CYAQUATA

Untersuchung der Wechselbeziehungen von toxinbildenden Cyanobakterien und Wasserqualität in Talsperren unter Berücksichtigung sich verändernder Umweltbedingungen und Ableitung einer nachhaltigen Bewirtschaftungsstrategie

CYAQUATA
CYAQUATA

Forschung zur Massenentwicklung von Cyanobakterien in Talsperren

Die Konzentration des Phytoplanktons und die taxonomi­sche Zusammensetzung sind wichtige Kennzeichen der Wasserqualität in Standgewässern, wie Seen, Weiher und Talsperren. Ein aktuelles Problem ist die stetige Zunah­me planktischer Cyanobakterien, die auch Toxine bilden können. Durch das Auftreten von Cyanobakterien, früher fälschlicherweise auch Blaualgen genannt, und die Frei­setzung ihrer Toxine wird die Nutzung von Talsperren zur Bereitstellung von Trinkwasser und Brauchwasser sowie als Badegewässer erheblich beeinträchtigt. Derzeit sind über 40 toxinbildende Cyanobakterienarten und über 150 Cyanotoxine mit sehr unterschiedlicher Toxizität und Wirkung bekannt. Forschungsbedarf besteht hinsichtlich der sicheren Quantifizierung und Differenzierung von Cy­anobakterien, der analytischen Bestimmung bisher wenig untersuchter Cyanotoxine und der Risikobewertung von Cyanobakterien-Massenentwicklungen. Dies ist Anliegen des Verbundprojekts CYAQUATA.

Talsperre Saidenbach_Cyanobakterien1_2011_Sachse_bearbeitet

Massenenauftreten von Cyanobakterien in der Talsperre Saidenbach, Sachsen

Ziele

Ein wesentliches Ziel des Verbundprojekts ist es, einen Beitrag zu leisten, das Auftreten von Cyanobakterien bzw. Cyanotoxinen besser zu verstehen. Ein weiterer Schwer­punkt ist die Entwicklung von Methoden, die frühzeitig Massenentwicklungen von Cyanobakterien mit Toxin­bildungspotential erkennen lassen. Dazu sollen sowohl Schlüsselfaktoren für die Entwicklung von Cyanobakteri­en und die Bildung ihrer Toxine identifiziert als auch pra­xistaugliche Instrumente zur Überwachung entwickelt werden. Mit Hilfe der im Projekt gewonnenen neuen Kenntnisse sollen den zuständigen Behörden langfristige Lösungen zur sicheren Beherrschung der Cyanobakterien-Problematik bereitgestellt werden.

Modellregionen

In Deutschland haben Talsperren einen hohen Anteil an der Trinkwasserbereitstellung. In Sachsen werden ca. 40 Pro­zent des Trinkwassers aus Talsperren gewonnen. Als Mo­dellregion wurden vier sächsische Talsperren (Saidenbach, Neunzehnhain, Gottleuba, Quitzdorf) mit unterschiedli­cher Trophie und Nutzung ausgewählt.

Ausgewählte Zwischenergebnisse

  • Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die zeitliche Entwicklung der Cyanobakterien im Gewässer mithilfe der FluoroProbe-Sonde und der Durchflusszytometrie gut verfolgt werden kann. Vor allem in nährstoffreichen (eutrophen) Flachseen, wie der Talsperre Quitzdorf und dem Speicher Radeburg II, ist ein massenhaftes Auftreten von Cyanobakterien zu erwarten.
  • Zudem zeigte sich, dass die Toxine vor allem in den Zellen gespeichert und kaum aktiv an das Wasser abgegeben wurden. Das eingesetzte Immunoassay ELISA liefert in kurzer Zeit einen Summenwert der Cyanotoxinkonzentration und eignet sich deshalb als Screening-Methode.
  • Eine Einzelstoffanalytik ist dagegen nur mittels LC-MS/MS möglich. Der Vergleich der Ergebnisse beider Methoden zeigte, dass meist ein Gemisch verschiedener Toxine vorlag und sich nicht alle vorkommenden Toxine mit der Einzelstoffanalytik erfassen ließen (Nichtverfügbarkeit der Standards).
  • Um diese Lücke zu schließen, arbeitet der Projektpartner Cyano Biotech GmbH an der Etablierung neuer analytischer Standards. Zum Zeitpunkt eines hohen Cyanobakterienaufkommens wurden auch toxikologische Untersuchungen der Wasserproben durchgeführt. Darüber hinaus werden aus allen untersuchten Gewässern Cyanobakterien kultiviert, um Kulturen zu gewinnen, in denen jeweils nur eine Cyanobakterienart enthalten ist.

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