Markus Oehme

Verleihung des Nachhaltigkeits-Preises, von links: Vizepräsidentin Prof. Dr. Susanne Tittlbach, Anna Krombacher, Markus Oehme und Präsident Prof. Dr. Stefan Leible

Würdigung der Leistung

Den ersten Platz des Nachhaltigkeitspreises der Universität Bayreuth für Abschlussarbeiten erhielt Markus Oehme mit seiner Masterarbeit zum Thema „Validierung der Eignung der elektrischen Impedanzspektroskopie in Kombination mit maschinellem Lernen zur Detektion von Nitrat in Bodenproben“. Betreuer der Arbeit waren Herr Professor Dr.-Ing. Gerhard Fischerauer und Herr Luca Bifano vom Lehrstuhl für Mess-und Regeltechnik.

Wasser und damit einhergehend Grundwasser gehört zu den wertvollsten Ressourcen, die der Mensch aus der Natur beziehen kann. Die Verschmutzung des Grundwassers und die daraus resultierenden Folgen sind ein gegenwärtiges Umweltproblem. Ein großer Faktor dieser Grundwasserverunreinigung ist die Ausbringung von Nitrat zur Düngung der landwirtschaftlichen Flächen. Derzeit gibt es kein flächendeckendes Verfahren, um den Nitratgehalt im Boden in Echtzeit detektieren zu können, was eine Regulierung der Nitratdüngung auf den von der EU vorgeschriebenen Grenzwert von 50 mg/L erheblich erschwert.

Um das Ziel der Dosierung der Nitratausbringung zu erreichen, ist die Anwendung einer schnellen sowie zuverlässigen Technologie zur Analyse des Bodens und seiner Zusammensetzung erforderlich. Basierend auf diesen Anforderungen untersuchte Herr Oehme, ob sich der Einsatz der elektrischen Impedanzspektroskopie (EIS) sowie eine mögliche Kombination mit Verfahren des maschinellen Lernens eignet, um einen Grundstein für ein zukünftiges In-situ-Messgerät für die Landwirtschaft zu entwickeln, welches es ermöglicht, die Nitratkonzentration im Boden ortsaufgelöst detektieren zu können.

Die in der Arbeit gewonnenen Resultate der Messungen deuten darauf hin, dass der verwendete Messaufbau sowie die EIS das Potential haben, die Nitratkonzentration in Bodenproben präzise zu ermitteln. Der kombinierte Einsatz mit Methoden des maschinellen Lernens hat darüber hinaus gezeigt, dass es möglich ist, unabhängig von Bodenzusammensetzung und Störgrößen eine sehr hohe Genauigkeit in der Klassifizierung der Bodenproben zu erzielen.

Die Ergebnisse liefern einen großen wissenschaftlichen Beitrag zu den UN–Nachhaltigkeitszielen. Die getesteten Technologien legen den Grundstein für ein neues Messsystem zur Detektion von Nitrat im Boden, welches kostengünstig und flächendeckend einsetzbar ist. Ein solches Messsystem würde eine nachhaltige sowie ökonomische Nitratausbringung und damit einhergehend den Schutz unseres Grundwassers ermöglichen.

Wichtigste Stationen des Lebenslaufs

Markus Oehme, geboren im Jahr 1995, begann im Oktober 2015 den Studiengang Engineering Science an der Universität Bayreuth zu studieren, welchen er Anfang 2019 beendete. Direkt im Anschluss setzte er sein Studium mit dem Masterstudiengang Maschinenbau fort, welches er im April 2022 erfolgreich abgeschlossen hat. Seitdem ist er in Erlangen bei Framatome im Bereich der elektrischen und sicherheitstechnischen Mess- und Regelungstechnik als Testingenieur tätig