Ultraschalltechnologie zur Vorbeugung der Biofilmbildung in der marinen Aquakultur

Das NETWAVE-Projekt strebt das Einsetzen von Ultraschall zur Kontrolle der Biofilmbildung in Fischkäfigen von Marikulturanlagen und die Bestimmung der Unschädlichkeit/ Unbedenklichkeit dieser Technologie für das Wohlbefinden der Fische an.

Sobald ein beliebiges Objekt in Wasser eingetaucht wird, beginnt sich ein mikrobieller Biofilm zu bilden. Wenn er nicht verhindert oder entfernt wird, schafft der Biofilm eine ideale Umgebung für die anfängliche Entwicklung kleinerer Algen (Mikrofouling), gefolgt von größeren Algen und Mollusken (Makrofouling). Diese Biofilme dienen oft als Zufluchtsort für potenzielle Krankheitserreger und Parasiten und erhöhen das Risiko des Ausbruchs von letalen Krankheiten. Biofouling auf Marikultur-Infrastrukturen schränkt den Wasseraustausch ein, was zu einer Verringerung des Sauerstoffgehalts im Wasser führt und das Fischwachstum beeinträchtigt. Das erhöhte Gewicht der Käfige führt zur Deformation bzw. zum Zusammenbruch der Käfige und zum ungewollten Entfliehen der Fische, was wiederum negative Auswirkungen auf die Wildfischpopulationen hat.

Biofouling entwickelt sich extrem schnell und hat erhebliche betriebliche und finanzielle Auswirkungen auf jede Industrie, die im Meerwasser angesiedelt ist. Die derzeitigen Anti-Biofouling-Strategien weisen erhebliche wirtschaftliche, gesundheitliche, logistische und ökologische Einschränkungen auf. Antifouling-Beschichtungen (dünne, toxische Schicht aus Schwermetallen oder organischen Bioziden wie Kupfer) verhindern zwar vorübergehend das Auftreten von Biofouling, haben aber nachteilige Auswirkungen auf das Wachstum und Überleben der Fische.

Ziel des Projekts ist es, ein weltweit einzigartiges Antifouling-System, NetWave, zu evaluieren, das auf Ultraschallwellen basiert, um schließlich ein neuartiges, kostengünstiges und einfach zu bedienendes System zu kommerzialisieren, das das Auftreten von Mikrofouling-Schichten auf Netzen zu 95% verhindert. Das System ist chemikalienfrei, lässt sich autonom betreiben und wurde bereits erfolgreich zur Algenbekämpfung getestet. Die Auswirkungen auf die Fischgesundheit sind jedoch noch wenig erforscht.  Es ist bekannt, dass therapeutischer Ultraschall (hohe Leistung und hohe Frequenzen (1 W/cm2, 1MHz), die äußersten Epithelschichten der Fische schädigen kann. Daher ist es die Aufgabe des AWI, den Tiergesundheits- und Tierschutzaspekt dieser Technologie zu untersuchen. Wir werden ihren Einfluss auf die primäre, sekundäre und tertiäre Stressreaktion der Fische sowie mögliche negative Auswirkungen auf verschiedene Gewebe analysieren, die die Morphologie und Funktionalität wichtiger Organe wie Haut, Leber und Kiemen beeinflussen.

Praktikum – Bachelorarbeit - Masterarbeit

Im Projekt können Praktika und Abschlussarbeiten durchgeführt werden.