In rund 1.700 Metern Meerestiefe, an den Hydrothermalquellen des Meeresbodens, herrschen extreme Lebensbedingungen. Hoher Wasserdruck, heiße und schwermetallreiche Flüssigkeiten prägen den Lebensraum der Muschelart Bathymodiolus azoricus. Wie sich diese Tiere unter solchen Bedingungen zeitlich orientieren, haben Forschende der Universität Wien gemeinsam mit dem französischen Meeresforschungsinstitut IFREMER, der Universität Oldenburg und dem Alfred-Wegener-Institut (AWI) untersucht. Ihre Ergebnisse wurden im Fachjournal EMBO Reports veröffentlicht.

Gezeiten beeinflussen den Lebensraum der Muscheln

Die Muschelart Bathymodiolus azoricus gehört zu den charakteristischen Bewohnern hydrothermaler Quellen in der Tiefsee. Dort tritt Meerwasser, das zuvor durch Gesteinsschichten unterhalb des Meeresbodens geströmt ist, als erhitzte und mit Schwermetallen angereicherte Flüssigkeit wieder aus.

Die Strömungsverhältnisse dieser hydrothermalen Flüssigkeiten verändern sich mit den Gezeiten. Vermutlich orientieren sich die Muscheln deshalb in ihrem Verhalten und ihren molekularen Prozessen an einem Gezeitenrhythmus von etwa 12,4 Stunden. Bislang war jedoch unklar, wie die Tiere ohne Gehirn solche biologischen Rhythmen erzeugen.

Erstmals langfristige Kultivierung von Tiefseezellen gelungen

Um die biologischen Mechanismen genauer zu untersuchen, entwickelten die Forschenden erstmals Zellkulturen aus den Tiefseemuscheln. Diese konnten über einen Zeitraum von mehr als drei Jahren unter Laborbedingungen erhalten werden. Eine Besonderheit ist die niedrige Temperatur, bei der die Kulturen wachsen. Während viele andere Zellkulturen Temperaturen zwischen 25 und 37 °C benötigen, gedeihen die Zellen der Tiefseemuscheln bei Kühlschranktemperaturen.

„Während Zellen im Labor üblicherweise bei 25 bis 37 °C gedeihen, wachsen unsere Muschelzellen im Kühlschrank bei Tiefseetemperaturen heran. Dieser technische Fortschritt ist weltweit einzigartig und ermöglicht neue Einblicke in die Biologie dieser Tiere“, erklärt Audrey Mat, Erstautorin der Studie und Initiatorin der Experimente.

Zellkulturen zeigen einen veränderten biologischen Takt

Die Untersuchungen brachten eine überraschende Beobachtung hervor: Während die Muscheln in ihrem natürlichen Lebensraum vorwiegend einem Gezeitenrhythmus von 12,4 Stunden folgen, zeigten ihre isolierten Zellen im Labor überwiegend einen Rhythmus von etwa 24 Stunden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die biologische Zeitsteuerung der Tiere deutlich anpassungsfähiger ist als bislang bekannt.

Bei der Analyse identifizierten die Forschenden zudem zentrale Gene der sogenannten circadianen Uhr, die auch bei anderen Lebewesen wie Fliegen und Menschen vorkommen. Allerdings weisen diese Gene bei den Tiefseemuscheln spezifische Veränderungen auf. Eine mögliche Erklärung für den Wechsel zwischen dem 12,4-Stunden- und dem 24-Stunden-Rhythmus sehen die Forschenden in Veränderungen der Genexpression. Dabei könnte insbesondere das Uhr-Gen period eine wichtige Rolle spielen.

Erkenntnisse unterstreichen die Schutzwürdigkeit der Tiefsee

Die Untersuchung liefert nicht nur neue Erkenntnisse über die biologische Zeitsteuerung von Tiefseeorganismen, sondern ist auch für den Schutz ihrer Lebensräume relevant. Die Tiefsee gehört zu den am wenigsten erforschten Ökosystemen der Erde. Gleichzeitig könnten menschliche Eingriffe, insbesondere der Tiefseebergbau, erhebliche Auswirkungen auf diese empfindlichen Lebensgemeinschaften haben.

Von Organismen an Land ist bereits bekannt, dass äußere Einflüsse wie künstliches Licht oder Vibrationen ihre inneren Uhren beeinträchtigen können. Die Forschenden vermuten, dass vergleichbare Störungen auch die biologischen Rhythmen von Tiefseebewohnern beeinflussen könnten.

„Dass diese Ökosysteme mechanistisch hochkomplex sind und Zeitgebungssysteme besitzen, die ebenso ausgefeilt sind wie jene an der Oberfläche, unterstreicht ihre Schutzwürdigkeit“, betonen Kristin Tessmar-Raible und Marjolaine Matabos, die gemeinsam die Studie koordinierten.

Die Ergebnisse verdeutlichen damit, wie komplex die biologischen Anpassungen von Tiefseeorganismen sind und welche Bedeutung weitere Untersuchungen für das Verständnis und den Schutz dieser Ökosysteme haben.

Originalpublikation: Mat AM, Scaramuzza F, Ćorić A, Klopp Ch, Matabos M, Tessmar-Raible K. Endogenous rhythms in deep-sea mussel cell culture and molecular clock characterization. In press. EMBO Reports.
DOI: 10.1038/s44319-026-00970-7

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Die TUD ist mit Dr. Mirko Scheinert von der Professur für Geodätische Erdsystemforschung an der wissenschaftlichen Auswahl und Aufbereitung der Daten beteiligt. Quantarctica 4 steht ab sofort frei zur Verfügung. Die Datensammlung Quantarctica bündelt vielfältige georeferenzierte Datensätze zur Forschung und Infrastruktur in der Antarktis und bereitet sie für die Nutzung mit dem Geographischen Informationssystem QGIS auf. Mit über 600 Datensätzen wird die Anzahl gegenüber der Vorgängerversion mehr als verdoppelt. Vertreten sind alle antarktisbezogenen Wissenschaftsbereiche – von der Atmosphärenforschung über Biologie und Geowissenschaften bis zu den Sozialwissenschaften.

Internationale Forschung bündelt Daten zur Antarktis

Zu den grundlegenden Datensätzen zählen neben Basiskarten unter anderem digitale Höhenmodelle zur Eisoberflächenhöhe und Eisuntergrundtopographie sowie Infrastrukturdaten, wie beispielsweise die derzeit existierenden Forschungsstationen in der Antarktis. Für die wissenschaftliche Auswahl und Aufbereitung der Datensätze waren 17 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedener Disziplinen und internationaler Institutionen als Themeneditoren tätig. Dr. Mirko Scheinert von der Technischen Universität Dresden (TUD), Professur für Geodätische Erdsystemforschung, war dabei für den Themenbereich Geophysik verantwortlich.

„Seit der Veröffentlichung der ersten Version im Jahr 2013 stellt Quantarctica seit mehr als zehn Jahren der Antarktisforschung qualitativ hochwertige, geprüfte und konsistent georeferenzierte Daten zur Verfügung“, sagt Mirko Scheinert.

Quantarctica Version 4 steht ab sofort für die freie Nutzung zur Verfügung. Weiter Infos sowie das GIS data package finden sich hier.

Quantarctica 4 Datensatz
Matsuoka, K., Skoglund, A., Wendt, L., Mahagaonkar, A., Tronstad, S., Cajiao, D., Fraser, A., Hills, B., Leihy, R., Liggett, D., Moreau, S., Nakayama, Y., Noël, B., Paxman, G., Poinelli, M., Ritz, C., Ruppel, A., Scheinert, M., Seyboth, E., & Trusel, L. (2026). Quantarctica Version 4: Integrated Geospatial Data Package for Antarctica, the Southern Ocean, and Subantarctic Islands [Dataset]. Norwegian Polar Institute.(https://doi.org/10.21334/NPOLAR.2026.1DA42C46)

Kontakt:
Dr. Mirko Scheinert
Professur für Geodätische Erdsystemforschung, TU Dresden
Mirko.Scheinert@tu-dresden.de

Quelle: TU Dresden

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Mit einem symbolischen Startschuss auf der Kläranlage Dresden-Kaditz wurde am 4. November 2026 eines der größten Infrastrukturprojekte der Dresdner Stadtentwässerung abgeschlossen. Oberbürgermeister Dirk Hilbert nahm den Industriesammler Nord (ISN) gemeinsam mit den Geschäftsführern Gunda Röstel und Ralf Strothteicher offiziell in Betrieb. Bei der Veranstaltung setzten sie ein Schieberrad in Bewegung und lösten damit eine Videoprojektion aus, die den Weg des Abwassers vom Dresdner Norden bis zur Kläranlage veranschaulichte.

Neue Entwässerungskapazitäten für die Industrie

Hintergrund des Projekts ist der steigende Abwasseranfall durch die Halbleiterindustrie im Dresdner Norden. Die bestehenden Kanäle auf der rechtselbischen Seite der Stadt erreichen zunehmend ihre Kapazitätsgrenzen. Unternehmen wie Infineon, GlobalFoundries und Bosch prägen bereits heute die industriellen Abwassermengen. Durch die Erweiterung bestehender Produktionsstätten und die Ansiedlung des neuen Halbleiterwerks von ESMC wird in den kommenden Jahren mit einer Verdopplung dieser Mengen gerechnet.

Der Industriesammler Nord soll die langfristige Entwässerung der Industriegebiete Klotzsche, Rähnitz und Wilschdorf sicherstellen. Das Abwasser wird über die neue Leitung in Richtung Kläranlage Dresden-Kaditz transportiert. Gleichzeitig wird das vorhandene Kanalnetz entlastet.

Oberbürgermeister Dirk Hilbert bezeichnete den Industriesammler als bedeutendes Infrastrukturprojekt für den Wirtschaftsstandort Dresden. Die leistungsfähige Abwasserentsorgung sei eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass die Unternehmen der Mikroelektronikbranche ihre Produktionskapazitäten weiter ausbauen könnten.

Sieben Kilometer Kanal im unterirdischen Rohrvortrieb

Die rund zehn Kilometer lange Trasse wurde überwiegend in geschlossener Bauweise hergestellt. Auf etwa sieben Kilometern kamen Vortriebsmaschinen zum Einsatz, die Stahlbetonrohre unterirdisch durch den Dresdner Norden pressten. Dadurch konnten unter anderem Straßen, die Autobahn A4 und eine wichtige Bahntrasse unterquert werden, ohne die Oberflächen großflächig öffnen zu müssen. Besonders im Bereich der Dresdner Heide war die geschlossene Bauweise von Bedeutung, da sich Eingriffe in die Natur dadurch reduzieren ließen. Die verbleibenden rund drei Kilometer des Kanals wurden in offener Bauweise verlegt.

Eine besondere technische Herausforderung stellte der Rohrvortrieb durch die Hellerberge dar. Dort entstand unter anderem ein rund 1.200 Meter langer Kanalabschnitt aus Betonrohren mit einem Außendurchmesser von zwei Metern (DN 1.600). Am 10. Dezember 2025 erreichte die Vortriebsmaschine an der Königsbrücker Straße einen wichtigen Durchbruch.

Natürliches Geländegefälle ersetzt zusätzliche Pumpwerke

Eine Besonderheit des Industriesammlers ist die Kombination aus Freispiegelkanal und Gefälledruckleitung. Die Trasse nutzt den natürlichen Höhenunterschied von rund 100 Metern zwischen dem Dresdner Norden und der Kläranlage Kaditz. Im ersten Abschnitt fließt das Abwasser durch einen Betonkanal mit der Nennweite DN 1.600. Anschließend wird es über eine Kunststoffleitung mit DN 1.200 weitertransportiert, die als Gefälledruckleitung arbeitet. Dank des vorhandenen Geländegefälles sind für den Abwassertransport keine zusätzlichen Pumpwerke erforderlich.

