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AMMOTRACe: MarTERA-AMMOTRACe - Erkundung mariner AMMunitiOn-Mülldeponien durch ober- und unterwasserbasierte lasermassenspektrometrische TRACing-Technologie

Die starke Kontamination europäischer Gewässer mit Unterwassermunition (UM) stellt heutzutage ein ernstzunehmendes gesundheitliches aber auch wirtschaftliches Risiko dar. Eine Vielzahl der UM, resultieren aus Verklappungsaktivitäten insbesondere nach den Weltkriegen. Bis heute sind die genauen Koordinaten vieler solcher Verklappungsgebiete nicht bekannt. Zur Lokalisierung werden üblicherweise geophysikalische Techniken wie Sonarbestimmung oder magnetische Messungen angewendet. Diese Ansätze konzentrieren sich jedoch nur auf strukturelle oder magnetische Anomalien, welche neben UM auch von anderen Unterwasserstrukturen, wie harmlose Schiffswracks, versunkenen Bojen oder Felsen hervorgerufen werden können. Im Gegensatz dazu lässt sich UM auch über einen chemischen Nachweis von Munitionsverbindungen (munition compounds, MCs) und chemischen Kampfstoffen (chemical warefare agents, CWAs) im Wasser lokalisieren. Diese Stoffe werden durch Korrosion der entsprechenden Hüllen vermehrt in die marine Umwelt freigesetzt, wodurch sie auch in die Nahrungskette des Menschen gelangen können. In der Regel bedarf der chemische Nachweis jedoch einer diskreten Probennahme, sowie einer sowohl zeitlich als auch finanziell intensiven Laboruntersuchung. Insbesondere die geringen Konzentrationen von MCs und CWAs im Wasser stellen dabei eine Herausforderung dar, so dass in der Regel aufwendige Probenpräparationstechniken eingesetzt werden müssen. Aus diesem Grund ist die Entwicklung neuer Techniken für schnelle und effektive Lokalisierung von UM und anderen Kampfmitteln unabdingbar. Im Rahmen des Verbundprojektes „AMMOTRACe“ werden daher technologische Lösungsstrategien für eine schnelle und effektive Lokalisierung von verklappten und nicht explodierten Kampfmitteln in küstennahen marinen Systemen entwickelt, evaluiert sowie ihre Anwendbarkeit neben traditionellen Methoden demonstriert.

Das Ziel des Projektes AMMOTRACe ist die Entwicklung eines kombinierten analytischen Sensorsystems zur schnellen und effektiven Lokalisierung von Verklappungsgebieten von gefährlichen Kriegsaltlasten in Nord- und Ostsee. Dafür werden im Rahmen des Verbundprojektes AMMOTRACe komplette Technologielösungen für die direkte Bestimmung charakteristischer Zielverbindungen für sowohl konventionelle als auch chemische Kampfmittel in küstennahen Gewässern realisiert. Der Fokus der Arbeiten liegt dabei in der Entwicklung von schiffsgetragenen und tauchfähigen in-situ Sensorsystemen, welche die Vorteile modernster Technologien aus den Gebieten der online-Massenspektrometrie und Lasertechnik sowie neuester Erkenntnisse aus der schiffsgestützten und in-situ Lokalisierung und Beobachtung von Kampfmitteln in marinen Systemen vereinen. Die Leistungsfähigkeit dieser neu entwickelten schiffsgestützten und in-situ Messtechniken wird im Rahmen des Projektes neben traditionellen geophysikalischen Techniken zur Lokalisierung von verklappten Kampfmitteln demonstriert. Im Rahmen des IOW-Teilvorhabens werden robuste Membraneinlässe (membrane inlets, MIs) für die schnelle und direkte Detektion von Munitionsverbindungen und chemischen Kampfstoffen in Meerwasser mittels sowohl schiffsgetragen PIMS- und IMS Systemen als auch tauchfähigen Mini-PIMS und IMS-Systemen entwickelt, konstruiert, erprobt und optimiert sowie integriert. Daraus ergeben sich im IOW Teilprojekt drei wesentliche zu bearbeitende Teilziele: 1) Entwicklung Membraneinlasssysteme,  2) Systemintegration sowie 3) Demonstration der Feldtauglichkeit. Um diese Ziele zu erreichen werden fortgeschrittene Kenntnisse in der analytischen Chemie, dem Umgang mit Massenspektrometern und Membraneinlasssystemen sowie Erfahrung in der Auswertung und Interpretation komplexer Daten benötigt.

AMMOTRACe vereint dabei europäische Unternehmen und Forschungsorganisationen, welche analytische Techniken und Instrumente für die Messung von Umweltschadstoffen entwickeln, Hardware für den marinen Unterwassereinsatz konstruieren, das Vorhandensein von historischer Munition im Meer und Sedimenten bewerten sowie Räumungsaktionen verklappter Kriegsaltlasten durchführen.