Flüsse und Gewässer sind die Lebensadern unseres Planeten. Dort, wo sie nicht durch steinige Schluchten tosen, stehen entlang ihrer Ufer dicht gedrängt Pflanzen und Bäume. Von ihren Wasserständen sind ganze Regionen, von ihrer Gesundheit ganze Ökosysteme abhängig. Doch sämtliche Gewässer sind mit Problemen konfrontiert. Dazu gehören die Verschmutzung durch industrielle und landwirtschaftliche Abwässer, der Verlust der biologischen Vielfalt und die Auswirkungen extremer Wetterereignisse als Folge des Klimawandels.
Angesichts der zunehmenden Bedrohungen für unsere Flüsse sah die begeisterte Kajak-Fahrerin und Ingenieurin Jessica Droujko die dringende Notwendigkeit für eine umfassende Lösung und stieß dabei auf eine Lücke: Um mehr über ihren Zustand zu erfahren und wirkungsvolle Schutzmaßnahmen in die Wege leiten zu können, sind möglichst genaue Daten wesentlich. Doch diese sind nicht überall verfügbar. Daher hat Droujko das Startup Riverkin gegründet und einen speziellen Sensor entwickelt. Im Interview spricht sie über ihre Liebe zu Flüssen und wie der von ihr entwickelte Sensor dabei helfen soll, unsere Gewässer besser zu schützen.
Jessica, woher kommt deine Begeisterung für Flüsse?
Als Wildwasser-Kajakfahrerin liebe ich Flüsse über alles. Mein ganzes Leben dreht sich um sie. Jedes Wochenende treffe ich mich mit meinen Freund:innen und wir gehen in der Schweiz, in Österreich, Italien oder Frankreich Kajak fahren. Ich plane alle meine Urlaube nach dem Wasserstand. Nach einem starken Regenfall sehen die meisten Menschen „schmutziges“ Wasser. Ich sehe „schokoladenbraunes“ Wasser und schaue dann sofort auf meine Wasserstand-App.
Viele Menschen mögen den Frühling wegen des Regens nicht. Für uns Kajakfahrer.innen ist es die schönste Jahreszeit, weil wir dann unsere Skier gegen ein Paddel eintauschen. Ich habe Maschinenbau studiert, aber ich hatte immer das Gefühl, dass ich meine technischen Fähigkeiten mit meiner Liebe zu Flüssen und den Menschen, die dort leben, verbinden wollte.
Und aus dieser Liebe zu Flüssen ist Riverkin entstanden?
Ja, Riverkin wurde aus einer tief verwurzelten Leidenschaft für den Erhalt und die Verbesserung von Flüssen und Süßwasserökosystemen gegründet.
Von mehreren Freund:innen, die Kajak fahren und in NGOs tätig sind, habe ich erfahren, dass es eine erhebliche Lücke bei den verfügbaren Echtzeitdaten zur Gesundheit der Flüsse gibt. Kritische Daten zur Wasserqualität, zu Durchflussmengen und zum Sedimenttransport sind spärlich oder veraltet. Die meisten Unternehmen verwenden große globale Datensätze und versuchen, sie zu verkleinern. Dies behindert effektive Management- und Naturschutzbemühungen.
Um diese Lücken zu schließen, habe ich während meiner Promotion an der ETH Zürich einen Sensor für die Messung der Wasserqualität entwickelt.
Was kann der von dir entwickelte Sensor messen?
Unsere Sensoren messen die Wassertemperatur, die Trübung (Schwebstoffe) und den Wasserstand. Diese Messungen liefern ein umfassendes Bild der physikalischen Eigenschaften des Wassers. Diese sind für das Verständnis der Dynamik von Süßwassersystemen unerlässlich.
Die von unseren Sensoren erfassten Daten werden in Echtzeit an eine zentrale Datenbank übertragen. Nach dem Empfang der Daten werden diese auf ihre Qualität geprüft. Bei dieser Verarbeitung werden Störgeräusche herausgefiltert, die Daten kalibriert, um ihre Genauigkeit zu gewährleisten, und sie werden mit anderen Umweltdatensätzen wie Wetterdaten und Informationen zur Landnutzung verknüpft.
