Een goede waterkwaliteit is belangrijk voor mens en natuur. In een waterrijk land als Nederland is het bewaken van de waterkwaliteit een zeer arbeidsintensieve opgave. Onderzoekers van de TU Delft hebben daarom een zogenoemde ‘Pelikaandrone’ ontwikkeld: een drone die snel verse watermonsters kan nemen, gecombineerd met een meetinstrument voor directe analyse van de waterkwaliteit. Deze week is de drone getest in het ‘living lab’ in het nieuwe natuurgebied Marker Wadden.
Watermonsters worden nu nog handmatig vanaf de wal of een vaartuig genomen en naar het laboratorium gestuurd voor microscopisch onderzoek. Het transport van een monster naar het laboratorium kan de kwaliteit van het monster echter negatief beïnvloeden Daarnaast is deze methode relatief kostbaar en arbeidsintensief. Bovendien verandert de waterkwaliteit vaak zo snel dat het wenselijk is om vaker te kunnen meten.
Sneller en vaker
Om sneller en vaker water te kunnen bemonsteren zonder extra kosten, ontwikkelen onderzoekers van de TU Delft eenwaterdichte drone die automatisch kan landen op, en zelfs kan duiken in, het water.
Op deze ‘Pelikaandrone’ wordt een (hyperspectrale) camera gemonteerd voor luchtopnames, waarmee actuele monsternamepunten voor de drone worden bepaald. De drone landt vervolgens op deze locaties op het water en neemt een aantal monsters.
Deze monsters worden na terugkeer van de drone automatisch en direct geanalyseerd in een CytoSense, een flow cytometer die algen en andere micro-organismen scant en fotografeert. Binnen een aantal minuten worden tienduizenden organismen gescand en worden er duizenden gefotografeerd. De gegevens worden automatisch verwerkt en naar een online portaal ge-upload. Hiermee wordt verslechtering van het monster zoveel mogelijk voorkomen. Bij terugkomst laadt de drone zichzelf op in een laadstation.
Kevin van Hecke van het Micro Air Vehicle Lab (MAVLab) van de TU Delft: ‘De Pelikaandrone kan de monitoring van waterkwaliteit sterk verbeteren en de kosten verlagen. Er kan veel sneller en efficiënter worden gecontroleerd op bijvoorbeeld blauwalg. De combinatie van drone en flowcytometrie zorgt ervoor dat de waterkwaliteit autonoom en in real time gemonitord kan worden. Ons plan is om uiteindelijk ook onder water proefmonsters te nemen met de drone. Daarom hebben we dit de Pelikaandrone genoemd.’
Living lab
In de zomer van 2019 zijn verscheidene vluchten uitgevoerd in een kleine recreatieplas nabij Leiden, en vandaag bemonsterde de Pelikaandrone het Markermeer, nabij de nieuw aangelegde Marker Wadden. De data van deze testen worden door wetenschappers gevalideerd met andere bronnen.
Marker Wadden is een ‘Living Lab’ waarin onderzoekers van het Kennis en Innovatieprogramma Marker Wadden (KIMA) praktijkproeven uitvoeren. Waterkwaliteitsbeheer rond dit nieuw aangelegde natuurgebied is nog volop in onderzoek, zodat dit een unieke omgeving biedt om de nieuwe technologie van de Pelikaandrone te ontwikkelen.
