Cyanobakterien, Blaualgen im Wasser und deren Bekämpfung
Was sind Blaualgen?
Blaualgen, auch Schmieralgen gennant, sind genau genommen Bakterien und keine Algen.
Wissenschaftlich ist der Name Cyanobakterien und es gibt ca. 2000 Arten, wie z.B. die Anabaena, Microcystis, Oscillatoria, Spirulina, Stigonema, Tychonema.
Im Bild zu erkennen: schwingende Bewegungen der Cyanobakterie "Oscillatoria" zum Licht hin, zusammen mit der "Gloeocapsa" Blaualge.
Berkshire Community College Bioscience Image Library. Magnification: 120x Note oscillatory movement as filaments of Oscillatoria orient towards light.
Der Name der «Blaualge» kommt aus dem Farbstoff Phycocyanin, zusammen Chlorophyll und Carotinoide. So entsteht eine blau-grüne Färbung der «blue green algae» wie sie auch genannt wird. Die lateinische Bezeichnung der Blaualge lautet «Cyanobakterie». Cyano kommt aus dem Griechischen von κυανός kyanós, «blau» und Bakterie weil sie keinen Zellkern besitzt und als prokaryotische Algen zugeordnet wird.
Die Geschichte der Blaualge
Die Erde ist ca. 4.5 Milliarden Jahre alt und die Blaualge ca. 3 Milliarden Jahre. Zuvor war die Erde ein toter Planet, kein Lebewesen war vorhanden, nicht mal ein Bakterium.
Vor rund 3 Milliarden Jahren aber war es endlich so weit. Die Evolution hatte die Fotosynthese erfunden, und im noch heissen Ozean machten sich die ersten Cyanobakterien an die Arbeit. Angetrieben von der Energie der Sonnenstrahlung, setzten sie Sauerstoff frei. Die Konzentration des Gases in der Atmosphäre stieg stufenweise in drei Etappen an, die sich über einen Zeitraum von 2 Milliarden Jahren erstreckten.
Die Blaualge überzog die Erde bereits vor ca. 3 Milliarden Jahren und ist somit eine der ältesten Lebensformen auf der Erde. Cyanobakterien produzieren Energie aus dem Sonnenlicht indem sie Kohlendioxid in Sauerstoff (O2) umwandeln, die erste Photosynthese auf dem Planeten Erde.
Im Bild ein Stromatolith aus der Paläoarchaikum (geologische Ära vor ca. 3200 bis 3600 Millionen Jahren) in Westaustralien. Stromatolithen sind Sedimentgesteine mit eingebundenen Sedimentpartikel und Mikroorganismen in geschichtete Strukturen, z.B. Matten von Cyanobakterien (rotes Feld).
Bildnachweis: Stromatolite mit Cyanobakterien von James St. John, Flickr.com
Damals war Sauerstoff ein Abfallprodukt. Durch die Zunahme an Sauerstoff in der Atmosphäre kam es zu einer massiven Abkühlung, Klimakatastrophe der Erde, genannt die «Grosse Sauerstoffkatastrophe».
Im Laufe der Evolution entwickelten sich einzellige Organismen, welche einen Zellkern besassen und gingen eine Symbiose mit den Cyanobakterien ein. Daraus entstanden vor ca. 2.5 Milliarden Jahren die ersten einzelligen Algen, sie waren die einzigen Pflanzen auf der Erde. Höhere Pflanzen entwickelten sich aus den Grünalgen vor ca. 500 Millionen Jahren bis sie sich an die Landflächen der Welt ansiedelten.
Die Folgen der globalen Erderwärmung führt zu vermehrten Algenblüten, insbesondere toxische Algenblüten, welche sich explosionsartig vermehren. Unter anderem auch die Blaualgen in ausgedehnteren Regionen an den Meeresküsten, Badeseen, Flüssen usw. Durch den steigenden Temperaturanstieg und erhöhten Nährstoffeinträge durch die Landwirtschaft kommt es zu Sauerstoffarmut in Seen und Flüssen.
Wie entstehen Blaualgen?
Durch den Klimawandel und die damit verbundene Erderwärmung mit der Zunahme von Hitzewellen wird das Wachstum von Algen in Gewässern entfacht. Insbesondere Blaualgen sind in Flüssen und Seen weltweit viel häufiger zu beobachten. In fast jedem Gewässer sind Blaualgen in einer geringen Menge vorhanden. Meist sind sie ungefährlich und werden nicht wahrgenommen. Wenn es aber schön heiss und sonnig wird, bietet das Sommerwetter ideale Bedingungen für die Vermehrung der Cyanobakterien.
Die Zunahme der Nährstoffe (Phosphor, Stickstoff) im Wasser durch Kläranlagen, Dünger aus der Landwirtschaft begünstigt das Algen- und Wasserpflanzen Wachstum.
Als Überlebenskünstler haben Blaualgen den Vorteil, dass sie Stickstoff speichern können, um so bei einem Stickstoffmangel im Wasser, z.B. im Hochsommer wenn auch ganz viele Grünalgen im Wasser sind, zu überleben.
Bildnachweis: Blaualgen auf der Wasseroberfläche von Bobby McKay, Flickr.com
Welche Blaualgen (Cyanobakterien) sind gefährlich, giftig?
Einige Blaualgen bilden Cyanotoxine, wie beispielsweise die Tychonema Bornetti im Bild. Die Tychonema erzeugt ein tödliches Nervengift, woran Hunde und Wildtiere beim Trinken qualvoll sterben.
Im Sommer werden bei zahlreichen Seen Badeverbote ausgesprochen, wegen der gesundheitsschädlichen Toxine der Blaualgen.