Kurz vor der Kläranlage mündet der Industriesammler in den Neustädter Abfangkanal. Von dort gelangt das Abwasser zur Reinigung in die Kläranlage Dresden-Kaditz.

Bauarbeiten trotz Hochwasser und schwieriger Bodenverhältnisse im Zeitplan

Der offizielle Baubeginn erfolgte mit dem symbolischen Spatenstich am 20. Juli 2023. Während der anschließenden Bauphase mussten die beteiligten Unternehmen mehrere unvorhergesehene Schwierigkeiten bewältigen. So führte das Elbehochwasser zum Jahreswechsel 2023/2024 zur Überflutung von Baugruben. Hinzu kamen Altlasten im Bereich des Hellers, schwierige Baugrundverhältnisse und zahlreiche vorhandene Versorgungsleitungen, die bei den Arbeiten berücksichtigt werden mussten.

Trotz dieser Herausforderungen konnte der Hauptkanal termingerecht fertiggestellt werden. Ende Juni 2026 wurde zudem der direkte Anschluss des neuen Infineon-Werks an der Königsbrücker Straße hergestellt. Am 5. August 2026 begann der Probebetrieb, in dem die neuen Anlagen unter realen Betriebsbedingungen getestet wurden. Mit der offiziellen Inbetriebnahme am 4. November wurde das Projekt abgeschlossen.

Der Technische Geschäftsführer Ralf Strothteicher hob insbesondere die Leistung der beteiligten Ingenieure, Planer und Bauunternehmen hervor. Der Bau einer zehn Kilometer langen Kanaltrasse durch dicht erschlossene Wohn- und Industriegebiete bei möglichst geringen Beeinträchtigungen des Verkehrs und der bestehenden Infrastruktur sei eine erhebliche Herausforderung gewesen.

Die Projektleiter der Stadtentwässerung Dresden Heiko Nytsch (l.) und Rainer Aurin. Quelle: Torsten Fiedler

Kläranlage Kaditz soll bis Mitte der 2030er Jahre erweitert werden

Mit der Fertigstellung des Industriesammlers ist der Ausbau der Dresdner Abwasserinfrastruktur noch nicht abgeschlossen. Die Stadtentwässerung Dresden arbeitet bereits an der umfassenden Erweiterung und Modernisierung der Kläranlage Dresden-Kaditz.

Bis Mitte der 2030er Jahre sollen unter anderem eine neue mechanische Abwasserbehandlung, zusätzliche Belebungs- und Nachklärbecken sowie ein dritter Faulturm entstehen. Außerdem ist eine vierte Reinigungsstufe zur weitergehenden Abwasserbehandlung vorgesehen. Die Maßnahmen sollen die Kläranlage auf steigende Abwassermengen und höhere Anforderungen an die Reinigungsleistung vorbereiten.

Die Kaufmännische Geschäftsführerin Gunda Röstel betonte den Zusammenhang zwischen dem neuen Industriesammler und dem geplanten Kläranlagenausbau. Beide Investitionen seien notwendig, um die wirtschaftliche Entwicklung Dresdens langfristig zu unterstützen und zugleich die Anforderungen an den Gewässerschutz zu erfüllen.

Industriesammler Nord: Die wichtigsten Projektdaten

• Gesamtlänge: rund 10 Kilometer
• Investitionsvolumen: rund 76 Millionen Euro
• Baubeginn: 20. Juli 2023
• Beginn des Probebetriebs: 5. August 2026
• Offizielle Inbetriebnahme: 4. November 2026
• Bauweise: rund 7 Kilometer geschlossener Rohrvortrieb und rund 3 Kilometer offene Bauweise
• Rohrdurchmesser: DN 1.600 (Beton) und DN 1.200 (Kunststoff)
• Geländegefälle: rund 100 Meter
• Trassenverlauf: Dresdner Norden über den Heller und entlang der Autobahn A4 zur Kläranlage Dresden-Kaditz
• Technische Besonderheit: Abwassertransport ohne zusätzliche Pumpwerke

Quelle: Stadtentwässerung Dresden GmbH

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Die Maßnahme ist notwendig, weil für die geplante Höherlegung und Ertüchtigung der Bundesstraße 9 (B9) im Retentionsraum Worringen Ende 2028 insgesamt 103 bestehende Alleebäume zwischen Pletschbach und Alte Römerstraße weichen müssen. Eine Nachpflanzung an gleicher Stelle ist nach Abschluss des Projekts jedoch nur für 58 Bäume möglich. Die StEB Köln schaffen daher auch außerhalb des Retentionsraums einen ökologischen Ausgleich in unmittelbarer Nähe.

Mit der Ersatzpflanzung von 61 Winterlinden entlang des Further Wegs sowie östlich des Fuß- und Radwegs am Kölner Randkanal erfüllen die StEB Köln die Vorgaben des Planfeststellungsbeschlusses vom 15. Februar 2025, der vorsieht, dass diese Maßnahme spätestens zwei Jahre nach Eintritt der Rechtskraft umgesetzt wird.

Verkehr fließt ohne Einschränkungen weiter

Während der Pflanzarbeiten können sowohl der Further Weg als auch der Geh- und Radweg am Kölner Randkanal uneingeschränkt genutzt werden. Die Arbeiten erfolgen von den angrenzenden landwirtschaftlichen Flächen aus. Zum Schutz des Bodens werden diese mit Stahl- bzw. Kunststoffplatten abgedeckt.

Retentionsraum Worringen soll Hochwasserspitzen senken

Der geplante Retentionsraum Köln-Worringen ist Teil eines überregionalen Hochwasserschutzkonzepts entlang des Rheins. Bei einem Extremhochwasser kann der gesteuert geflutete Retentionsraum den Scheitelpunkt einer Hochwasserwelle um bis zu 17 cm absenken. Im besten Fall bleibt der Wasserstand somit unterhalb der kritischen Marke von 11,90 m. Dadurch kann er dazu beitragen, die Hochwassergefahr für den Kölner Norden und weitere Gebiete am Rhein zu verringern. Steigt das Wasser dennoch höher, gewinnen Einsatzkräfte bis zu 14 Stunden zusätzliche Zeit für Schutzmaßnahmen und Evakuierungen.

Quelle: StEB Köln

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Am 4. November 2026 jährt sich das Inkrafttreten des Pariser Klimaabkommens zum zehnten Mal. Mit dem Abkommen verpflichtete sich die internationale Staatengemeinschaft, die globale Erwärmung auf deutlich unter 2 °C gegenüber dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen und Anstrengungen zu unternehmen, den Temperaturanstieg auf 1,5 °C zu beschränken.

Ein Jahrzehnt später steht das Abkommen vor einer ernüchternden Bilanz: Die Temperaturen erreichen weiterhin Rekordwerte, während fossile Energieträger nach Einschätzung des Europäischen Wissenschaftsakademienrats (EASAC) in den Klimaverhandlungen nicht ausreichend berücksichtigt werden. Wenige Tage vor Beginn der Weltklimakonferenz COP31 in Antalya zieht Prof. Fiona Regan, Co-Vorsitzende des EASAC-Lenkungsausschusses für Umweltfragen, Bilanz.

Klimakrise bedroht die Wassersicherheit

„Die Klimakrise ist eine Wasserkrise. Jedes zusätzliche Zehntelgrad Erwärmung erhöht die Bedrohung für unsere Wassersicherheit. Diese Krise sehe ich täglich in unseren Flüssen, Stauseen und Küstenregionen wachsen“, erklärt Regan.

Angesichts des zehnten Jahrestags des Pariser Klimaabkommens sei es wichtiger denn je, das Bewusstsein für die zunehmende globale Wasserkrise zu schärfen. Mit jedem weiteren Temperaturanstieg verschärften sich die Risiken von Dürren und Überschwemmungen. Dadurch gerieten Menschen, Ökosysteme und Lebensgrundlagen weltweit zunehmend unter Druck. Regan betont, dass die Dringlichkeit zu handeln noch nie so groß gewesen sei.

Prof. Fiona Regan, Co-Chair des EASAC Umweltprogramms, Quelle: Kyran O’Brien.

Wassersicherheit als Grundlage für Klimaresilienz

Nach Einschätzung der Wissenschaftlerin darf Wassersicherheit nicht isoliert betrachtet werden. Sie sei eine grundlegende Voraussetzung für Klimaresilienz, menschliche Sicherheit und weltweiten Wohlstand. Um die gemeinsame Zukunft zu sichern, müsse anerkannt werden, dass jedes Zehntelgrad Erwärmung und jede einzelne Maßnahme von Bedeutung seien.

Zugleich verweist Regan auf die schwierigen geopolitischen Rahmenbedingungen der bevorstehenden Weltklimakonferenz. Die COP31 finde in einer Zeit zunehmender globaler Instabilität statt, in der die multilaterale Zusammenarbeit unter Druck stehe und zahlreiche Krisen und Konflikte die internationale Politik prägten. Die Klimakrise könne jedoch nicht von Fragen der Sicherheit und des Wohlstands getrennt werden. Sie beeinflusse diese Herausforderungen grundlegend.

„Wenn die COP31 eines erreichen muss, dann ist es zu zeigen, dass die Staaten ihre Differenzen überwinden und sich für gemeinsames Handeln statt Spaltung und für eine gemeinsame Zukunft statt konkurrierender Interessen entscheiden können“, so Regan.

Hintergrund: Weltklimakonferenz COP31 in Antalya

Die 31. UN-Weltklimakonferenz (COP31) findet vom 9. bis 20. November 2026 im türkischen Antalya statt. Sie ist das jährliche Treffen der Vertragsstaaten der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen (UNFCCC). Vertreter aus Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Zivilgesellschaft beraten dort über die internationale Zusammenarbeit beim Klimaschutz. Gastgeber der Konferenz ist die Türkei. Für die COP31-Präsidentschaft ist Murat Kurum vorgesehen, während der australische Minister Chris Bowen die Verhandlungen leiten soll.

Im Mittelpunkt stehen unter anderem die Verringerung der Treibhausgasemissionen, die Anpassung an die Folgen des Klimawandels, die Klimafinanzierung für Entwicklungsländer sowie ein sozial gerechter Übergang zu einer klimafreundlicheren Wirtschaft. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Umsetzung bestehender Klimaschutzverpflichtungen. Dazu gehören Maßnahmen zur Stärkung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Dürren, Überschwemmungen und anderen Klimafolgen. Die Konferenz soll damit auch Fortschritte bei der internationalen Zusammenarbeit zur Klimaanpassung ermöglichen.

Quellen: About COP31 | UNFCCC und European Academies’ Science Advisory Council (EASAC)

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Das größte Solarfaltdach Deutschlands wird aktuell im Hauptklärwerk Stuttgart-Mühlhausen gebaut. Es wird zugleich die größte Photovoltaikanlage in Stuttgart werden: Das Faltdach ist so groß wie zwei Fußballfelder – es überspannt die gesamten Belebungsbecken der biologischen Abwasserreinigungsstufe. Das Besondere an der Anlage ist ihre Beweglichkeit. Die Modulgruppen sind an Stahlseilen aufgehängt und können mittels 120 Motoren eingefahren werden. Bei Schnee, starkem Wind oder Hagel werden sie aus dem Gefahrenbereich bewegt. Die Konstruktion befindet sich rund fünf Meter über den Belebungsbecken. Dadurch bleiben die Becken und technischen Anlagen für den laufenden Klärwerksbetrieb und Wartungsarbeiten zugänglich. Gleichzeitig wird die Fläche doppelt genutzt: für die biologische Abwasserreinigung und die Erzeugung von Solarstrom. „Das Solarfaltdach ist damit nicht einfach eine große Photovoltaik-Anlage, sondern eine smarte Lösung, die auf bestehende Infrastruktur aufgebaut ist“, erklärt Jürgen Mutz, Leiter des Tiefbauamtes.

