparen und Fehler zu reichen in Heiz-, Kühl- und Lüftungsanlagen
Produkten auf standardisierte Weise doku- vermeiden ab und ist mit 45 Typen und über 220 Model-
mentieren zu können», sagt Martin Palsa, len die am weitesten gefächerte Nassläufer-
D-A-CH Area Manager bei Grundfos. Neuerungen für spezielle Baureihe am Markt.
«Bei Wohnungsbauprojekten mit Niedri- Anwendungsfälle
genergiehäusern beispielsweise fordern Weitere Neuerungen betreffen vor allem
Architekten zunehmend eine EPD für die spezielle Anwendungsfälle. So lässt sich
Pumpen. Wir werden uns im nächsten die Magna3 jetzt auch mit konstantem
Schritt um Umweltproduktdeklarationen Volumenstrom betreiben. Das erweitert
für viele weitere Produkte bemühen. vor allem die Einsatzmöglichkeiten in
Das steht auch im Einklang mit unserem kältetechnischen Anlagen, für die die
Bestreben, energieeffiziente und umwelt- Pumpe mit Medientemperaturen bis minus
freundliche Produkte zu entwickeln und 10 Grad Celsius bestens geeignet ist. Für
dies auch transparent zu kommunizieren.» Anwendungen, in denen die Pumpe extern
über die Gebäudeleittechnik oder eine
Neue Funktionen Steuerung bzw. Regelung betrieben wird, GRUNDFOS Pumpen AG
Neu sind bei der Magna3 auch eine Reihe steht eine neue externe Sollwertfunktion Bruggacher Str. 10, CH - 8117 Fällanden
zusätzlicher Funktionen. Ergänzend zum zur Verfügung. Damit lässt sich der Ein- Tel. +41 44 806 8111
Inbetriebnahmeassistenten gibt es jetzt ei- fluss des externen Signals auf den Sollwert info_ch@grundfos.com
nen neuen Anwendungsassistenten. Dieser der Pumpe durch einen MIN- oder einen www.grundfos.ch
14 UMWELTTECHNIK SCHWEIZ 1-2/19
3/19PUMPENTECHNIK
Verder präsentiert umfangreiches
Hygienepumpen-Programm
Verder-Drehkolbenpumpen gibt es auch speziell für Wein, Käsebruch oder die
Tankwagen-Entleerung. Bild: zVg
Mit dem Kauf des renommierten bekannte Rotorformen wie Heli-Lobe aus eignet und auch Feststoffe können besonders
Pumpenherstellers JEC Kunststoff und Edelstahl oder Multilobe- schonend gefördert werden.
Rotoren verfügbar. Diese umfangreiche Das umfassende Drehkolbenpumpen-Pro-
präsentiert Verder jetzt Auswahl ist einzigartig auf dem Markt und gramm wird durch Kreiselpumpen, Kreis-
ein neues, umfangreiches garantiert eine perfekte Anpassung an den kolbenpumpen, Schraubenspindelpumpen,
Hygienepumpen-Programm. Produktionsprozess. Druckluftmembranpumpen sowie Schlauch-
pumpen für hygienische Anwendungen
Zusätzlich zu den klassischen Vielzahl an Optionen ergänzt. Damit bietet Verder ein komplettes
Drehkolbenpumpen sind ergänzen das Portfolio Pumpen-Portfolio für Lebensmittel- und
auch spezielle Ausführungen Alle medienberührten Oberflächen besitzen Pharmaproduktion.
eine Oberflächengüte Ra < 0,6 µm oder bes-
wie z. B. hochreine Pumpen, ser und bestehen aus Edelstahl 316 L. Das Weitere Informationen finden Sie auf www.
Hochdruckpumpen und auch einzigartige Dichtungskonzept ermöglicht verderliquids.com oder auf der POWTECH
dosierfähige Drehkolbenpumpen eine raschere Instandhaltung, einfachere vor Ort (Halle 3, Stand 528).
Reinigung und geringere Ausfallzeiten. Die
lieferbar. Darüber hinaus Dichtungen werden von vorne gewechselt.
ergänzen spezielle Pumpen Ein optimales CIP-Ergebnis wird durch
für Wein, Käsebruch und die die O-Ring Position sichergestellt, welche
den Totraum zwischen Gehäusedeckel und
Tankwagen-Entleerung das Pumpengehäuse minimiert. Eine Vielzahl an
Programm. Optionen wie Heizmäntel, Überströmventile
oder auch rechteckige Pumpen-Eingänge Weitere Auskünfte
Alle Pumpen sind umfassend zertifiziert ergänzen das breite Produktportfolio der
(EHEDG, EN1935/2004, FDA, 3A) und Drehkolbenpumpen. Verder Deutschland GmbH & Co. KG
können mit einer Vielzahl unterschiedlicher Drehkolbenpumpen bieten eine schonende Retsch-Allee 1-5
Rotoren ausgestattet werden. Neben den Förderung von niedrig- bis hochviskosen D-42781 Haan
herkömmlichen Bi-Wing, Single-Wing, Tri- Flüssigkeiten mit bis zu 1.000.000 mPas. Sie Tel. +49 (0)2104 / 2333-255
Lobe und Bi-Lobe-Rotoren sind auch weniger sind für dick- und dünnflüssige Medien ge- www.verder.de
UMWELTTECHNIK SCHWEIZ 3/19 15Sie können auch lesen
