Als ich morgens joggen ging, erinnerte mich die Luftqualitäts-App auf meinem Handy daran, dass der heutige PM2,5-Index bei 35 liegt und ich mich daher gut für Sport im Freien eignen würde. Als ich am Fluss neben dem Wohngebiet entlangging, sah ich auf dem Bildschirm zur Wasserqualitätsüberwachung die grünen Daten „Trübung 0,5 NTU, gelöster Sauerstoff 8,2 mg/l“. Als ich Gemüse kaufte, hörte ich den Verkäufer sagen: „Der Boden, auf dem dieses lokale Gemüse angebaut wird, wurde getestet und der Schwermetallgehalt entspricht voll und ganz den Standards.“ Hinter diesen vertrauten Angaben verbirgt sich in Wirklichkeit ein „Umweltdetektivteam“ einer Smart City – Wasserqualitäts-, Gas- und Bodensensoren arbeiten zusammen.

Der „Überwachungsaußenposten“, versteckt in der Ecke der Stadt

Das erste Mal, dass ich von diesen Sensoren erfuhr, war im vergangenen Sommer, als der Teich neben der Gemeinde plötzlich schlammig wurde. Kurz darauf trafen Mitarbeiter der Umweltschutzbehörde mit Ausrüstung ein und stellten später fest, dass es der Wasserqualitätssensor am Teich war, der vor der ungewöhnlichen Trübung gewarnt hatte. Diese scheinbar unscheinbaren kleinen Geräte sind tatsächlich in jeder Ecke der Stadt verstreut:

• Wasserqualitätssensoren sind in Flüssen, Seen, Stauseen, Wasserleitungen und Kläranlagen installiert und überwachen Trübung, pH-Wert und Schadstoffkonzentrationen wie Unterwassermikroskope. So wie das Filterelement eines Wasserreinigers zu Hause regelmäßig ausgetauscht werden muss, muss auch der Gesundheitszustand städtischer Gewässer in Echtzeit verfolgt werden. Sobald Anomalien erkannt werden, können Verschmutzungsquellen schnell identifiziert werden.

• An Kreuzungen, in Industriegebieten und Grünflächen stehen Gassensoren, die rund um die Uhr Spuren von PM2,5, Formaldehyd und flüchtigen organischen Verbindungen erfassen. Ich erinnere mich noch an den letzten Winter, als es häufig zu Smog kam. Die Daten dieser Sensoren unterstützten die Verkehrsbehörde bei der schnellen Umsetzung von Verkehrsbeschränkungen.

• Bodensensoren sind unterirdisch in Grüngürteln, Ackerland und Mülldeponien versteckt und erfassen unauffällig Bodenfeuchtigkeit, Säuregehalt und Schwermetallgehalt. Das intelligente Bewässerungssystem der Gemeinde kann präzise bewässern, und dahinter steckt der Bodensensor, der dem System „sagt“, wann Wasser nachgefüllt werden muss.

Wenn Sensoren im Team arbeiten

Einzelne Sensoren können nur fragmentarische Informationen liefern, ähnlich wie kleine Puzzleteile. Verbunden in einem Netzwerk können sie jedoch ein vollständiges Bild der Umwelt zeichnen.

Nach dem Regensturm im vergangenen Monat registrierte der Gassensor im Nordwesten der Stadt einen leichten Anstieg der Schwefelwasserstoffkonzentration in der Luft, während der nahegelegene Bodensensor eine ungewöhnlich hohe Luftfeuchtigkeit anzeigte. Das System verknüpfte die Daten des Wasserqualitätssensors in der Umgebung umgehend – der ursprüngliche Regensturm hatte ein Versickerungsbecken eines Unternehmens durchsickern lassen, wodurch das Abwasser in den Boden sickerte und Gas freisetzte. Diese dimensionsübergreifende, kollaborative Überwachung steigerte die Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Inspektionen um mindestens das Dreifache.

In Agrarparks ist diese Zusammenarbeit noch interessanter: Wenn Bodensensoren einen unzureichenden Stickstoffgehalt feststellen, kombiniert das System diese Daten mit Niederschlagsvorhersagen von Wetterstationen, um den Landwirten vor dem Regen eine Düngung zu empfehlen. Und Sensoren zur Wasserqualität überwachen die Entwässerung der Ackerflächen in Echtzeit, um sicherzustellen, dass nicht zu viel Dünger in die Flüsse gelangt und dort Verschmutzung verursacht.

Der „intelligente Wandel“, den wir spüren können

Manche fragen sich vielleicht, ob diese Technologien für das Leben der einfachen Leute weit entfernt sind. Tatsächlich ist das nicht der Fall.

Wenn Sie jetzt die städtische Service-App öffnen, können Sie die Daten zur Wasserqualität, Luftqualität und Bodenüberwachung im Umkreis von drei Kilometern um Ihr Zuhause einsehen, genau wie bei der Wettervorhersage. Letztes Jahr gab es Beschwerden über das Restaurant unter meinem Haus wegen Öldämpfe. Die Umweltschutzbehörde identifizierte anhand historischer Daten von Gassensoren schnell den Zeitraum der Grenzwertüberschreitung und vermied so Streitigkeiten über „jedermanns eigene Interpretation“.

Noch wichtiger ist, dass diese Daten die Art und Weise verändern, wie Städte verwaltet werden. Beispielsweise hat die Stadt auf der Grundlage von Langzeitaufzeichnungen von Boden- und Wasserqualitätssensoren die Verteilung von Grüngürteln neu geplant. Durch die Kombination von Echtzeitdaten von Gassensoren wurde die gestaffelte Produktionszeit im Industriegebiet dynamisch angepasst.

Das zukünftige „Umwelt-Neuronale Netzwerk“

Ich habe gehört, dass die Stadt im nächsten Jahr mehr Mikrosensoren in alten Wohngebieten installieren wird, die sogar Formaldehyd und Spurenelemente im Trinkwasser überwachen können. Wenn diese „Umweltdetektive“ sensibler werden und ihre Zusammenarbeit reibungsloser wird, können wir in Zukunft vielleicht wirklich ein intelligentes Leben erreichen, bei dem „ein Bildschirm die ganze Stadt überblickt und ein Netzwerk die gesamte Domäne verwaltet“.

Denn das ultimative Ziel intelligenter Städte ist nicht kalte Technologie, sondern allen Menschen ein friedliches Leben in sauberem Wasser, frischer Luft und sicherem Land zu ermöglichen.