Die Trübung zeigt die Flussgesundheit an
Wenn das Wasser viele Feinsedimente mitführt, werden Flüsse trüb. Die Feinsedimente werden durch starke Niederschläge, Bergbau oder die Landwirtschaft in das Wasser gespült. Feinsedimente in Flüssen haben aber auch eine wichtige Funktion bei der Regulierung des Gleichgewichts von Nährstoffen wie Phosphor, Stickstoff und Kieselsäure. Die Menge und Zusammensetzung der Sedimente eines Flusses erzählt daher viel über die Gesundheit von Flüssen.
Gibt es schon ähnliche Sensoren?
Es gibt bereits Sensoren, die Parameter wie Temperatur, Wasserstand und Trübung messen. Uns unterscheidet jedoch von anderen, dass wir erstens die Konzentration von Schwebstoffen messen. Diese wird normalerweise anhand einer Kalibrierungsgleichung, die manuelle Arbeit erfordert, aus der Trübung abgeleitet. Indem wir diesen Parameter direkt bereitstellen, entfällt die Notwendigkeit, manuelle Kalibrierungsgleichungen zu erstellen, und die Hürde für die Nutzung unserer Daten wird gesenkt.
Zweitens ist unser Sensor Teil eines umfassenderen Water Data Ecosystem (WDE), das die Daten aller unserer Sensoren umfasst. Ein einzelner Sensor kann nur Daten mit hoher zeitlicher Auflösung liefern, aber unser WDE erfasst sowohl Daten mit hoher zeitlicher als auch räumlicher Auflösung. Damit können Nutzer:innen das Wasserrisiko am Ort und zum Zeitpunkt überwachen, an dem es tatsächlich benötigt wird. Das WDE umfasst eine fortschrittliche Datenverarbeitung und vorausschauende Analysen, sodass Benutzer:innen nicht nur die aktuellen Bedingungen überwachen, sondern auch zukünftige Veränderungen und Risiken vorhersagen können.
Außerdem konzentrieren wir uns auf die Erfassung von Daten in schwierigen, abgelegenen und dynamischen Regionen, in denen es derzeit keine Daten gibt.
Warum gibt es noch so viele Datenlücken? Und wie kann Riverkin diese schließen?
Viele Messstationen sind komplex und kostspielig und erfordern manuelle Probenahmen, um die von den Sensoren erfassten Daten zu ergänzen. Daher befinden sich die meisten hydrologischen Stationen an Flussabschnitten, die leicht zugänglich sind. Hier ist die Gefahr gering, dass die Stationen beispielsweise durch große Überschwemmungen zerstört werden. Das bedeutet aber auch, dass uns an den Oberläufen riesige Mengen an Wasserdaten fehlen.
Wir entwerfen unsere Systeme unter Berücksichtigung all dieser Aspekte. Indem wir die Komplexität minimieren, gewährleisten wir eine einfache Bereitstellung . So stellen wir beispielsweise sicher, dass unsere Geräte mit einer einzigen Batterie ein Jahr lang halten, dass sie extrem robust sind und dass der gesamte Installationsprozess mit minimalem technischem Fachwissen abgeschlossen werden kann, sodass sie für Forscher:innen, Naturschützer:innen und lokale Gemeinden zugänglich sind.
Warum sind weitere Daten zu unseren Flüssen und Gewässern so wichtig?
Diese Daten spielen eine entscheidende Rolle im Umweltschutz, denn mit ihnen können wir potenzielle Verschmutzungsquellen identifizieren und deren Auswirkungen auf Ökosysteme verfolgen, sodass rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergriffen werden können. Im Bereich der öffentlichen Gesundheit stellt die Überwachung der Wasserqualität sicher, dass Trinkwasserquellen sicher bleiben und durch Verunreinigungen wie Schwermetallen Krankheiten übertragen werden. Die Einhaltung von Vorschriften wird durch genaue Daten unterstützt, die Regierungen bei der Durchsetzung von Umweltgesetzen und -standards helfen und sicherstellen, dass Industrie, Landwirtschaft und Kommunen die Vorschriften zur Wasserqualität einhalten.
