Science
28.07.2014

Sensoren als Waffe gegen Umweltverschmutzung

Durch die Erfassung und Auswertung von Daten verschiedener Messsensoren kann ein Bild der Umweltsituation erstellt werden. Am AIT werden entsprechende Systeme entwickelt.

Maßnahmen zur Eindämmung von Umweltverschmutzung und Klimaveränderung gehören in vielen Ländern bereits zum Alltag. Damit die getroffenen Vorkehrungen effektiv sind, muss auch das zugrundeliegende Datenmaterial möglichst genau sein. Am AIT (Austrian Institute of Technology) wird an Systemen gearbeitet, mit denen entsprechende Informationen gesammelt und deren Bedeutung analysiert werden können. “Durch Netzwerke aus Sensoren, die teilweise schon in Anlagen der Industrie oder der Verwaltung vorhanden sind, können wir uns ein Bild von der Umweltsituation auf Basis gesicherter Daten machen. Das erlaubt belastbare Schlussfolgerungen und bessere Maßnahmen”, erklärt Hubert Hahn vom AIT gegenüber der futurezone. Die erfassten Schadstoffe beschränken sich dabei nicht nur auf die bekannten Luftschadstoffe wie Stickoxide, Treibhausgase oder Feinstaub, sondern umfassen eine Vielzahl von anderen, noch weniger bekannten Schadsubstanzen in Luft und Wasser wie etwa Ruß, Lösungsmittel und andere Chemikalien.

“Das Besondere an unserem System ist, dass wir unterschiedlichste Daten zueinander in Beziehung setzen und auswerten können. So können wir etwa an Straßenzügen gleichzeitig die Anzahl der vorbeirollenden Fahrzeuge, deren Beschleunigungszustand und die dabei ausgestoßenen Luftschadstoffe erfassen und damit den zeitlichen Zusammenhang von Fahrbedingungen und Luftverschmutzung erkennen ”, sagt Hahn. Wir arbeiten heute bereits an Forschungsprojekten auch Informationen und Messdaten, die über Handys geliefert werden könnten, in die Modelle miteinzubeziehen. “Diese Daten wären zwar nicht annähernd so genau wie die spezialisierten Messstationen, die heute zum Einsatz kommen, durch die große Zahl der Mobiltelefone könnten wir aber trotzdem statistisch brauchbare Daten ermitteln.

Belastungen simulieren

Durch die entstehenden Modelle können die Konsequenzen von konkreten Projekten, etwa Betriebserweiterungen oder -verlegungen, vorab simuliert werden. Neue Belastungen sind ebenfalls kalkulierbar. So können konkrete Maßnahmen gesetzt werden. In Wien etwa haben solche Modelle geholfen, geeignete Wege zu finden, um die Feinstaubbelastung einzudämmen. Ähnliche Systeme sollen auch in asiatischen Ländern helfen, die Luftverschmutzung in Zaum zu halten. “Dort ist die Belastung teilweise mehr als fünzig Mal höher als bei uns”, erklärt der Fachmann.

Das AIT liefert bei Projekten im Ausland Know How und modernste Softwaretechnologien, mit denen solche Modelle erstellt werden können. “In Fernost erfassen wir prinzipiell Immissionsdaten, das heißt die lokale Belastung für Umwelt- und Lebewesen. Durch unsere speziellen Umwelttechnologien kann die österreichische Industrie ganze Systeme liefern”, sagt Hahn. Solche internationalen Systeme gehören zum openUWEDAT-Projekt. Hier können Daten zu Luft- und Wasserqualität, Lärmbelastung und Radioaktivität erfasst werden. So entsteht ein gesamtheitliches Bild der Situation über akute Umweltbelastungen

Staubbelastung durch Feuerwerk

Die Systeme des AIT sind Expertenanwendungen, die vor allem für öffentliche Institutionen interessant sind. Behörden aus dem In- und Ausland zahlen für die Errichtung, den Betrieb und die Wartung der Technik. “Die Kunst besteht darin, heterogene Daten, die in unterschiedlichster Form vorliegen, vergleichbar zu machen”, erklärt der AIT-Forscher.

In Österreich wird zum Beispiel die Staubbelastung erhoben. Zu Silvester kann hier jedes Jahr eine Vervielfachung der Belastung festgestellt werden. Aber auch der CO2-Ausstoß im Land wird erfasst. “Bei unserem emikat-System erfassen wir den Ausstoß von Luftschadstoffen mit hoher räumlichen Auflösung, dabei werden Daten aus Statistiken, Erhebungen und Simulationsmodellen verknüpft. Hier hat das AIT ein Datenmanagement-System geschaffen, mit dem sich Emissions- und Energiedaten verwalten lassen. “Damit können wir sehr große Mengen an Emissionsdaten, Schadstoffbelastung und Energieverbrauch sammeln und zu einem detaillierten Modell zusammenfügen”, sagt Hahn. Das System ist zudem flexibel und kann auch mit Daten wie der Bevölkerungsdichte angereichert werden. So kann die Software auch für Krisen- und Katastrophenmanagement genutzt werden. Auf Knopfdruck weiß man, wie stark die Belastung in einem bestimmten Gebiet ist. Derzeit ist EMIKAT in Österreich erfolgreich im Einsatz.

Dieser Artikel ist im Rahmen einer Kooperation zwischen futurezone und AIT entstanden.