Solarstrom deckt neun Prozent des Eigenbedarfs

Seit Juni 2026 wird die Anlage im Hauptklärwerk Stuttgart-Mühlhausen montiert. Auf 17.493 Quadratmetern werden 120 Faltdachgruppen mit insgesamt 5.280 Solarmodulen installiert. Mit einer Leistung von 2.745 kWp soll das Solarfaltdach ab 2027 jährlich mehr als 2,2 Millionen Kilowattstunden Strom erzeugen. Damit können rund neun Prozent des Eigenstrombedarfs des Hauptklärwerks gedeckt werden, das zu den größten Energieverbrauchern der Stadt gehört. Der Solarstrom wird direkt auf dem Klärwerksgelände genutzt, insbesondere für die energieintensiven Verdichter der biologischen Abwasserreinigung.

250 Tonnen Stahl für eine bewegliche Konstruktion

Vertreter der Stadt Stuttgart und des Herstellers dhp Technology bei der Besichtigung des Solarfaltdachs im Hauptklärwerk Stuttgart-Mühlhausen. Im Vordergrund (v. l. n. r.): Lars Färber, Chief Operating Officer von dhp Technology, Jürgen Mutz, Leiter des Tiefbauamts, und Boris Diehm, Leiter der Abteilung Klärwerke und Kanalbetrieb. (Quelle: Stadt Stuttgart, Foto: Weichelt)

Die Integration einer Photovoltaikanlage dieser Größenordnung in die bestehende Infrastruktur ist technisch anspruchsvoll. 2025 wurden Rückbauarbeiten durchgeführt und Anpassungen an den Becken vorgenommen. Seit Mitte 2026 läuft die Montage der Stahlkonstruktion und der Faltdachgruppen. Dafür wurden rund 250 Tonnen Stahl verbaut. Lars Färber, Chief Operating Officer von der Firma dhp Technology, die die Anlage technisch realisieren, betont:

„Die Herausforderung liegt darin, eine Photovoltaikanlage dieser Größe in die laufende Klärwerksinfrastruktur zu integrieren. Das Projekt verdeutlicht, welches Potenzial in großen bestehenden Infrastrukturen steckt, wenn Energieproduktion, Anlagenbetrieb und bauliche Gegebenheiten gemeinsam gedacht werden.“

Boris Diehm, Leiter Abteilung Klärwerke und Kanalbetrieb, unterstreicht:

„Das Solarfaltdach ist ein Beispiel dafür, wie Planung, Bau und Betrieb ineinandergreifen können. Gemeinsam mit der Stadtentwässerung Stuttgart und dem Amt für Umweltschutz bringen wir unsere Fachkenntnisse ein, um neue Lösungen für die Energiewende zu erproben. Das Projekt zeigt, wie sich bestehende Infrastruktur zusätzlich für die Erzeugung erneuerbarer Energie nutzen lässt. Die Erfahrungen daraus können auch für andere Städte interessant sein.“

Im Winter 2026/27 soll die technische Anbindung der Anlage erfolgen. Voraussichtlich im 2. Quartal 2027 wird das Solarfaltdach erstmals Strom erzeugen.

Solarfaltdach in Zahlen

• Anlagenfläche: 17.493 m2
• Installierte Leistung: 2.745 kWp
• Jährlicher Ertrag: > 2.200.000 kWh
• Beitrag zum Eigenstrombedarf des Hauptklärwerks: ca. 9 %
• Anzahl der Solarmodule: 5.280
• Inbetriebnahme: 2. Quartal 2027

Quelle: SES

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Zum Jahreswechsel 2027 müssen sich Berliner Haushalte auf leicht steigende Kosten für Trink- und Schmutzwasser einstellen. Nach dem Beschluss des Aufsichtsrats der Berliner Wasserbetriebe erhöhen sich die Gebühren um rund sechs beziehungsweise fünf Cent je 1.000 Liter. Für einen durchschnittlichen Einpersonenhaushalt ergibt sich daraus eine monatliche Mehrbelastung von etwa 36 Cent, während die Niederschlagswassergebühr um 13 Cent/m2 versiegelte Fläche sinkt. Damit liegen die Berliner Wasserbetriebe weiterhin im unteren Preisbereich der Trinkwasserver- und Abwasserentsorger Deutschlands.

Neue Wassergebühren sichern Investitionen in die Infrastruktur

Der Aufsichtsrat der Berliner Wasserbetriebe hat in seiner turnusmäßigen Sitzung am heutigen Freitag die Wasser- und Abwassergebühren für 2027 beschlossen. Die Gebührenperiode wird auf ein Jahr festgelegt. Mit dieser moderaten Anpassung unterhalb des Inflationsniveaus wird eine geplante Gebührenerhöhung umgesetzt. Die festgesetzte Gebührenanpassung ermöglicht Investitionen in Kritische Infrastruktur: rund 20.000 Kilometer Netze sowie zukunftsfähige Wasser- und Klärwerke für Berlin. Auch der kontinuierliche Ausbau der Unternehmenssicherheit gehört zu den Aufgaben der Berliner Wasserbetriebe, um eine krisenfeste Ver- und Entsorgung für die Berliner:innen zu sichern.

Die neuen Mengengebühren im Überblick:

• 1,870 Euro für 1.000 Liter Trinkwasser (zuvor 1,813 Euro für 1.000 Liter)
• 2,204 Euro pro 1.000 Liter Schmutzwasser (zuvor: 2,155 Euro für 1.000 Liter)

Günstiger wird die Niederschlagswassergebühr: Hier werden künftig 1,684 Euro/m2 bebaute und befestigte Fläche erhoben (zuvor: 1,809 Euro/m2).

Im Vergleich der 30 größten Städte Deutschlands liegen die Berliner Wasserbetriebe damit weiter auf dem 2. Platz der günstigsten Wasserversorger und Abwasserentsorger nach Frankfurt am Main. Die Gebührenanpassung steht unter dem Vorbehalt der zuständigen Genehmigungsbehörde, darunter Senatsverwaltung für Justiz und Verbraucherschutz).

Quelle: Berliner Wasserbetriebe

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Das Programm für SECURITY UNTER KONTROLLE 2027 ist veröffentlicht. Am 2. und 3. März 2027 diskutieren Fachleute im Landschaftspark Duisburg-Nord über aktuelle Herausforderungen der industriellen Cybersicherheit. Im Fokus stehen Lieferkettensicherheit, das Zusammenspiel von Safety und Security, die Umsetzung des Cyber Resilience Act (CRA), wirtschaftliche Aspekte von Security-Investitionen sowie KI-Anwendungen in der OT-Security.

Sechs Themenblöcke zur industriellen Cybersicherheit

Zum vierten Mal bringt der zweitägige Kongress die deutschsprachige OT-Security-Community zusammen. In sechs Themenblöcken beleuchtet das Programm technische, organisatorische und regulatorische Fragen der Cybersicherheit in industriellen Umgebungen. Die Veranstaltung richtet sich insbesondere an Automatisierungsingenieure, Anlagenbetreiber, Hersteller und OT-Security-Verantwortliche aus Prozess- und Fertigungsindustrie sowie Energie- und Wasserwirtschaft.

OT-Security entlang der Lieferkette

Den Auftakt bildet die Sicherheit industrieller Lieferketten. Thorsten Daniel von Rolls-Royce Power Systems erläutert, warum der Schweregrad einer Schwachstelle nicht automatisch etwas über ihre Ausnutzbarkeit aussagt. Er stellt eine risikobasierte Bewertungsmethode vor, mit der sich Entscheidungen über mögliche Lieferstopps treffen lassen.

Matthias Glawe von Jungheinrich betrachtet das OT Vulnerability Management aus Hersteller- und Betreiberperspektive. Sein Beitrag zeigt, welche Herausforderungen sich beim Schwachstellenmanagement über den gesamten Produktlebenszyklus ergeben und wie sich Anforderungen an Transparenz, Updates und Anlagenverfügbarkeit vereinbaren lassen.

Safety und Security gemeinsam betrachten

Ein weiterer Themenblock widmet sich dem Zusammenspiel von funktionaler Sicherheit und Cybersicherheit. Stephan Gerling untersucht die Risiken durch Drohnen für kritische Infrastrukturen und stellt technische Möglichkeiten zur Erkennung und Abwehr vor.

Phillip Jax von admeritia berichtet über die praktische Anwendung einer Methodik für das Safety-Security-Co-Engineering bei einem Betreiber chemischer Anlagen. Der Beitrag zeigt, wie sich Anforderungen der funktionalen Sicherheit und der Cybersicherheit im Engineering zusammenführen lassen. Als regulatorische Bezugspunkte dienen unter anderem KAS-51 und TRBS 1115-1.

Security-Investitionen wirtschaftlich bewerten

Wie können Unternehmen den wirtschaftlichen Nutzen industrieller Cybersicherheit bewerten? Christian Schroeder von Siemens erläutert, wie Security-Verantwortliche notwendige Investitionen gegenüber dem Management begründen können.

Henning Rudolf von der FAU Erlangen-Nürnberg und Amazon Web Services stellt eine Methode vor, mit der sich unterschiedliche NIS-2-Architekturen wirtschaftlich vergleichen lassen. Anhand eines Fahrzeugwerks mit 4.000 IT- und OT-Assets untersucht er verschiedene technische Lösungsansätze und deren Kosten.

Cyber Resilience Act

Ein Schwerpunkt des ersten Kongresstages ist der Cyber Resilience Act. Detlef Köble von der Possehl Group berichtet, wie sich die Anforderungen innerhalb einer Industrieholding mit mehr als 200 eigenständigen Unternehmen organisatorisch umsetzen lassen.

Frédéric Noppe von L3montree Cybersecurity widmet sich dem Austausch von Schwachstelleninformationen entlang der Lieferkette. Im Mittelpunkt steht das maschinenlesbare VEX-Format (Vulnerability Exploitability eXchange), mit dem Hersteller Informationen zur tatsächlichen Ausnutzbarkeit bekannter Schwachstellen bereitstellen können.

Prüfmethoden für industrielle Produkte

Der zweite Kongresstag beginnt mit Normen und Prüfverfahren für die Produktsicherheit. Andreas Fuß von Phoenix Contact gibt Einblicke in die Entwicklung harmonisierter Standards zum Cyber Resilience Act und die künftige Rolle der IEC 62443.

Michelle Michael von der TÜV Nord Group erläutert anhand praktischer Erfahrungen, wie Hersteller eine prüfbare Umsetzung der IEC 62443 nachweisen können. Jonas Stein von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung beschäftigt sich mit dem Schutz von Maschinen gegen Korrumpierung und den damit verbundenen Prüfmethoden.

Künstliche Intelligenz in der OT-Security

Auch die Auswirkungen künstlicher Intelligenz auf die industrielle Cybersicherheit stehen auf der Agenda. Georg Lukas von rt-solutions beschäftigt sich mit der Frage, wie sich Betreiber gegen zunehmend schnell ausnutzbare Schwachstellen schützen können. Dabei richtet er den Blick insbesondere auf bestehende OT-Anlagen und die Priorisierung geeigneter Schutzmaßnahmen.