Diese Art von Daten ist auch für die effektive Bewirtschaftung der Wasserressourcen wichtig, da sie Aufschluss über die aktuelle Wasserqualität geben und zukünftige Trends vorhersagen. Dies trägt dazu bei, bessere Entscheidungen über die Wasserverteilung und die Strategien zur Erhaltung der Wasserressourcen zu treffen.
Darüber hinaus ermöglicht die Echtzeitüberwachung eine frühzeitige Warnung vor den Auswirkungen von Naturkatastrophen wie starker Sedimentation. Dadurch kann schneller und effektiver reagiert werden. Die Daten unterstützen auch die wissenschaftliche Forschung, indem sie umfassende Einblicke in die ökologische Dynamik und Trends bieten und die Entwicklung neuer Lösungen für Herausforderungen im Bereich der Wasserbewirtschaftung fördern. Schließlich bringen die Daten auch ökonomische Vorteile, indem sie wasserabhängige Branchen wie Landwirtschaft, Wasserkraft und Fischerei optimieren, nachhaltige wirtschaftliche Aktivitäten unterstützen und die mit Wasserproblemen verbundenen Kosten senken können.
Was passiert mit den von eurem Sensor gesammelten Daten? Für wen sollen sie zugänglich sein?
Die von uns gesammelten Daten werden in einer zentralen Datenbank gespeichert. Unsere Kund:innen erhalten hier dann Echtzeit-Einblicke, historische Trends und vorausschauende Analysen, die sie bei ihren Entscheidungen im Bereich Wassermanagement unterstützen. Dazu gehören Gemeinden, Umweltbehörden und Branchen, die auf genaue und zeitnahe Informationen angewiesen sind, um Wasserressourcen effektiv zu verwalten.
Unser Hauptziel ist es, diese Daten so zugänglich und nützlich wie möglich zu machen und dabei die Bedürfnisse unserer Kund:innen und der breiteren Öffentlichkeit in Einklang zu bringen. Aus diesem Grund sind die Flussdaten nicht ausschließlich für eine:n Kund:in reserviert, sondern können gleichzeitig vielen Kund:innen zur Verfügung stehen. In Zukunft möchten wir die Daten für Forscher:innen und akademische Einrichtungen kostenlos bereitstellen.
Außerdem prüfen wir derzeit auch die Möglichkeit einer Gewinnbeteiligung für Bürgerwissenschaftler:innen. Bei diesem Modell können Bürger:innen einen Sensor in ihrem Fluss im Hinterhof installieren und bekommen entweder Zugang zum Datenpool oder können ihre gesammelten Daten mit uns teilen. Wenn wir ihre Daten an eine:n Kund:in verkaufen, erhalten sie einen Teil des Umsatzes.
Was sind eure Pläne für die Zukunft?
Wir bei Riverkin sind alle sehr ehrgeizig – und vielleicht auch ein bisschen verrückt. Daher haben wir auch ziemlich ehrgeizige Pläne. Unser Hauptaugenmerk liegt derzeit auf der Ausweitung unserer Sensoren. Wir wollen um ein robustes Netzwerk von Datenerfassungspunkten in einigen wichtigen Flussgebieten in Europa – wie zum Beispiel entlang der Donau – aufbauen. Parallel dazu möchten wir unsere Partnerschaften mit Kommunen, Unternehmen und Umweltorganisationen ausbauen, um fundierte Entscheidungen zu unterstützen und gemeinsame Anstrengungen zum Schutz und Erhalt unserer lebenswichtigen Wasserressourcen zu fördern.
Obwohl große Flüsse wie die Donau für viele Interessengruppen in verschiedenen Ländern wichtig sind, wollen wir sicherstellen, dass wir die kleinen Flüsse nicht vergessen. Vor allem, weil diese Flüsse nicht mit alternativen Methoden wie Satellitenbildern analysiert werden können. Aus diesem Grund ist es unsere langfristige Vision, in jedem einzelnen Fluss auf der Erde mindestens einen Sensor zu installieren.
