Automatisk miljøovervåking ved bruk av miljø-DNA

Knowledge gained from targeted mapping and monitoring of nature is necessary to ensure that the current use of nature is sustainable and to prevent species becoming extinct and habitat loss. One of the Norwegian Environment Agency's most important functions is to survey and monitor the state of the environment in Norway, and we spend over NOK 300 million on this every year. In addition, much of the environmental monitoring is imposed on other sector authorities and business actors. Hence, the Norwegian Environment Agency needs to streamline and improve environmental monitoring. With this project, we wanted to develop automatic monitoring using environmental DNA. Today's system for environmental monitoring is based on field surveys manually recorded in nature in a few selected areas. It is time-consuming and expensive and offers limited opportunity to detect changes in "real time". Environmental DNA is well suited to streamline and improve environmental monitoring. Automatic environmental monitoring using environmental DNA will considerably enhance the possibility of detecting disease organisms and foreign harmful organisms in the establishment phase, and getting preparedness initiated at an earlier time. It also provides better test results and the opportunity to monitor other important organisms, such as indicator species and threatened species. The tool can be used within both the private and public sector, nationally and internationally, for example water course regulators, the petroleum sector, the farming industry, research and the food and health sector. The benefit will be great for society, the environment and private business. The Norwegian Environment Agency call for proposals was aimed at looking at the possibility of developing a unit that collected water samples, analysed these on site and disseminated the results digitally. The project is organized as a pre-commercial procurement and goes over three phases where the first phase involved development of proposed solutions, phase 2 development of a prototype and phase 3 field testing of the prototype. Innovative solutions have been developed and tested which involve robotization and adaptation of current instruments and methods for use in outdoor sampling and analysis. The project's phase 3 was carried out in 2022 and final reports were delivered in February 2023. Two units have been developed which, in their own way, answered to the Norwegian Environment Agency's assignment. The needs have been presented broadly from the start and although the solutions are ambitious, there is still some work left before they can be placed on the market. At the same time, there is great potential to further develop and commercialize all or parts of both solutions. Both consortia have presented a good plan for this. The experience gained from the project will also be of value for the possibilities for the development of other types of automatic sampling in water.

Miljø-DNA og annen bruk av DNA sekvenseringsteknologi har et stadig økende internasjonalt fokus som et verktøy for kartlegging og overvåkning, herunder som utgangspunkt for innhenting datagrunnlag for nasjonal og internasjonal rapportering. En automatisering vil kunne bidra til at man mer effektivt kan innhente påkrevde data, at arbeid med standardisering av prøvetaking blir enklere og rapportering følgelig blir lettere. Det vil videre gjøre det enklere å sammenligne og samkjøre datasett fra ulike kilder. I dette prosjektet er det utviklet to enheter for innsamling og analyse av vannprøver, hvor hele eller deler av dem vil kunne ha bred interesse. Prosjektet har gått over tre år, og det har samtidig skjedd mye internasjonalt på området som gjør at det begge aktører har utviklet, og erfaringene de har fått gjennom prosjektet, vil være svært relevant. Selv om ingen av enhetene i sin helhet er klar for markedsføring ved sluttrapportering til direktoratet i februar 2023, anser direktoratet at enkeltdeler kan kommersialiseres om kort tid. De to enhetene vil begge på sikt kunne brukes både for kartlegging over kortere perioder og overvåkning over lengre perioder. Enhetene vil også kunne utvikles med tanke på annen type prøvetaking i vann, og vil være relevant for ulike fagfelt i forvaltningen opp mot ulike behov for beredskap nasjonalt og regionalt. I tillegg til utvikling av to nye løsninger har selve prosjektformen hatt nytteverdi for prosjektdeltakerne. De som har levert løsninger har fått inngående kjennskap til krav som inngår under kartlegging og overvåkningsaktiviteten hos direktoratet. Innledende markedsanalyse, dialogmøte og formidlingsaktivitet i løpet av prosjektet har også gjort Miljødirektoratets behov kjent i relevante fagmiljøer. Samtidig har direktoratet fått direkte innblikk i utviklingsprosessen av verktøyet, og har kunne opparbeide seg mer forståelse for muligheter og begrensninger av miljø-DNA som ny teknologi. Dette har bidratt til økt bestillerkompetanse som er direkte relevant til gjennomføring av anskaffelser under vår overvåkning og kartleggingsaktivitet. Her har også involvering av en referansegruppe med tre eksperter på henholdsvis akvatisk teknologi, akvatisk økologi, DNA analyse og standardisering bidratt til god diskusjon opp mot de presenterte løsningsforslagene og med tanke på videre arbeid. Fremgangsmåten som brukes under en før-kommersiell anskaffelse har videre gitt verdifull innkjøpteknisk erfaring hos bestiller. Direktoratet har følgelig allerede bidratt til at denne type anskaffelsesprosess allerede har blitt kjent og benyttet, både i miljøforvaltningen og av andre direktorat.

Miljødirektoratet går inn for å få utviklet automatisk overvåking ved bruk av miljø-DNA for å effektivisere og forbedre miljøovervåkingen. En av Miljødirektoratets viktigste funksjoner er å overvåke miljøtilstanden og vi har nylig vedtatt en intern strategi for bruk av miljø-DNA i vår miljøovervåking og naturkartlegging. Videre skal Miljødirektoratet ta en aktiv rolle nasjonalt og internasjonalt på dette området. Miljødirektoratet i Norge bruker 335 millioner kroner årlig på å overvåke og kartlegge norsk natur. I tillegg er mye av miljøovervåkingen pålagt næringslivsaktører som oljeselskaper, vassdragsregulanter og annen industri med utslippstillatelser. Dagens system for miljøovervåking er en tidkrevende og kostbar prosess, og gir begrenset mulighet for å oppdage endringer i "sanntid" og slik forhindre eller begrense skadeomfang. Det er et stort nasjonalt og internasjonalt behov for tidlig oppdagelse, varsling og effektiv miljøovervåking. Miljø-DNA har vist seg godt egnet for å effektivisere og forbedre miljøovervåkingen. Miljø-DNA er spor fra organismer og kan brukes til å påvise arters tilstedeværelse. Akvatiske miljø er spesielt godt egnet for denne metoden. Tidlig varsling innebærer at skadelige organismer eller endring hos viktige arter oppdages på et så tidlig tidspunkt at det er mulig å sette i gang tiltak for å forhindre/begrense skaden. Det kan et automatisk overvåkingsverktøy bidra til. Et slikt system vil ha et bredt brukspotensiale innenfor både privat og offentlig sektor, nasjonalt og internasjonalt. Eksempelvis innen petroleumssektoren, oppdrettsnæringen, forskning, mat- og helsesektoren. Den omsøkte støtten til å utvikle dette i samarbeid med næringsliv, forskningsmiljø og offentlige virksomheter er av avgjørende betydning for å få på plass et verktøy som kan tas i bruk av det offentlige. Utviklingen har kommet tilstrekkelig langt og at det er et bredt utvalg av et norske leverandører som både kan og ønsker å utvikle denne løsningen.