Christian Telgen von Henkel zeigt anhand konkreter Anwendungsfälle, wie KI knappe personelle Ressourcen im OT-Security-Umfeld unterstützen kann und wo ihre Grenzen liegen.

Podiumsdiskussion zur Produktsicherheit nach der CRA

Den Abschluss des Fachprogramms bildet eine Podiumsdiskussion zur Produktsicherheit nach Inkrafttreten der zentralen CRA-Anforderungen im Dezember 2027. Unter der Moderation von Sarah Fluchs diskutieren Kai Wollenweber von Siemens, Lars Francke von Stackable und Steffen Zimmermann von VDMA/Orgalim über die möglichen Auswirkungen auf Hersteller und Betreiber.

Das vollständige Kongressprogramm mit allen Vorträgen und Zeitangaben ist auf der Veranstaltungswebsite veröffentlicht. Dort stehen auch Informationen zur Anmeldung bereit.

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Rund 140 Fischarten haben sich im Laufe der Evolution an die besonderen Lebensbedingungen rund um die Antarktis angepasst. Eine davon ist der Antarktisraubfisch Harpagifer antarcticus. Der kleine, schuppenlose Fisch lebt in flachen, steinigen Küstengewässern und verfügt über spezielle Frostschutzproteine, die das Wachstum von Eiskristallen verhindern. Wie diese Anpassungen auf genetischer Ebene funktionieren, hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Dr. Iliana Bista vom Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Frankfurt genauer untersucht.

Mütterliches und väterliches Erbgut erstmals getrennt analysiert

An der Studie waren unter anderem Forschende des British Antarctic Survey (BAS), des Wellcome Sanger Institute, der University of Cambridge und der University of Colorado beteiligt. Dem Team gelang es erstmals, das Erbgut von Harpagifer antarcticus so zusammenzusetzen, dass die beiden von Mutter und Vater geerbten Erbgutvarianten – die sogenannten Haplotypen – getrennt untersucht werden konnten. Diese Methode ermöglicht einen genaueren Blick auf genetische Unterschiede, die bei herkömmlichen Genomsequenzierungen häufig verborgen bleiben. Dazu gehören Veränderungen in Gensequenzen, eingefügte oder entfernte DNA-Abschnitte sowie Regionen, in denen bestimmte Gene mehrfach vorkommen.

„Diese Unterscheidung ist wissenschaftlich bedeutsam, da Unterschiede zwischen dem mütterlichen und dem väterlichen Erbgut bei herkömmlichen Verfahren zur Genomsequenzierung verborgen bleiben können“, erklärt Bista.

Frostschutzproteine unterscheiden sich in ihrer Länge

Die Analyse brachte ein überraschendes Ergebnis: Die mütterliche und die väterliche Erbgutvariante des Antarktisraubfischs sind insgesamt sehr ähnlich. Eine Variante enthält 17 Kopien der Gene für Frostschutzproteine, die andere 16. Deutlichere Unterschiede entdeckten die Forschenden bei sich wiederholenden DNA-Abschnitten und insbesondere bei der Länge der Gene, die für die Bildung der Frostschutzproteine verantwortlich sind.

Da größere Frostschutzproteine das Wachstum von Eiskristallen besonders wirksam hemmen können, vermutet das Forschungsteam, dass diese genetischen Unterschiede eine Rolle bei der Anpassung an unterschiedliche Umweltbedingungen innerhalb der Antarktis spielen.

Springende Gene als Motor der Evolution

Neben den Frostschutzproteinen untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weitere Besonderheiten des Erbguts. Dabei zeigte sich, dass rund 43 Prozent des Genoms aus sich wiederholenden DNA-Abschnitten bestehen. Besonders häufig treten sogenannte LINE-L2-Transposons auf. Diese auch als „springende Gene“ bezeichneten DNA-Elemente können ihre Position innerhalb des Erbguts verändern oder zusätzliche Kopien von sich selbst erzeugen.

Die Analyse deutet darauf hin, dass sich diese Elemente während der Evolution antarktischer Fische zeitweise besonders stark vermehrt haben. Möglicherweise trugen sie dadurch zur Vergrößerung des Erbguts und zur Entstehung neuer genetischer Varianten bei.

Die Untersuchung zeigt außerdem, dass die Anpassung an die Kälte weit über die Bildung von Frostschutzproteinen hinausgeht. Das Forschungsteam identifizierte Hinweise auf Veränderungen in Genen, die an verschiedenen lebenswichtigen Zellprozessen beteiligt sind. Dazu zählen die Abwehr schädlicher oxidativer Prozesse, der Fettstoffwechsel, die korrekte Faltung von Proteinen und die Aufrechterhaltung grundlegender Zellfunktionen. Diese Mechanismen sind besonders wichtig, da niedrige Temperaturen die Funktion von Eiweißen beeinträchtigen können und der hohe Sauerstoffgehalt des kalten Wassers zusätzlichen Stress für die Zellen bedeutet.

Anpassung beruht auf mehreren genetischen Mechanismen

Die Ergebnisse verdeutlichen, dass das Überleben antarktischer Fische nicht auf eine einzelne genetische Besonderheit zurückzuführen ist. Vielmehr wirken unterschiedliche evolutionäre Veränderungen zusammen.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Anpassung antarktischer Fische an extreme Kälte durch das Zusammenspiel verschiedener evolutionärer Prozesse geprägt ist“, fasst Bista zusammen.

Die getrennte Untersuchung der mütterlichen und väterlichen Erbgutvarianten liefert dabei neue Einblicke in genetische Unterschiede, die mit bisherigen Methoden möglicherweise unentdeckt geblieben wären. Die Studie trägt somit zu einem besseren Verständnis der evolutionären Anpassungsfähigkeit von Fischen an extreme Umweltbedingungen bei.

Quelle: Coole Anpassung: Wie Fische im Antarktischen Ozean überleben

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Damit die Abwasserentsorgung weiterhin zuverlässig funktioniert, müssen Schmutzwasserkanäle in regelmäßigen Abständen gereinigt werden. Der Oldenburgisch-Ostfriesische Wasserverband (OOWV) lässt ab Freitag, 30. Oktober 2026, in der Gemeinde Wangerland Schmutzwasserkanäle mit einer Gesamtlänge von 31 Kilometern reinigen.

Mit den Arbeiten, die voraussichtlich etwa fünf Wochen dauern, ist die Firma Hilker aus Friesoythe beauftragt.

Hausinstallation prüfen

Der OOWV bittet Kundinnen und Kunden, ihre Hausinstallation auf ihre Funktionalität zu prüfen. So lässt sich verhindern, dass Kanalluft in Wohnräume eindringt oder Abwasser aus den Abläufen spritzt.

Mögliche Anzeichen für eine Störung sind:

• ein langsamer Abfluss, obwohl das Siphon gereinigt ist,

• ein kurzzeitig übler Geruch nach Spülvorgängen,

• ein Gluckern im Abfluss, wenn an anderer Stelle Wasser läuft.

Verschlossene oder defekte Be- und Entlüftungseinrichtungen können dafür die Ursache sein. Die Hausanschlussleitung sollte nicht verstopft sein, der Hausanschlussschacht frei zugänglich bleiben und die Dachentlüftung ordnungsgemäß angeschlossen sein.

Sollte es wider Erwarten zu den beschriebenen Ereignissen kommen, können sich Kundinnen und Kunden des OOWV an die Notfallnummer 04401 6006 wenden.

Quelle: OOWV

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Das Klärwerk Friedrichshafen am Bodensee ist auf 87.500 Einwohnerwerte ausgelegt. An trockenen Tagen werden dort durchschnittlich rund 25.000 Kubikmeter Abwasser behandelt, bei Regen können es bis zu 79.000 Kubikmeter täglich sein. Besonders herausfordernd sind kurzfristige Veränderungen der Zuflussmengen.

„Je nach Wettersituation kann sich der Zufluss bei uns um etwa den Faktor zehn unterscheiden. Bei Starkregen kann sich diese Veränderung innerhalb von nur etwa 15 Minuten vollziehen“, erklärt Michael Grob, Abteilungsleiter Abwasserreinigung und Klärwerk der Stadt Friedrichshafen.

Neben den hydraulischen Schwankungen muss die Anlage auch auf plötzlich auftretende Frachtstöße reagieren. Dafür müssen Gebläseleistung, Luftverteilung und Sauerstoffeintrag aufeinander abgestimmt sein. Vier Belebungsbecken mit insgesamt acht Kaskaden ermöglichen eine Anpassung an unterschiedliche Belastungssituationen.

Rüdiger Vrabac, Niederlassungsleiter von AQUACONSULT Anlagenbau in Deutschland. Quelle: AQUACONSULT

Streifenbelüfter ermöglichen flexible Sauerstoffversorgung

Bei der biologischen Reinigung setzt Friedrichshafen seit dem Jahr 2000 auf AEROSTRIP-Streifenbelüfter des österreichischen Herstellers AQUACONSULT Anlagenbau. Die Technologie wurde schrittweise auf weitere Anlagenteile ausgeweitet.

„Die AEROSTRIP-Belüfter ermöglichen uns in diesem Konzept eine sehr flexible Luftbeaufschlagung“, erläutert Grob. „Dadurch können wir die vorhandene Gebläseleistung gezielt auf die tatsächlich benötigten Becken verteilen und müssen nicht unnötig zusätzliche Becken aus der Denitrifikation zuschalten.“

Entscheidend ist dabei die große Regelbandbreite der Belüfter. Je nach Betriebszustand stellen die Gebläse zwischen 1.200 und 20.000 Normkubikmeter Luft pro Stunde bereit, die bedarfsgerecht auf die Becken verteilt werden. So lässt sich die Sauerstoffversorgung sowohl bei geringer Grundlast als auch bei hohen Belastungsspitzen anpassen.

Schrittweise Umrüstung der biologischen Reinigung

Bereits im Jahr 2000 wurden zwei Belebungsbecken mit Streifenbelüftern des Typs T ausgestattet. 2021 erfolgte der Austausch gegen den Typ Q. Im Jahr 2025 wurden weitere Bereiche umgerüstet, in denen zuvor Belüfterplatten eingesetzt worden waren. Inzwischen verfügen sämtliche Belebungsbecken sowie die SBR-Anlage über AEROSTRIP-Belüfter des Typs Q.

Ausschlaggebend für die Entscheidung waren laut Grob die langjährigen Betriebserfahrungen und die Anforderungen an eine möglichst große Regelbandbreite. Die Belüfter müssten nicht nur an einem optimalen Betriebspunkt funktionieren, sondern unter unterschiedlichen Bedingungen effizient arbeiten.

Neue Gebläsetechnik und optimierte Prozesssteuerung

Die Erneuerung der Belüftung ist Teil einer umfassenderen Modernisierung. Neben den Streifenbelüftern wurden hocheffiziente Turbogebläse installiert, Luftschieber ausgetauscht, Leitungen angepasst und die Messtechnik erweitert. Darüber hinaus wurde die biologische Reinigung auf eine Kaskaden-Denitrifikation umgestellt. Dadurch kann die Anlage gezielter auf wechselnde Belastungen reagieren. Gleichzeitig sollen der Energiebedarf für die Rückführung reduziert und der Stickstoffabbau verbessert werden.

