Von der Forschung in die Praxis: „Algenmelder“ für Gewässer

Spätestens wenn sich der Baggersee in eine blau-grüne Suppe verwandelt hat, lautet die Diagnose „Algenblüte“. Aber auch anderswo können Verunreinigungen und klimatische Extreme dazu führen, dass sich Algen zu stark vermehren und dadurch die vorgesehene Nutzung von Gewässern beeinträchtigen. Ein neu entwickeltes Messgerät ermöglicht es nun, Veränderungen in Bächen, Flüssen und Seen effizienter zu dokumentieren und so bei unerwünschten Zuständen rascher einzugreifen. Der „Algenmelder“ misst und zeichnet verschiedene Wasserparameter auf. Er wurde von der Mesocosm GmbH in Kooperation mit dem LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum, dem Forschungszentrum Neu-Ulrichstein und weiteren Partnern entwickelt.

Wenn der aktuelle Zustand zu sehr von der als natürlich vorhanden definierten Algenzusammensetzung und -dichte abweicht, schlägt der „Algenmelder“ Alarm. Somit können bei Über- oder Unterschreiten von Grenzwerten schneller die Suche nach Ursachen angegangen und Gegenmaßnahmen ergriffen werden. Messbare Abweichungen vom Normalzustand können darin bestehen, dass insgesamt zu viele Algen im Gewässer vorhanden sind, oder dass die prozentuale Verteilung der verschiedenen Algenarten sich stark verändert. „Um den Normalzustand für Fließgewässer im landwirtschaftlich-geprägten Raum zu definieren, wurde dort zwei Jahre lang der Algenbestand kleiner Bäche und Gräben erfasst. Wie die Beobachtung zeigt, schwankt die Algenpopulation je nach Jahreszeit, dementsprechend variiert auch der als natürlich definierte Bereich des Gesamtalgenbestandes und seiner Bestandteile über die Zeit“, erklärt Prof. Dr. Klaus Peter Ebke, wissenschaftlicher Leiter der Mesocosm GmbH.

Ein Beispiel für die Kooperation von Forschung und Praxis: In enger Vernetzung entstand ein neues Diagnose-und Kontrollgerät des Algenwachstums zur Überwachung der Gewässerfunktionalität. Image credit: © HA Hessen Agentur GmbH - Jan Michael Hosan

Ein Beispiel für die Kooperation von Forschung und Praxis: In enger Vernetzung entstand ein neues Diagnose-und Kontrollgerät des Algenwachstums zur Überwachung der Gewässerfunktionalität. Image credit: © HA Hessen Agentur GmbH – Jan Michael Hosan

Dauerhafte, automatische Erfassung aller Wasserparameter

Das neue Testgerät misst die Konzentration von Algen im Gewässer auf Basis des Prinzips der so genannten verzögerten Fluoreszenz. Sie ist ein Maß für die Photosynthese-Aktivität von Pflanzenzellen und erlaubt eine Identifizierung und prozentuale Bestimmung der im Gewässer vorkommenden Algenarten. Darüber hinaus misst das Gerät auch funktionelle Parameter des Wassers wie Sauerstoffgehalt, pH-Wert oder Temperatur. Ebke dazu: „Durch die kontinuierliche Erfassung aller Parameter kann ein Biomonitoringprogramm in Gewässern oder aquatischen Testsystemen aufgebaut werden, Veränderungen der Phytoplanktongemeinschaft, die  aus Algen besteht, werden schneller erkannt.“ Ein Vorteil ist außerdem, dass der Gewässerzustand automatisch analysiert wird, und damit mehr Proben in kürzeren Abständen entnommen werden können, was zeitliche Veränderungen detaillierter abbildet.

Dr. László Dören (FNU), Friederike Breuer (BiK-F und Goethe- Universität Frankfurt) und Prof. Dr. Klaus Peter Ebke (Mesocosm GmbH) (v.l.n.r.) haben das Messgerät gemeinsam mit weiteren Partnern entwickelt. Image credit: © HA Hessen Agentur GmbH - Jan Michael Hosan

Dr. László Dören (FNU), Friederike Breuer (BiK-F und Goethe- Universität Frankfurt) und Prof. Dr. Klaus Peter Ebke (Mesocosm GmbH) (v.l.n.r.) haben das Messgerät gemeinsam mit weiteren Partnern entwickelt. Image credit: © HA Hessen Agentur GmbH – Jan Michael Hosan

Ergebnis einer Kooperation zwischen Wissenschaft und Wirtschaft

Das Gerät wurde im Rahmen eines dreijährigen Kooperationsprojektes verschiedener Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft entwickelt. Dazu zählten neben der Mesocosm GmbH und dem LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) die Goethe-Universität Frankfurt, das Forschungszentrum Neu-Ulrichstein, das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie und die Hund GmbH. Die Zusammenarbeit wurde im Rahmen der 3. Förderlinie des LOEWE-Landesprogramms als „HessenModellprojekt“ gefördert. Prof. Dr. Dr. h. c. Volker Mosbrugger, wissenschaftlicher Koordinator des BiK-F und Generaldirektor der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, lobt das neue Testgerät als „ein hervorragendes Beispiel für den gelungenen Wissenstransfer zwischen Forschung und Praxis, an dessen Ende eine wirtschaftlich und gesellschaftlich relevante Innovation steht.“

Einsatz in Industrie und öffentlichen Einrichtungen

Das innovative Messgerät eignet sich besonders für das Gewässermonitoring –  die laufende, systematische Erfassung des Zustandes und die Beurteilung der Gewässergüte – durch Industrie und öffentliche Einrichtungen. Mögliche Anwendungsbereiche sind die Überwachung industrieller Abwässer und kommunaler Kläranlagen, aber auch öffentliche Monitoringstationen an Gewässern. Bereits ausführlich erprobt  ist der Einsatz in der Wissenschaft, beispielsweise in der Grundlagenforschung zur Dynamik von Algenpopulationen, beim Monitoring von Testreihen an natürlichen und künstlichen Gewässern oder zur Vereinfachung von Laborversuchen.

*Source: Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

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