Fluoreszenzspektroskopie für nachhaltigere Aquakulturen
Der Aquakultursektor leistet einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltigere weltweite Nahrungsmittelproduktion. 2012 konnten so bereits mehr als 50 % des weltweiten Fischbedarfs gedeckt werden. Aquakulturen in Küstengewässern erzeugen jedoch große Mengen organischer Abfälle, da die Fischdichte in diesen Systemen meist sehr hoch ist. Umlaufende Aquakultursysteme (recirculating aquaculture systems, RAS) sind geschlossene Kreisläufe, in denen die Fische außerhalb der natürlichen Meeresumgebung aufgezogen und gefangen werden. Diese Systeme zeichnen sich gegenüber der Befischung von Wildbeständen vor allem durch bessere Lebensmittelsicherheit, Rückverfolgbarkeit, Nachhaltigkeit und geringere Umweltbelastung aus. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts FAMORAS (Fluorescence analysis and monitoring of recirculating aquaculture systems) war nun die Optimierung von RAS mittels Fluoreszenzspektroskopie, um die Produktivität europäischer Fischzuchtbetriebe zu steigern. Mittels Probenahme in RAS sollten für den normalen Betrieb typische Fluoreszenzsignaturen erstellt werden. Die Forscher entnahmen und analysierten Proben von RAS-Wasser über längere Zeiträume, um Variabilität und längerfristige Veränderungen der Wasserqualität zu erfassen. Mittels Fluoreszenzdaten und statistischen Tests wurden geringfügige Veränderungen der RAS-Wasserqualität ermittelt. Anschließend wurde ein Online-Echtzeit-Fluoreszenzsensor für die Überwachung der RAS-Wasserqualität entwickelt, konstruiert und getestet. Dabei stellten sich Unterschiede bei der organischen Zusammensetzung heraus, die offenbar auf Veränderungen von Fütterungsstrategien zurückgingen. Diese kleinen Veränderungen sind von enormer Bedeutung für die Kontrolle der Wasserqualität in RAS und mögliche Verbesserungsmaßnahmen. Den Ergebnissen von FAMORAS zufolge kommt es zu diesen Veränderungen der organischen Substanz während der Start- und Aufbauphase eines Süßwasser-RAS. Die Forscher fanden heraus, wie für jede organische Substanz im biologischen Behandlungssystem ein Gleichgewicht erreicht werden kann, und wie sich diese Komponente danach verhält. Die Projektergebnisse bestätigen Fluoreszenzspektroskopie als geeignete Methode zur Überwachung organischer Substanzen in RAS. Für den europäischen Aquakultursektor ergeben sich damit verschiedene Vorteile. So könnte die Weiterentwicklung eines Online-Sensors das Management und den Betrieb von Aquakulturanlagen vereinfachen.
Schlüsselbegriffe
Fluoreszenzspektroskopie, Wasserqualität, Fischzucht, Kreislaufsysteme, FAMORAS