Da mehrere Maßnahmen parallel umgesetzt wurden, lässt sich der Beitrag der einzelnen Belüfter zur Energieeinsparung nicht isoliert beziffern. Im laufenden Betrieb zeigen sich laut Grob jedoch ein konstanter Gegendruck und eine hohe Sauerstoffeintragseffizienz. Auch die Anfälligkeit für Verblockungen sei deutlich geringer. Der Puls- beziehungsweise Sharing-Betrieb ermöglicht zudem eine bedarfsgerechte Verteilung der verfügbaren Gebläseleistung. Dadurch sinkt das Risiko, einzelne Becken mit zu viel oder zu wenig Luft zu versorgen.

Klärwerk entwickelt sich zum Energieerzeuger

Neben der Modernisierung der biologischen Reinigung verfolgt die Stadt Friedrichshafen eine umfassende Energiestrategie. Dazu gehören die Co-Vergärung, eine Photovoltaikanlage, die energetische Nutzung des erzeugten Biogases sowie ein intelligentes Lastmanagement. Durch das Zusammenspiel dieser Maßnahmen konnte die Stromaufnahme aus dem öffentlichen Netz reduziert werden. Nach Angaben von Grob erreicht das Klärwerk bereits im ersten Jahr des aufgebauten Energiemanagements bilanziell annähernd Energieneutralität.

„Für uns ist das ein wichtiger Schritt, weil wir die Kläranlage damit nicht mehr ausschließlich als Großverbraucher betrachten, sondern zunehmend als dezentralen Energieerzeuger und flexibel steuerbaren Energiestandort“, betont Grob.

Ein geplanter Stromspeicher soll künftig dazu beitragen, die selbst erzeugte Energie noch besser zu nutzen.

Belüftungstechnologie auch international im Einsatz

Die Umrüstung in Friedrichshafen wurde über mehrere Jahre durch AQUACONSULT Anlagenbau begleitet. Nach Angaben des Unternehmens wird die AEROSTRIP-Technologie mittlerweile in mehr als 2.500 kommunalen und industriellen Kläranlagen weltweit eingesetzt.

Zu den deutschen Referenzen zählen unter anderem die Kläranlage Alte Emscher in Duisburg und die Kläranlage Zweibrücken in Rheinland-Pfalz. International kommt die Technik beispielsweise in den drei Abwasserreinigungsanlagen Kopenhagens sowie im Western Treatment Plant im australischen Melbourne zum Einsatz.

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Quelle: Aquaconsult

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Der Mensch hat viele Flüsse und Bäche in Europa durch Querbauwerke, befestigte Ufer und Sohlen sowie durch Begradigungen und Kanalisierungen des Gewässerverlaufs stark verändert. Das spiegelt sich auch im ökologischen Zustand wider: Laut Umweltbundesamt erreichen in Deutschland weniger als 10 Prozent der Flüsse und Bäche einen mindestens guten ökologischen Zustand.

Renaturierung stärkt die biologische Vielfalt

Gewässerausbau und Stoffeinträge lassen die Artenvielfalt schwinden und schwächen die Selbstreinigungskraft sowie die Widerstandsfähigkeit der Gewässer. Renaturierungsmaßnahmen sollen diesen Beeinträchtigungen entgegenwirken und den ökologischen Zustand der Gewässer verbessern. Typische Maßnahmen sind etwa die Neugestaltung von Gewässerverläufen, die Beseitigung von Querbauwerken, die Wiederanbindung von Auen, die Bepflanzung von Flussufern oder das Einbringen von Holzstämmen ins Gewässer. Solche Maßnahmen können sich positiv auf die Vielfalt und Zusammensetzung von Tier- und Pflanzenarten auswirken.

Studie untersucht Funktionen von 281 Fließgewässern

Ein vom UFZ koordiniertes internationales Forschungsteam aus 13 Einrichtungen wertete 66 wissenschaftliche Studien mit Daten von 281 Fließgewässern und Gewässerabschnitten in Europa, Nordamerika, Asien und Ozeanien aus. Untersucht wurde, wie Ökosystemfunktionen auf Renaturierungen reagieren und ob sie sich gemeinsam mit der Biodiversität erholen.

Von zunächst 27 erfassten funktionellen Kenngrößen lagen für neun ausreichend vergleichbare Daten für eine Metaanalyse vor. Dazu gehörten unter anderem Bruttoprimärproduktion, Nährstoffaufnahme, Denitrifikation und die Zersetzung organischen Materials. Diese Prozesse geben Aufschluss darüber, wie ein Gewässerökosystem funktioniert und wie es auf Belastungen oder Renaturierungen reagiert. Bei der Bruttoprimärproduktion bauen Algen und Wasserpflanzen mithilfe von Sonnenlicht und Nährstoffen Biomasse auf. Bei der Denitrifikation wandeln Mikroorganismen Nitrat in gasförmige Stickstoffverbindungen um, wobei auch das starke Treibhausgas Lachgas entstehen kann.

„Hydromorphologische Renaturierung kann biologische Strukturen verbessern, aber die Ökosystemfunktionen erholen sich nicht automatisch mit. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich aus einer verbesserten Gewässerstruktur oder biologischen Erholung nicht zwangsläufig auf eine Erholung der Ökosystemfunktionen schließen lässt“, sagt Ulrike Haase, Erstautorin und Doktorandin der TU Dresden.

Ökosystemfunktionen reagieren unterschiedlich

Die Forschenden fanden zudem heraus, dass Ökosystemfunktionen sehr unterschiedlich auf die Renaturierungsmaßnahmen reagieren. Von den neun untersuchten Funktionen war nur die Denitrifikation in renaturierten Gewässerabschnitten signifikant geringer als in degradierten.

„Das bedeutet allerdings nicht automatisch, dass sich die Funktion verschlechtert hat: Niedrigere Denitrifikationsraten können beispielsweise auch darauf hinweisen, dass weniger überschüssiger Stickstoff im Gewässer vorhanden ist“, sagt UFZ-Fließgewässerökologe Dr. Mario Brauns, Koordinator der Studie und Co-Autor. Für die übrigen Funktionen ließen sich keine eindeutigen Unterschiede gegenüber den degradierten Gewässern nachweisen. „Das zeigt, dass die bislang üblichen Renaturierungsmaßnahmen allein meist nicht ausreichen, um eine messbare Erholung aller Ökosystemfunktionen sicherzustellen“, sagt er.

Im Unterschied dazu zeigten die biologischen Strukturmerkmale, etwa Artenvielfalt sowie Häufigkeit und Biomasse der vorkommenden Arten, nach der Renaturierung im Durchschnitt positive Veränderungen.

„Ob sich eine Ökosystemfunktion tatsächlich erholt, lässt sich jedoch nur beurteilen, wenn wir wissen, wie sie unter geeigneten Referenzbedingungen ausgeprägt ist“, bilanziert er.

Erfolgskontrolle braucht funktionelle Indikatoren

Ökosystemfunktionen spielen in der Bewertung von Renaturierungsmaßnahmen bislang kaum eine Rolle, obwohl die EU-Biodiversitätsstrategie 2030 ausdrücklich die Wiederherstellung der natürlichen Funktionen von Flüssen fordert. Auch die Globale Vereinbarung zum Schutz der Natur, das Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework, nennt die Wiederherstellung von Ökosystemfunktionen als Ziel.

„Ökosystemfunktionen wie die Bruttoprimärproduktion oder die Nährstoffaufnahme lassen sich oft nur vergleichsweise aufwendig quantifizieren“, sagt der UFZ-Forscher.

Für ihre Bewertung fehlen bislang international vergleichbare Standards und geeignete Referenzwerte, wie sie für die Biodiversität bereits etabliert sind. Solche Standards werden notwendig, weil die EU-WVO die Wiederherstellung von Ökosystemfunktionen als Ziel von Renaturierungsmaßnahmen für Fließgewässer vorgibt. Dafür müssen diese Funktionen direkt gemessen und anhand geeigneter Referenzbedingungen bewertet werden.

„Der wesentliche Handlungsbedarf besteht vor allem darin, funktionelle Indikatoren für die Praxis weiterzuentwickeln und zu standardisieren. Wir müssen Monitoring und Erfolgskontrolle künftig um diese Indikatoren ergänzen“, sagt Mario Brauns.

Die wissenschaftlichen Messgrößen sind bereits etabliert. Nun müssen sie mit geeigneten Referenzbedingungen verknüpft und in bestehende Monitoring- und Berichtssysteme integriert werden.

Originalpublikation:
Ulrike Haase, Daniel C. Allen, Christine Anlanger, Iola G. Boëchat, Clara Mendoza-Lera, Wyatt F. Cross, Pia Ebeling, Davi G. Fernandes Cunha, Patrick Fink, Nicolas Finkler, Björn Gücker, Andreas Lorke, Julia Pasqualini, Christopher J. Patrick, Marc Peipoch, Oskar Schröder, Ryan Sponseller, Daniel von Schiller, Markus Weitere, Mario Brauns: Hydromorphological restoration of streams does not ensure the recovery of ecosystem functioning, Global Change Biology, https://doi.org/10.1111/gcb.71126

Wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Mario Brauns
UFZ-Department Fließgewässerökologie
mario.brauns@ufz.de

Quelle: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ

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Die Cybersecurity in kritischen Infrastrukturen steht zunehmend unter Druck. Laut dem „State of Critical Infrastructure Cybersecurity Report 2026“ von Palo Alto Networks haben 69 % der befragten deutschen Organisationen innerhalb der vergangenen zwölf Monate mindestens einen Sicherheitsvorfall mit betrieblichen Auswirkungen erlebt. Gleichzeitig verfügen 66 % nicht über eine vollständige Echtzeitübersicht ihrer operativen Technologie (Operational Technology, OT). Die Ergebnisse verdeutlichen die Herausforderungen für Betreiber vernetzter Industrieanlagen und kritischer Versorgungssysteme.

Cybersecurity in kritischen Infrastrukturen: Sichtbarkeit bleibt eine Schwachstelle

Für die Studie befragte Palo Alto Networks mehr als 1.600 Sicherheitsverantwortliche aus elf Ländern. Untersucht wurden fünf Branchen: Fertigung, Gesundheitswesen und Life Sciences, Energie und Versorgung, Transport sowie der öffentliche Sektor. Aus Deutschland flossen die Angaben von rund 140 Entscheidern ein.

Ein zentrales Ergebnis betrifft die Transparenz über vernetzte Betriebstechnik. 66 % der deutschen Befragten geben an, keine vollständige Echtzeitsicht auf ihre OT-Infrastruktur zu haben. Damit fehlen ihnen potenziell wichtige Informationen über angeschlossene Geräte, Kommunikationsverbindungen und mögliche Schwachstellen.

Solche Transparenzdefizite erschweren die Bewertung von Sicherheitsrisiken. Besonders in Anlagen mit unterschiedlichen Steuerungsgenerationen, langen Nutzungszeiten und zahlreichen Schnittstellen kann die vollständige Erfassung aller verbundenen Systeme eine Herausforderung darstellen.

Künstliche Intelligenz verändert die Bedrohungslage

Ein weiteres Thema der Untersuchung sind mögliche Cyberangriffe unter Einsatz leistungsfähiger KI-Modelle, sogenannter Frontier AI. In Deutschland bewerten 44 % der Befragten diese Bedrohung als sehr oder extrem hoch. Fast jeder fünfte Sicherheitsentscheider beschreibt die aktuelle Situation als fortlaufenden Wettlauf mit hochprofessionellen Angreifern.

KI-gestützte Angriffsmethoden können unter anderem die automatisierte Suche nach Schwachstellen und die Vorbereitung von Angriffen unterstützen. Für Betreiber kritischer Infrastrukturen entsteht dadurch die Herausforderung, mögliche Sicherheitslücken frühzeitig zu erkennen und geeignete Schutzmaßnahmen umzusetzen.

