Blaualgen: Warum sie sich immer schneller ausbreiten und wie man damit umgeht
So grell die Blaualgen in ihre Blüte leuchten, so gefährlich sind sie mitunter auch. Forscher des LIST arbeiten daran, das Problem in den Griff zu bekommen.
Source : Silicon Mag
Publication date : 08/27/2019
Der Stausee inmitten des Naturparks Obersauer dient nicht nur der Trinkwasserversorgung und Elektrizitätsgewinnung, sondern auch als Badesee. Seit einigen Jahren jedoch wird dieses Badevergnügen zunehmend durch die Ausbreitung von Blaualgenteppichen getrübt. Ist die Konzentration der leuchtend grünen Cyanobakterien zu hoch, darf der See zum Baden nicht mehr genutzt werden. Ein Team des Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) überwacht kontinuierlich die Blaualgenentwicklung in den Gewässern. Einer der Forscher ist der Mikrobiologe Christian Penny.
Christian, du beschäftigst dich mit Blaualgen und deren zunehmender Ausbreitung in den Gewässern. Inwiefern ist diese Entwicklung ein Problem?
Nun, das skurrile ist: Ohne Blaualgen würden wir überhaupt nicht existieren. Sie sind verantwortlich für die erste Sauerstoffproduktion auf dem Planeten vor Milliarden Jahren und waren die ersten photosynthetischen Organismen. Ohne sie würde es eigentlich keine größeren Lebewesen geben. Heute haben wir weltweit mit dem Problem zu kämpfen, dass Blaualgen sich immer mehr ausbreiten und dass diese Cyanobakterien dabei Cyanotoxine produzieren, die für uns Menschen, aber auch für Tiere wie Hunde und Katzen gefährlich sind. Dazu zählen beispielsweise das Mikrocystin oder aber das Cylindrospermopsin.
Warum sind diese Cyanotoxine so gefährlich?
Bei Kontakt mit den Blaualgen kann es zu akutem Hautausschlag kommen. Andere Folgen sind Magen-Darm-Krämpfe und Durchfall. Wenn man akut einer sehr hohen Dosis oder chronisch einer gewissen Dosis ausgesetzt ist, können je nach Toxin die Leber, das Gehirn oder auch die Nieren angegriffen werden. Es gibt viele hunderte verschiedene Arten von Blaualgen. Und wir haben es hier bei uns in Luxemburg leider vermehrt mit Blaualgen zu tun, die besonders stark Toxine produzieren.
Wie kommt es überhaupt zur Entstehung beziehungsweise Ausbreitung der Blaualgen?
Die Blaualgen entwickeln sich vor allem dann, wenn das Wetter gut ist. Wenn wir also viel Sonnenschein, wenig Regen und eine hohe Wassertemperatur haben. Dann steigen die pH-Werte in den Gewässern, was die Entwicklung der Blaualgen fördert. Und dann kann es ganz schnell gehen. Wenn im Gewässer viel Phosphor und Stickstoff ist, vermehren sie sich rasant und bilden dann in den oberen 30 Zentimetern der Wasserschicht Algenteppiche.
Und woher kommt der Phosphor und Stickstoff?
Die Nährstoffe werden vor allem in die Gewässer hineingespült. Wobei verschiedene Blaualgen den Stickstoff auch aus der Atmosphäre aufnehmen. Deswegen ist es vor allem der Phosphoreintrag, den wir kontrollieren müssen. Das aber ist schwierig, wenn wir im Einzugsgebiet Industrie haben oder aber Landwirtschaft. Wenn Mist und Gülle auf den Feldern ausgetragen wird, ist natürlich eine Phosphorquelle da. Und wir haben beim Stausee der Obersauer das Problem, dass es sich beim Einzugsgebiet um einen schieferhaltigen Boden mit geringer Filtrationswirkung handelt. Weshalb das Phosphor relativ schnell in den Stausee gelangt.
Gab es das Problem früher nicht?
Doch. Blaualgen hatten wir an der Sauer-Talsperre auch schon in den 70er Jahren. Durch den Klimawandel haben wir es jetzt aber verstärkt mit trockenen, sonnigen Sommern zu tun. Und das bleibt nicht ohne Folgen: Vor acht, neun Jahren noch ist das Blaualgenproblem erst Ende September oder sogar Anfang Oktober aufgetreten. Vor drei Jahren war die kritische Schwelle bereits am 31. August erreicht, vor zwei Jahren dann am 15. August und letztes Jahr schließlich am 26. Juli.
Das Problem tritt also von Jahr zu Jahr früher auf, und das bereitet uns natürlich Sorge. Zumal wir die Blaualgenteppiche vergangenes Jahr auch in der Mosel und damit in einem Fließgewässer hatten. Das hat uns zunächst überrascht. Es hängt aber damit zusammen, dass es in der Mosel Staustufen gibt. Wenn dann der Wasserpegel und die Fließgeschwindigkeit sinken, ist die Mosel stellenweise wie ein großer See.
Wie geht man damit um?
Wir betreiben ein Monitoring, bei dem wir inzwischen auch Drohnen einsetzen. So können wir in kürzester Zeit eine größere Oberfläche überwachen und das dann mit Daten abgleichen, die wir über Bojen mit Sonden sammeln. Wir bekommen damit quasi Daten in Echtzeit und können dann sehr schnell reagieren. Wir haben gemeinsam mit dem Wasserwirtschaftsamt und dem Gesundheitsamt einen Notfallplan und kommunizieren, sobald ein Problem auftritt.
