ZMT - Leibniz Zentrum für Marine Tropenforschung

Unterstützt vom ZMT: Junger Forscher aus Bremerhaven gewinnt beim Regionalwettbewerb und erzielt eine Platzierung im Landeswettbewerb von „Jugend forscht“

Beachtlicher Erfolg für den wissenschaftlichen Nachwuchs: Beim diesjährigen Regional- und Landeswettbewerb von „Jugend forscht“ konnte Vitalii Serbin vom Schulzentrum Carl von Ossietzky mit seinem Forschungsprojekt überzeugen. Die Entwicklung seines Feldfluorometers wurde in der Kategorie Technik prämiert. Zusätzlich erhielt er den Sonderpreis Umwelttechnik und den Sonderpreis Qualitätssicherung durch zerstörungsfreie Prüfung.

Sein Betreuer Dipl.-Ing. Matthias Birkicht vom Leibniz-Zentrum für Marine Tropenfoschung (ZMT) erhielt den Sonderpreis für besonders engagierte Projekt- betreuende von Jugend forscht und reist drei Tage nach Dortmund, um sich mit Fachkollegen über das Thema MINT auszutauschen.

Im Rahmen seines ausgezeichneten Projekts entwickelte der 19-jährige Vitalii ein kostengünstiges, modulares Messgerät, mit dem er unter anderem das Umweltgift Naphthalin und dessen Derivate im ppb-Bereich (parts per billion) quantitativ und selektiv zu bestimmen vermag. Das ist schon ohne Anreicherungsverfahren ca. 100-mal sensitiver als käufliche Schnelltests und liegt unterhalb der Sichtbarkeits- und Geruchsschwelle.

Das transportable, netzunabhängige Gerät misst innerhalb der von der OGewV (Oberflächengewässerverordnung, Mai 2020 Anhang 8) festgelegten Grenzwerte und dient somit als kostengünstiges Screeninginstrument (< 200 EUR) für Umweltmonitoring. Ab 2027 gewinnt diese Methode in der EU stark an Relevanz (OSPAR), wobei in Deutschland die Einleitung von Scrubber-Waschwässern in Binnengewässer und in den daran gelegenen Häfen schon jetzt verboten ist.

Naphthalin zählt zu den PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe). In Schweröl bilden Naphthalin und seine Abkömmlinge mit 95% den Hauptteil der PAK. Ebenso bilden sie den Hauptanteil der PAK in Waschwässern von offenen Abgasreinigungsanlagen (Scrubbern) der mehr als 5000 Schiffe (ein Drittel der Welthandelsflotte), die mit Schweröl und offenen Scrubbern weltweit betrieben werden. Geschlossene Systeme machen weniger als 1% der Abgasreinigungssysteme aus. Die durch den Einsatz der Scrubbertechnologie entstandenen Abwässer werden während des Schiffsbetriebes ins Wasser eingeleitet. Ein fahrlässiger Umgang mit Gefahrstoffen und Störfälle führen dazu, dass die Ökosysteme durch PAK und andere Umweltgifte stark belastet werden.

Ab dem 1. Juli 2027 tritt im Rahmen des OSPAR-Übereinkommens ein weitreichendes Verbot für die Einleitung von Waschwasser aus offenen Abgasreinigungsanlagen (Open-Loop-Scrubber) in Binnen- und Hafenwässer des Nordostatlantiks in Kraft. Dieses Verbot zielt darauf ab, die Umwelt vor saurem, schadstoffhaltigem Waschwasser (Öl, PAK, Trübstoffe, Nitrat, Schwermetalle und pH) zu schützen. Das Abwasser darf jedoch weiterhin außerhalb der Verbotszonen in die Meere eingeleitet werden, weil es politisch schwer durchsetzbar ist, die Verbote auch für das offene Meer geltend zu machen. Das Fact-Sheet des Umweltbundesamtes von 2025 erklärt diesen Sachverhalt sehr genau.

„Ich habe dieses Thema gewählt, weil es mir besonders wichtig ist, die großen Probleme der Ölverschmutzung durch die Industrie und menschlichem Fehlverhalten zu untersuchen“, beschreibt Vitalii Serbin seine Motivation. „Dabei habe ich mich gefragt, ob es möglich ist, mit einem kostengünstigen Messgerät Öl- und Waschwasserverschmutzungen mit einer zeit- und kostensparenden Methode zu überwachen. Das ist besonders effizient, weil ein schnelles Screening hohen Kosten- und Personalaufwand einspart und man erst bei positivem Befund auf die zertifizierte Labormethode zurückgreifen muß, um gerichtsfeste Daten zu erlangen.“

Ursprünglich wollte Vitalii Serbin einen autonomen Messroboter bauen, der die Ölbestandteile von Meeressediment in situ analysiert. „Ich habe anfänglich gehofft, dass es umsetzbar sein wird, ein Druckgehäuse für die nötige Elektronik, einen Greifer, einen Antrieb, eine Steuerung, einen Sender und ein Analysemodul zu entwickeln“, so der Schüler. „Letztlich habe ich mich aus Kosten- und Zeitgründen auf die Entwicklung und Überprüfung des Analysemoduls beschränkt.“

Das Feldfluorometer entstand in Zusammenarbeit mit dem ZMT. Vitalii Serbin wurde von Dipl.-Ing. Matthias Birkicht (AG Experimentelle Aquakultur) in der CvO-Oberschule betreut und der Lehrerin Frau Pertlicsek logistisch unterstützt.

„Wir freuen uns, dass wir junge Menschen für Wissenschaft und Nachhaltigkeit begeistern können“, so die Betreuenden „Der Erfolg zeigt, wie wichtig Kooperationen zwischen Schulen und Forschungseinrichtungen sind.“