Weltweit äußern laut Palo Alto Networks 95 % der befragten Sicherheitsverantwortlichen Besorgnis über Angriffe mit Frontier AI. Die Ergebnisse beschreiben dabei die Einschätzung der Befragten und sind kein unmittelbarer Nachweis einer entsprechenden Zunahme tatsächlich durchgeführter KI-Angriffe.

Sieben Sicherheitssysteme erhöhen die betriebliche Komplexität

Auch die Vielzahl eingesetzter Sicherheitslösungen stellt die Organisationen vor Herausforderungen. Deutsche Betreiber kritischer Infrastrukturen nutzen der Studie zufolge durchschnittlich sieben unterschiedliche Sicherheitstools.

54 % der Befragten berichten, dass diese heterogene Sicherheitslandschaft die betriebliche Komplexität erhöht. Weitere 59 % sehen steigende Betriebskosten, unter anderem durch Wartungsaufwand und die Einbindung älterer Systeme.

Die parallele Nutzung verschiedener Anwendungen kann insbesondere dann problematisch werden, wenn Sicherheitsinformationen nicht zentral zusammengeführt werden. Werden Ereignisse in getrennten Systemen erkannt und bewertet, erschwert dies eine koordinierte Reaktion auf mögliche Angriffe.

Sicherheitsvorfälle verursachen Ausfallzeiten und finanzielle Schäden

Die Untersuchung zeigt auch konkrete betriebliche Auswirkungen von Cyberangriffen. 69 % der befragten deutschen Organisationen berichten von mindestens einem Sicherheitsvorfall innerhalb der vergangenen zwölf Monate, der ihre Betriebsabläufe beeinträchtigt hat.

Als wesentliche Folgen nennen die Befragten ungeplante Ausfallzeiten (55 %) und finanzielle Verluste (52 %). Damit wird deutlich, dass Cybersicherheit nicht ausschließlich eine Aufgabe der IT-Abteilungen ist, sondern unmittelbar mit der betrieblichen Verfügbarkeit und wirtschaftlichen Stabilität zusammenhängt.

Die Ergebnisse beziehen sich auf die untersuchten Branchen insgesamt. Eine gesonderte Auswertung für Unternehmen der Wasser- und Abwasserwirtschaft liegt in den bereitgestellten deutschen Studienangaben nicht vor.

Was die Studienergebnisse für die Wasserwirtschaft bedeuten

Für Wasserwerke, Kläranlagen und Betreiber von Versorgungsnetzen sind insbesondere die Erkenntnisse zur OT-Sicherheit relevant. Prozessleitsysteme, speicherprogrammierbare Steuerungen, Mess- und Regeltechnik sowie Fernwirksysteme bilden wesentliche Bestandteile eines zuverlässigen Anlagenbetriebs.

Mit der zunehmenden Vernetzung steigen die Anforderungen an die Absicherung dieser Systeme. Dabei müssen Betreiber sowohl die Verfügbarkeit der Anlagen als auch die Integrität von Messwerten und Steuerungsbefehlen berücksichtigen. Sicherheitsmaßnahmen dürfen gleichzeitig die betrieblich erforderlichen Funktionen nicht unkontrolliert beeinträchtigen.

Die Studienergebnisse unterstreichen daher die Bedeutung einer vollständigen Bestandsaufnahme vernetzter OT-Komponenten. Ebenso relevant sind klar geregelte Zugriffsberechtigungen, die Trennung unterschiedlicher Netzwerkbereiche und ein abgestimmtes Vorgehen zwischen IT-Sicherheit und technischem Anlagenbetrieb.

Netzwerksegmentierung und gemeinsame Sicherheitsprozesse

In ihrer internationalen Auswertung stellt Palo Alto Networks fest, dass 68 % der untersuchten Organisationen keine vollständige Echtzeittransparenz über sämtliche mit ihren OT-Netzwerken verbundenen Anlagenkomponenten besitzen. Zudem haben 74 % ihre IT- und OT-Sicherheitsprozesse bislang nicht vollständig integriert.

Als mögliche Maßnahmen nennt der Bericht eine verbesserte Erfassung vernetzter Anlagenkomponenten, die Priorisierung betriebsrelevanter Risiken sowie Netzwerksegmentierung und kontrollierte Fernzugriffe. Dadurch lässt sich begrenzen, welche Systeme miteinander kommunizieren dürfen und wie weit sich ein möglicher Angriff innerhalb einer Infrastruktur ausbreiten kann.

Für Betreiber wasserwirtschaftlicher Anlagen ist dabei eine auf die jeweiligen Betriebsbedingungen abgestimmte Umsetzung erforderlich. Insbesondere Eingriffe in bestehende Steuerungsnetze müssen sorgfältig geplant werden, um ungeplante Beeinträchtigungen des Anlagenbetriebs zu vermeiden.

Fazit: OT-Sicherheit wird zur betrieblichen Daueraufgabe

Die Studie macht deutlich, dass kritische Infrastrukturen vor mehreren miteinander verbundenen Herausforderungen stehen: eingeschränkte Transparenz über OT-Systeme, zunehmende Komplexität der Sicherheitsarchitektur und die Sorge vor KI-gestützten Angriffen.

Für die Wasserwirtschaft lassen sich daraus wichtige Handlungsfelder ableiten. Eine aktuelle Übersicht der eingesetzten Systeme, abgestimmte IT- und OT-Sicherheitsprozesse und die Begrenzung von Netzwerkzugriffen können dazu beitragen, Cyberrisiken systematisch zu reduzieren und die Verfügbarkeit wasserwirtschaftlicher Anlagen zu unterstützen.

Weitere Informationen zur Studie veröffentlicht Palo Alto Networks in seinem englischsprachigen Beitrag „State of Global Critical Infrastructure Cybersecurity 2026“.

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Die KI-Cybersicherheit steht vor neuen Herausforderungen: 61 % der Unternehmen in Deutschland, Österreich und der Schweiz (DACH) sind bereit, beim Einsatz künstlicher Intelligenz höhere Cyberrisiken als noch vor einem Jahr einzugehen. Weltweit liegt dieser Anteil bei 56 %. Das zeigt die am 22. Oktober 2026 veröffentlichte Studie „Licensed to Act: How AI Autonomy Is Outrunning the Limits Placed on It“ des IT-Sicherheitsunternehmens Illumio. Für Betreiber kritischer Infrastrukturen wie der Wasser- und Abwasserwirtschaft stellt sich damit verstärkt die Frage, wie sich KI-Anwendungen sicher in bestehende IT- und Betriebsumgebungen integrieren lassen.

KI-Cybersicherheit: Automatisierte Entscheidungen nehmen zu

Nach Angaben der Studie delegieren 63 Prozent der befragten Organisationen in der DACH-Region inzwischen Entscheidungen an KI-Systeme, die vor zwölf Monaten noch eine menschliche Genehmigung erforderten. Zugleich geben 61 % an, sämtliche Aktionen ihrer KI-Agenten nachvollziehen zu können. Weltweit liegt dieser Wert bei 49 %.

Die zunehmende Transparenz bedeutet jedoch nicht automatisch, dass KI-Systeme ausreichend kontrolliert werden. Insbesondere eigenständig handelnde KI-Agenten können auf Anwendungen, Datenbanken und IT-Infrastrukturen zugreifen. Ohne klar definierte Berechtigungen entstehen dadurch zusätzliche Sicherheitsrisiken.

79 % berichten von KI-bezogenen Sicherheitsvorfällen oder Warnsignalen

Die Studienergebnisse verdeutlichen das Ausmaß möglicher Risiken. 79 % der Organisationen in der DACH-Region haben innerhalb der vergangenen zwölf Monate mindestens einen KI-bezogenen Sicherheitsvorfall erlebt oder entsprechende Warnsignale festgestellt. Weltweit beträgt dieser Anteil 76 %.

39 % der Organisationen berichten von einem Sicherheitsvorfall oder einem knapp verhinderten Ereignis. Bei 30 % griff KI auf Daten zu, für die keine entsprechende Berechtigung bestand. Weitere 29 % registrierten KI-Empfehlungen, deren Umsetzung ein Sicherheitsrisiko verursacht hätte.

Darüber hinaus geben 25 % an, dass KI eine nicht autorisierte Aktion vorgeschlagen oder ausgelöst hat. Bei 18 % stellte ein KI-Agent oder ein entsprechendes Tool ohne vorherige Sicherheitsfreigabe eine Verbindung zu Systemen her.

KI übernimmt zunehmend Aufgaben der IT-Sicherheit

72 % der Organisationen in der DACH-Region setzen künstliche Intelligenz bereits in ihren Cybersicherheitsprozessen ein. Weltweit sind es 67 %. Dabei nimmt auch die Bereitschaft zu, sicherheitsrelevante Aufgaben ohne menschliche Kontrolle ausführen zu lassen.

30 % der befragten Organisationen halten es für vertretbar, dass KI Sicherheitsvorfälle eigenständig untersucht. 38 % können sich unbeaufsichtigte Codeänderungen durch KI vorstellen. Weitere 28 % akzeptieren grundsätzlich, dass KI selbstständig Zugriffsberechtigungen erteilt oder entzieht.

Gerade bei sicherheitskritischen Anwendungen können solche Eingriffe weitreichende Folgen haben. Werden Berechtigungen falsch vergeben oder Konfigurationen unbeabsichtigt verändert, können zusätzliche Angriffsmöglichkeiten und Betriebsrisiken entstehen.

Bedeutung für Wasserwerke und Abwasseranlagen

Für die Wasserwirtschaft ist die Entwicklung insbesondere im Zusammenhang mit der zunehmenden Digitalisierung von Versorgungs- und Entsorgungsanlagen relevant. In Wasserwerken, Kläranlagen und Leitwarten kommen vernetzte Systeme zur Überwachung, Steuerung und Auswertung betrieblicher Prozesse zum Einsatz.

Werden KI-Anwendungen in solche Umgebungen eingebunden, müssen ihre Zugriffsrechte und Handlungsmöglichkeiten eindeutig geregelt sein. Besonders wichtig ist die Trennung zwischen administrativen IT-Systemen und der operativen Steuerungstechnik (Operational Technology, OT).

KI-Systeme zur Auswertung von Betriebsdaten oder zur Unterstützung der Instandhaltung benötigen nicht zwangsläufig Berechtigungen, um unmittelbar in Anlagensteuerungen einzugreifen. Durch abgestufte Zugriffsrechte, Netzwerksegmentierung und technische Freigabeverfahren lässt sich begrenzen, welche Systeme miteinander kommunizieren und welche Aktionen automatisiert ausgeführt werden dürfen.

Die Illumio-Studie untersucht Organisationen unterschiedlicher Branchen. Die veröffentlichten DACH-Ergebnisse lassen daher keine unmittelbaren Rückschlüsse auf die Häufigkeit von KI-Sicherheitsvorfällen speziell in der Wasserwirtschaft zu.

Zero Trust und Netzwerksegmentierung als Sicherheitsansatz

73 % der befragten DACH-Organisationen sind der Ansicht, dass KI-Agenten andere Sicherheitskontrollen benötigen als herkömmliche Software. Gleichzeitig betrachten 71 % die Begrenzung von KI-Zugriffsrechten als wichtiger, als sämtliche potenziellen Bedrohungen im Voraus vorherzusagen.