Und wir konzentrieren uns bei dem Monitoring nicht nur auf den Stausee allein, sondern beobachten auch die beiden anderen offiziellen Badegewässer in Remerschen und Weiswampach und zudem auch noch die Mosel. Dass wir den Badebetrieb dann verbieten müssen, ist natürlich schade. Aber es gibt auch eine europäische Direktive, nach der wir entsprechende Maßnahmen einleiten müssen, sobald es Auffälligkeiten gibt.
Ab welchem Stadium lassen sich die Blaualgen mit Hilfe der Drohnen überhaupt erkennen?
Die Drohnen sind mit speziellen Kameras ausgestattet, die auf einer bestimmten Wellenlänge Bilder aufnehmen. Diese können wir dann mit Hilfe von Algorithmen weiterverarbeiten und spezifisch auf die Blaualgen abstimmen. Und dann können wir auch rausfinden, ob sich irgendwo etwas anbahnt. Aber wichtig ist, dass wir immer zusätzlich noch mit Hilfe der Multisonden den pH-Wert, die Temperatur, den Lichteinfall, das Wetter und den Sauerstoff ermitteln. Und wir messen auch die Toxine. Denn manchmal haben wir zwar Blaualgen, aber kein Problem mit den Toxinen. Oder auch umgekehrt, wenn die Blaulagen absterben, die Biomasse nicht mehr so sichtbar ist, aber die Toxine erhöht freigesetzt werden.
Sind die Blaualgen das ganze Jahr über da oder nur dann, wenn wir sie sehen?
Sie sind das ganze Jahr über da, teilen sich das Gewässer aber eben auch mit anderen Organismen und dominieren nur dann, wenn die Voraussetzungen ideal sind. Ich möchte die Blaualgen nur ungern als „intelligent“ bezeichnen, aber sie sind schon recht anpassungsfähig. Sie gelangen an die Wasseroberfläche, indem sie Luft in ihre Vakuolen pumpen. Dadurch können sie schwimmen. Sie können aber genauso die Luft auch wieder ablassen. Dann sinken sie runter zu den Sedimenten, wo sie sich mit Nährstoffen anreichern können. Und dann geht’s wieder hoch. Im Stausee, wo es mitunter 20 bis 40 Meter tief ist, können die Algen das recht schnell machen. Innerhalb weniger Stunden können sich so Algenteppiche bilden. Und im Winter gehen sie wieder runter ins Sediment zum Schlummern.
Lassen sich die Blaualgen denn gezielt bekämpfen?
Das ist schwierig. In manchen Fällen werden sie isoliert. In kleineren Gewässern wird auch versucht, sie mit Ultraschall zu bekämpfen, wobei man dann auch nicht weiß, welche Auswirkungen das auf das gesamte Biotop hat. In einigen Fällen wird auch chemisch behandelt, nur ist das in einem Trinkwasserreservoir natürlich nicht möglich.
Wichtig ist die Prävention, woran derzeit im Rahmen der neuen Wasserschutzrichtlinien auch verstärkt gearbeitet wird. Dass also genau aufgepasst wird, was im Einzugsgebiet der Gewässer gemacht wird, indem beispielsweise der Nährstoffeintrag durch die Landwirtschaft überwacht wird. Allerdings sind die Nährstoffreserven im Wasser bereits so hoch, dass es eine Weile dauern wird, bis sich das Problem lösen lässt. Das Beste wäre, rund um den See einen Puffer mit anderen Pflanzen zu schaffen, die dann einen Großteil der Nährstoffe aufnehmen könnten, bevor sie in den See gelangen. Aber leider ist die Bodenschicht dort relativ dünn und das Tal steil.
Haben die regelmäßigen Blaualgenteppiche auch Auswirkungen auf die Trinkwasserversorgung?
Nein. Die Trinkwasseraufbereitung im Stausee ist so effizient, dass kein Problem auftritt. Die Blaualgen bilden sich ja auch vermehrt an der Oberfläche des Wassers, während das Trinkwasser aus über 20 Metern Tiefe entnommen wird.
Und wie ist es mit dem Verzehr von Fischen aus betroffenen Gewässern?
Das ist die große Frage, um die auch viel diskutiert wird. Es gibt unterschiedliche Studien und Meinungen dazu, ob die Toxine auch in den inneren Organen der Fische angereichert werden. Wenn wir aufgrund der Algenkonzentration die Freizeitaktivitäten im Stausee verbieten müssen, bleiben die Fische ja trotzdem im Wasser. Deshalb befinden wir uns in einem ständigen, dynamischen Prozess, in dem wir schauen, welche Studien relevant sind, und kommunizieren das dann mit dem Wasserwirtschaftsamt und dem Gesundheitsministerium.
Besteht die Gefahr, dass der See aufgrund der Algen irgendwann kippen könnte?
Ich habe eher das Gefühl, dass mit diesen wechselnden Wetterbedingungen und der Erwärmung des Wassers das Gleichgewicht zwischen dem Phytoplankton, dem Zooplankton und den Fischen insgesamt ins Wanken kommt. Wir sehen anhand der Daten allerdings auch, dass sich mit der Entwicklung der Blaualgen im See der Nitratwert zeitweise reduziert. Wobei das Nitrat nicht komplett verschwindet, sondern durch die Blaualgen zum Teil auch wieder freigesetzt wird.
Lassen sich die Blaualgen denn auch irgendwie nutzen, zum Beispiel als Biomasse?
Das ist durchaus eine Überlegung. Aber wer will sich mit toxischen Blaualgen in hochkonzentrierter Form beschäftigen? Wie bekommen wir sie aus dem Gewässer? Können wir sie in Biogasanlagen nutzen? Und könnte das irgendwelche Nebenwirkungen haben? Das sind Fragen, mit denen man sich beschäftigen muss. Grundsätzlich aber wäre das durchaus eine Option. Denn die Biomasse der Blaualgen ist enorm.
Interview: Uwe Hentschel