Dennoch nennen lediglich 19 % ausdrücklich definierte und zulässige KI-Aktionen als eine ihrer wichtigsten Sicherheitsmaßnahmen. Zudem geben 30 % an, dass die Verbreitung fortschrittlicher KI-Systeme die Bedeutung von Netzwerksegmentierung und Mikrosegmentierung erhöht hat.

Ein möglicher Ansatz ist das Zero-Trust-Prinzip. Dabei werden Zugriffe auf Systeme und Ressourcen nicht pauschal erlaubt, sondern anhand festgelegter Berechtigungen und Sicherheitsanforderungen kontrolliert. Ergänzend können segmentierte Netzwerke verhindern, dass sich unzulässige Verbindungen ungehindert zwischen unterschiedlichen IT- und OT-Bereichen ausbreiten.

Fazit: Kontrolle muss mit der KI-Autonomie wachsen

Die Studienergebnisse zeigen ein Spannungsfeld zwischen zunehmender KI-Nutzung und der Absicherung automatisierter Entscheidungen. Obwohl viele Organisationen die Risiken erkennen, sind verbindliche Grenzen für eigenständig handelnde KI-Systeme noch nicht überall etabliert.

Für Unternehmen der Wasser- und Abwasserwirtschaft ergibt sich daraus die Aufgabe, mögliche KI-Einsatzbereiche mit bestehenden Sicherheitskonzepten abzugleichen. Neben der Nachvollziehbarkeit automatisierter Entscheidungen sind insbesondere begrenzte Zugriffsrechte, die Trennung sicherheitskritischer Systeme und menschliche Freigaben für risikoreiche Eingriffe entscheidend.

Quelle: Illumio, Studie „Licensed to Act: How AI Autonomy Is Outrunning the Limits Placed on It“, veröffentlicht am 22. Oktober 2026. Die vollständige Studie gibt es hier als interaktiven Report zum kostenfreien Download.

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Die Ausweisung eines Meeresschutzgebiets bedeutet nicht automatisch, dass die dortigen Ökosysteme wirksam geschützt werden. Zu diesem Ergebnis kommt der Europäische Rechnungshof in seiner aktuellen Prüfung. Ein zentrales Problem sei das Fehlen eines einheitlichen Systems von Schutzkategorien, das festlegt, welche wirtschaftlichen Aktivitäten mit den jeweiligen Erhaltungszielen vereinbar sind.

Besonders kritisch bewerten die Prüfer die Auswirkungen der Fischerei und anderer Tätigkeiten, die den Meeresboden schädigen. Obwohl diese eine erhebliche Bedrohung für die biologische Vielfalt darstellen, gelten bislang nur in einem kleinen Teil der Schutzgebiete entsprechende Fangbeschränkungen.

Rechnungshof fordert konkrete Schutzmaßnahmen

„Die EU hat bei der Ausweisung von Meeresschutzgebieten Fortschritte gemacht. Unsere Prüfung zeigt aber: Die eigentliche Herausforderung besteht darin, diese Gebiete auch tatsächlich zu schützen“, erklärt Iliana Ivanova, Mitglied des Europäischen Rechnungshofs und zuständig für die Prüfung.

Nach Einschätzung der Prüfer müssen die EU-Kommission und die Mitgliedstaaten enger zusammenarbeiten, um verbindliche und durchsetzbare Schutzmaßnahmen zu entwickeln. Insbesondere bei der Fischerei gestaltet sich dies schwierig, wenn Flotten aus mehreren Mitgliedstaaten betroffen sind. Zudem weist das bestehende Netz von Meeresschutzgebieten erhebliche Lücken auf. Vor allem küstenferne Gebiete und Tiefseelebensräume seien bislang unzureichend berücksichtigt. Auch fehle es an Plänen, um die Schutzgebiete an die Folgen des Klimawandels anzupassen.

Finanzierung und Beteiligung bleiben Herausforderungen

Neben den ökologischen Defiziten kritisiert der Rechnungshof die finanziellen und organisatorischen Rahmenbedingungen. Wirksamer Meeresschutz erfordere langfristig planbare Mittel. Derzeit verteile sich die Finanzierung jedoch auf nationale Haushalte und verschiedene EU-Förderinstrumente. Hinzu kämen Engpässe beim Personal.

Verbesserungsbedarf sehen die Prüfer auch bei der Beteiligung der Menschen vor Ort. Zwar würden Interessengruppen zunehmend in die Planung einbezogen, ihre tatsächlichen Mitgestaltungsmöglichkeiten seien jedoch häufig begrenzt. Gerade in Küstenregionen könnten Naturschutzmaßnahmen erhebliche wirtschaftliche und soziale Auswirkungen haben. Deshalb empfehlen die Prüfer, Betroffene stärker an Entscheidungen zu beteiligen und mögliche negative Folgen durch geeignete Maßnahmen abzufedern. Dies könne dazu beitragen, die Akzeptanz und langfristige Wirksamkeit des Meeresschutzes zu verbessern.

Quelle: Pressestelle des Europäischen Rechnungshofs

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Das Forschungsschiff SONNE ist zu einer Expedition in die Clarion-Clipperton-Zone (CCZ) im Pazifik aufgebrochen. In dem Gebiet nahe des Äquators befinden sich die größten bekannten Vorkommen polymetallischer Knollen am Meeresboden. Auch Deutschland verfügt dort über eine Erkundungslizenz.

Unter der Leitung von Dr. Matthias Haeckel vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel untersucht ein internationales Forschungsteam Gebiete, in denen vor rund fünfeinhalb Jahren der Abbau von Manganknollen getestet wurde. Ziel ist es, die ökologischen Auswirkungen auf die Lebensräume am Meeresboden und in der Wassersäule zu erfassen. Die Ergebnisse sollen eine wissenschaftliche Grundlage für Entscheidungen zum Tiefseebergbau liefern.

Manganknollen bieten Lebensraum für zahlreiche Arten

Manganknollen wachsen extrem langsam. Innerhalb von einer Million Jahren nehmen sie lediglich um etwa ein bis zwei Millimeter zu. Werden sie von Sediment bedeckt, lösen sie sich wieder auf. Auf dem Tiefseeboden bieten sie zahlreichen Tierarten einen festen Untergrund zur Besiedlung.

„Auf jeder Knolle sitzen zwei bis drei Tierchen“, sagt Dr. Matthias Haeckel, Biogeochemiker am GEOMAR und Leiter der Expedition SO322 „NoduleMonitoring3“.

Zu den dort lebenden Organismen gehören Seeanemonen, Weichkorallen und große gestielte Schwämme, die wiederum anderen Lebewesen Schutz bieten. Werden die Knollen entfernt, verschwinden auch diese Lebensräume. Aufgrund der langsamen ökologischen Prozesse geht Haeckel davon aus, dass eine Wiederbesiedlung der betroffenen Flächen während des Untersuchungszeitraums nicht zu erwarten ist.

Forschende untersuchen Folgen eines Abbautests

Im Frühjahr 2021 testete das belgische Unternehmen Global Sea Mineral Resources (GSR) in der Clarion-Clipperton-Zone einen ferngesteuerten Vorprototyp eines Manganknollen-Kollektors. Das Gerät war 74 Stunden lang in mehr als 4.000 Metern Tiefe im Einsatz, legte rund 32 Kilometer zurück und baute auf einer Fläche von 54.000 Quadratmetern Manganknollen ab. Das entspricht etwa sieben Fußballfeldern.

Die aktuelle Expedition untersucht, welche Veränderungen fünfeinhalb Jahre nach diesem Eingriff am Meeresboden nachweisbar sind. Die Forschungsfahrt erfolgt im Rahmen des Projekts MiningImpact, das seit 2015 die möglichen Umweltauswirkungen des Tiefseebergbaus erforscht.

Sedimentwolken belasten Meeresorganismen

Neben der Entfernung der obersten, von Organismen besiedelten Sedimentschicht stellt aufgewirbeltes Sediment eine weitere Belastung dar. Die entstehenden Sedimentwolken lagern sich im Umkreis von mehreren hundert Metern wieder ab. Besonders betroffen sind festsitzende Organismen, die diesen Ablagerungen nicht ausweichen können.

Haeckel erklärt: „Einige Organismen können sich reinigen, andere nicht. Diejenigen, die ihre Nahrung aus dem Wasser filtern, werden sehr wahrscheinlich auch beeinträchtigt.“

Wie stark die Auswirkungen sind, lässt sich bislang nur begrenzt beurteilen, da viele ökologische Zusammenhänge in der Tiefsee noch nicht ausreichend erforscht sind.

„Wir haben das Ökosystem dort noch lange nicht verstanden, wir wissen nicht, welche Rolle die einzelnen Organismen spielen“, sagt der Wissenschaftler vor seiner sechsten Forschungsreise zu den Manganknollenfeldern. „Wir fangen erst langsam an, die Tiefsee zu verstehen.“

Unterwasserroboter und Messgeräte im Einsatz

Für die Untersuchungen ist die SONNE mit umfangreicher Forschungstechnik ausgestattet. Dazu gehören der ferngesteuerte Tauchroboter ROV KIEL 6000, das autonome Unterwasserfahrzeug AUV ABYSS, drei auf dem Meeresboden einsetzbare Lander sowie verschiedene Probenahmegeräte wie Multi- und Boxcorer. Insgesamt umfasst die wissenschaftliche Ausrüstung 16 Container. Die SONNE wird während der 54-tägigen Expedition keinen Hafen anlaufen und damit ihre maximale Einsatzdauer ausschöpfen.

An Bord arbeiten Forschende aus 17 Institutionen in sieben europäischen Ländern zusammen. Vertreten sind die Fachrichtungen Biologie, Mikrobiologie, Chemie, Ozeanographie und Geologie. Neben den Veränderungen der Lebensgemeinschaften untersuchen sie, wie lange Sedimentwolken nachwirken und ob künstliche Hartsubstrate als Ersatz für entfernte Manganknollen die Wiederbesiedlung fördern können.

Langfristige Folgen für das Tiefseeökosystem unklar

Große Teile des Tiefseeökosystems sind weiterhin kaum erforscht. Insbesondere die Artenvielfalt und die Verbindungen zwischen verschiedenen Lebensgemeinschaften werfen zahlreiche Fragen auf.

Haeckel erläutert: „Viele Arten in der CCZ sind extrem selten, rund neunzig Prozent der Tiere, die wir bisher gefunden haben sind noch unbestimmt und haben keinen Namen. Und niemand weiß, wie viele Tiere noch im Verborgenen leben.“

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die sogenannte Konnektivität, also der Austausch zwischen Populationen über größere Entfernungen. Laut Haeckel seien einige Arten über die gesamte Clarion-Clipperton-Zone und teilweise sogar über den gesamten Pazifik verbreitet. Dies deute auf einen genetischen Austausch hin. Über welche räumlichen und zeitlichen Zwischenschritte dieser stattfinde, sei bislang jedoch unbekannt.

Die Zerstörung einzelner Lebensräume könnte daher auch Auswirkungen auf weit entfernte Ökosysteme haben. Haeckel warnt, dass solche großräumigen Schäden möglicherweise erst erkannt würden, wenn es bereits zu spät sei. Eine Erholung des Ökosystems sei nicht zu erwarten, da durch den Abbau nicht nur die Lebensräume auf den Manganknollen dauerhaft verloren gingen, sondern auch die Prozesse im Sediment über Jahrtausende verändert würden.

Quelle: Reise in die Zeitlupenwelt der Tiefsee: Expedition untersucht ökologische Auswirkungen eines möglichen Tiefseebergbaus

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Die Bundesregierung hat ein Sofortprogramm zur Bergung von Munition in Nord- und Ostsee gestartet. Dafür wurden Bau und Betrieb einer Plattform beauftragt, mit deren Hilfe die Weltkriegsaltlasten auf See unschädlich gemacht werden sollen. Während in der Ostsee bereits Pilotprojekte laufen, werden parallel Räumkonzepte für die Nordsee entwickelt.

Das Forschungsschiff Heincke des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) steuert derzeit mehrere Verklappungsgebiete in der Deutschen Bucht an. Ziel ist es, unter Sand verborgene Munition zu kartieren und damit eine spätere Pilotbergung vorzubereiten. Gleichzeitig untersuchen die Forschenden, welche Auswirkungen gelöste Explosivstoffe aus den Munitionsaltlasten auf Meeresorganismen haben.

Unterwasserroboter untersuchen historische Schiffswracks

Das Wrack der SMS Mainz, die im August 1914 westlich von Helgoland sank, wird bereits seit mehreren Jahren vom Forschungsteam um Dr. Matthias Brenner vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, untersucht. Der Biologe leitet eine zweiwöchige Forschungsfahrt vom 17. bis 31. Oktober 2026 mit der Heincke. Neben der SMS Mainz steht auch das Wrack des Panzerkreuzers Blücher auf dem Untersuchungsprogramm.

Im Rahmen des Projekts REMARCO kommen verschiedene Unterwasserroboter zum Einsatz. Dazu gehören ein kabelgebundenes ROV des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz sowie autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs). Sie sollen die Wracks kartieren und visualisieren, damit die Forschenden deren Zustand genauer analysieren können.

Matthias Brenner, Leiter des REMARCO-Projekts, erläutert: „Nach über 100 Jahren am Meeresgrund steigt die Gefahr, dass die Wracks kollabieren. Daher ist es wichtig, ihren Zustand zu überwachen. Außerdem treten mit zunehmender Korrosion auch giftige und krebserregende Explosivstoffe aus. Diese Schadstoffe bedrohen Meereslebewesen, Lebensmittelsicherheit und menschliche Gesundheit.“

Schadstoffbelastung und Auswirkungen auf Meereslebewesen

Um die Folgen austretender Schadstoffe zu erfassen, entnimmt das Expeditionsteam Wasser- und Sedimentproben in der Umgebung der Wracks. Darüber hinaus werden Fische und bodenlebende Organismen gesammelt und anschließend auf Explosivstoffe untersucht. Bei den Fischen prüfen die Forschenden zusätzlich den Gesundheitszustand. Dabei soll festgestellt werden, ob Tiere in der Nähe der Wracks häufiger Krankheiten und Tumore aufweisen als Fische aus unbelasteten Vergleichsgebieten.

Forschende von Senckenberg am Meer untersuchen außerdem die Artenzusammensetzung und Häufigkeit wirbelloser Organismen im Sediment, der sogenannten Infauna. Im Mittelpunkt steht dabei die Frage, wie diese mit der jeweiligen Schadstoffbelastung zusammenhängen.

Zusammenarbeit bei der Überwachung von Munitionsaltlasten

Während der Forschungsfahrt wird auch die Bundespolizei für einen Tag an Bord sein, um ein autonomes Unterwasserfahrzeug zu testen.

Matthias Brenner betont die Bedeutung der Zusammenarbeit: „In unseren Projekten arbeiten wir mit Behörden und der Industrie zusammen, damit wir die Risiken von Unterwassermunition besser überwachen und vermindern können. Auch die Entwicklung automatisierter Lösungen für die Überwachung und Sanierung zu entwickeln ist Ziel des Projekts, so dass diese Kooperation hervorragend zu unserer Mission passt.“

Magnetkartierung soll spätere Munitionsbergung vorbereiten

Im Anschluss an die Untersuchungen der Schiffswracks wird die Heincke im Rahmen des Projekts CONMAR sieben Verklappungsgebiete in der Deutschen Bucht anfahren. Dort wurde nach den Weltkriegen Munition im Meer versenkt. Da die Kampfmittel inzwischen teilweise unter Sand liegen, ist ihre Kartierung nur mithilfe magnetischer Messverfahren möglich. Dafür kommt das sogenannte MagWing-System des Unternehmens SeaTerra zum Einsatz.

„Wir freuen uns sehr, dass die Firma SeaTerra mit dem sogenannten MagWing dabei ist, um das Verklappungsgebiet zu untersuchen. Das ist bisher so noch nie gemacht worden und auch der Kampfmittelräumdienst weiß aktuell nicht, was dort genau am Meeresboden liegt“, erklärt AWI-Fahrtleiter Matthias Brenner.

Die Untersuchungen dienen zugleich als Vorbereitung für die geplante Räumung der Munitionsaltlasten im Rahmen des Sofortprogramms der Bundesregierung.

„Das ist auch eine Vorbereitung auf die Räumphase des Sofortprogramms zur Bergung von Munition in Nord- und Ostsee der Bundesregierung. Kürzlich wurden Bau und Betrieb einer Bergungsplattform beauftragt und jetzt wird es auch um Räumkonzepte für die Nordsee gehen. Dafür sind die Magnetkartierung sehr wichtig, damit man im Rahmen einer Pilotbergung Munition zielsicher freispülen kann.“

Quelle: Weltkriegsmunition in der Nordsee

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Stickney: Ein Klärwerk für mehr als zwei Millionen Menschen

Südwestlich von Chicago im US-Bundesstaat Illinois liegt eine Kläranlage, deren Dimensionen selbst für die kommunale Abwasserwirtschaft außergewöhnlich sind. Die Stickney Water Reclamation Plant reinigt durchschnittlich rund 2,65 Millionen Kubikmeter Abwasser pro Tag. Bei maximaler Auslastung kann die Anlage sogar rund 5,45 Millionen Kubikmeter täglich behandeln. Das entspricht mehr als 60 Kubikmetern pro Sekunde.

Damit gehört Stickney zu den größten kommunalen Kläranlagen der Welt. Guinness World Records führt sie in der Kategorie „Largest sewage works“ sogar als Rekordhalter. Der Eintrag verweist auf das Jahr 1939 und nennt eine damalige Anlagenfläche von 231 Hektar sowie historische Betriebsdaten aus dem Jahr 1995. Ob Stickney auch heute noch die weltweit größte kommunale Kläranlage ist, lässt sich daraus allerdings nicht zweifelsfrei ableiten.

Betrieben wird die Anlage vom Metropolitan Water Reclamation District of Greater Chicago (MWRD). Ihr Einzugsgebiet umfasst rund 2,2 Millionen Menschen im zentralen Stadtgebiet Chicagos und in 46 weiteren Gemeinden. Die heutige Anlage besteht aus zwei ursprünglich getrennten Klärwerken: dem 1930 in Betrieb genommenen West Side Plant und dem 1939 hinzugekommenen Southwest Plant.

Abwasserreinigung im industriellen Maßstab

Nach Angaben des Betreibers dauert der Reinigungsprozess rund zwölf Stunden. Dafür durchläuft das Abwasser mehrere mechanische und biologische Behandlungsstufen. Zunächst werden grobe Feststoffe und absetzbare Bestandteile entfernt. Anschließend bauen Mikroorganismen in belüfteten Becken organische Verunreinigungen ab. Das gereinigte Wasser wird schließlich in den Chicago Sanitary and Ship Canal eingeleitet.

Darüber hinaus gewinnt der Betreiber aus dem Abwasser verschiedene Ressourcen zurück. Ein Beispiel ist die Phosphorrückgewinnung: Mithilfe eines großtechnischen Verfahrens werden Nährstoffe aus Teilströmen der Schlammbehandlung zurückgewonnen und zu einem Düngemittel verarbeitet. Auch bei der Schlammbehandlung entstehendes Biogas und aufbereitete Klärschlämme werden verwertet.

Henriksdal: Eine Kläranlage tief im Fels

Während Stickney durch seine oberirdischen Dimensionen beeindruckt, liegt eine andere Rekordanlage weitgehend verborgen im Untergrund: Das Klärwerk Henriksdal in Stockholm gilt laut Guinness World Records als erste große unterirdisch errichtete Abwasserbehandlungsanlage der Welt. Zwischen 1941 und 1971 wurden für den Bau nahezu eine Million Kubikmeter Fels ausgebrochen, um Platz für die technischen Einrichtungen zu schaffen.

Der Standort zeigt, wie sich kommunale Abwasserreinigung auch bei begrenztem oberirdischem Flächenangebot realisieren lässt. Gerade für dicht besiedelte Städte kann die Unterbringung großer Teile der Infrastruktur im Untergrund eine interessante Lösung darstellen.

Henriksdal wird derzeit umfassend modernisiert. Stockholm Vatten och Avfall setzt dabei auf Membranbioreaktoren (MBR), um die Reinigungsleistung zu erhöhen. Die erste MBR-Linie wurde bereits 2021 in Betrieb genommen. Weitere biologische Behandlungslinien werden schrittweise umgerüstet. Nach Abschluss des Ausbauprogramms soll Henriksdal auf eine Belastung von rund 1,6 Millionen Einwohnerwerten ausgelegt sein.

Der historische Guinness-Rekord trifft damit auf moderne Abwassertechnik: Aus einer frühen unterirdischen Großkläranlage entsteht ein Standort mit weitreichender Membrantechnologie.

New Delta: 7,5 Millionen Kubikmeter Wasser pro Tag

Noch größere Aufbereitungskapazitäten erreicht die New Delta Irrigation Water Treatment Plant in Ägypten. Die Anlage in Dabaa wurde am 26. Juli 2023 von Guinness World Records als größte Wasseraufbereitungsanlage nach Behandlungskapazität ausgezeichnet.

Der Rekordwert beträgt 86,8 Kubikmeter pro Sekunde. Umgerechnet entspricht das rund 7,5 Millionen Kubikmetern Wasser pro Tag. Zusätzlich hält die Anlage einen Guinness-Rekord hinsichtlich ihrer Anlagenfläche von 320.600 Quadratmetern.

New Delta bereitet Wasser insbesondere für landwirtschaftliche Bewässerungszwecke auf. Die Anlage ist Teil der ägyptischen Bemühungen, zusätzliche Wasserressourcen für landwirtschaftlich genutzte Flächen bereitzustellen.

Drei Rekorde, unterschiedliche technische Herausforderungen

Die drei Guinness-Rekordstandorte zeigen, wie unterschiedlich technische Spitzenleistungen in der Wasserwirtschaft aussehen können. Stickney steht für die Behandlung enormer kommunaler Abwassermengen, Henriksdal für die Integration komplexer Reinigungstechnik in den Untergrund und New Delta für Wasseraufbereitung in besonders großem Maßstab.

Die Rekorde beziehen sich auf unterschiedliche Kategorien und stammen aus verschiedenen Jahren. Dennoch verdeutlichen die Anlagen, welche Dimensionen moderne Wasser- und Abwasserinfrastruktur erreichen kann – und wie unterschiedlich die technischen Lösungen ausfallen, mit denen Städte und Regionen ihre Wasserressourcen bewirtschaften.

Quellen:
Guinness World Records – Stickney
MWRD – Anlageninformationen: Rekordstatus, Durchsatz, Anlagenhistorie und Einzugsgebiet
Guinness World Records – Henriksdal
Stockholm Vatten och Avfall – Ausbauprogramm: Unterirdischer Bau und Modernisierung
Guinness World Records – New Delta, Kapazität
Guinness World Records – New Delta, Fläche: Rekordangaben von 2023

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(Beitrag von Ingenieure ohne Grenzen e. V.)

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