Mit seinen feinen Stängeln besiedelt der Tychonema bornetii Böden von Seen und breitet sich relativ leicht in den Sedimenten aus mit anderen Fäden von Grünalgen und Kieselalgen, welche die hohe Konzentration von Nährstoffen nutzen, die auf dem Seeboden ruhen. Die Filamente variieren in der Länge von 50 oder 60 Mikron bis zu 5 mm. Es handelt sich um Fäden, die sich langsam gleitend durchs Wasser bewegen. Die Aufnahme wurde mit 400facher Vergrösserung aufgenommen.
Bildnachweis: Blaualge Tychonema bornetii von Proyecto Agua, Flickr.com
Blaualgen im Wasser: wie gefährlich, wie man sie erkennt?
Die meisten Cyanobakterien schwimmen auf der Wasseroberfläche und bilden, je nach Blaualgen Gattung, grüne, blaugrüne, braune oder rotschimmernde Schlieren. Im Gegensatz zu Grünalgen, Fadenalgen sind Cyanobakterien sind winzig, mikroskopisch klein und von Auge nicht zu erkennen. Cyanobakterien produzieren Giftstoffe, sogenannte Toxine, welche sich im Wassser verbreiten.
Erkennungsmerkmale von Blaualgen:
- Schlieren auf dem Wasser
- Geringe Wasser Sichtweite von unter 50cm (Keine Sicht der Hände oder Füsse)
- Hoher PH Wert > 9 und Sauerstoffsättigung
- Öliger Grün-, Blaugründer Belag auf der Haut
- Bei Verschlucken: Übelkeit, Atemwegserkrankungen, Erbrechen, Durchfall oder Gliederschmerzen
Lähmung der Lunge, Erstickungstod beim Verschlucken von grosssen Mengen
Leberschädigung durch Gallensäuretransport in den Leberzellen - Bei Kontakt mit der Haut: Hautreizungen (Jucken), Hautauschläge, Binde- und Schleimhautentzündungen, Ohrenschmerzen
Blaualgenproblem im See, bis zum Badeverbot bei Blaualgen
Zum Schutz von Menschen und Tier werden im Sommer vermehrt generelle Badeverbote und Warnungen für Schwimmer, Wassersportler und Hundebesitzer aufgrund hoher Blaualgen Konzentrationen in befallenen Badeseen ausgesprochen. Warnschilder warnen vor dem Baden und Hautkontakt mit dem Wasser, welches dringend zu vermeiden ist.
Umfangreiche Wasser Proben werden laufen während der Badesaison genommen und zur Untersuchung eingesandt. Nur wenn in den Proben sehr geringe, unbedenkliche Toxin Konzentrationen nachgewiesen werden werden die Badeverbote vom Umweltamt aufgehoben.
Allgemeine Leit- und Richtwerte zum Schutz von Badenden liegen bei 2'000 Zellen per mL als Alarmwert.
Angelockt vom Geruch der Algenmatten, sterben jährlich Hunde qualvoll durch das Trinken des Wassers. Besonders Hunde, die gerne Schwimmen und Wasser schlucken sind von einer Blaualgenvergiftung betroffen. Die meisten Vergiftungen lassen sich gut behandeln, wenn man schnell reagiert und zum Tierarzt geht. Bildnachweis W.R.Wagner, Pixelio.
Gesundheitsprobleme bei Blaualgen
Viele der Blaualgen sind für den Menschen harmlos, bestimmte jedoch produzieren Toxine, welche für den Menschen giftig sind. Durch Verschlucken gelangen die Gifte in den Körper und es treten oftmals Übelkeit, Durchfall und bis zu Erbrechen auf.
Bei Hautkontakt, insbesondere mit der Schleimhaut können Entzündungen und allergische Reaktionen typische Merkmale sein. Neurotoxische Wirkungen wie Tinnitus, Taubheit & Blindheit können auftreten, wie neuromuskuläre Blockaden bis zum Tod durch Atem- stillstand. Cyanobakterientoxine der Microcystine kommen am Häufigsten vor und schädigen Leberzellen, wie auch den Dünndarm.
Geht man wiederholt ins Wasser ist das Risiko höher, da der Körper mehrfach mit den Giftstoffen in Kontakt kommt. Lassen die Beschwerden nicht nach, sollte man nicht länger warten und dringend zum Arzt gehen.
Blaualgen Alarm Warnschilder
Die Microcystis, Planktothrix agardhii und Pseudomonas rubescens, Limnothrix redekei, Aphanizomenon f.a. und Anabaena spp. Gattung der Cyanobakterien Arten bilden für den Menschen gefährliche Toxine, welche zu Vergiftungen und Todesfällen geführt haben. (Carmichael & Falconer 1993, Falconer 1993, Kuiper- Goodmann 1997, Pouria et al. 1998).
Ursachen von Blaualgen, Cyanobakterien
Blaualgen bzw. Cyanobakterien kommen nahezu in allen Gewässern in geringen Mengen vor. Problematisch wird es, wenn viel Sonneneinstrahlung und hohe Temperaturen das Wasser erwärmen und sich die Blaualgen Bakterie sich so richtig wohl fühlt und dementsprechend rasch vermehrt. Kommen Nährstoffe Nitrat & Phosphate hinzu kann die Blaualge explosionsartig sich vermehren. Viele Badeseen werden im Sommer bei grossen Hitzewellen gesperrt und ein Blaualgen Alarm verhängt. Der Wasserhaushalt, resp. die Wasserchemie gerät aus dem Gleichgewicht und überschüssige Nährstoffe werden von den Blaualgen aufgenommen.
Warum kippt die Wasserqualität in einem Teich, Badesee?
Vermeidung von Eutrophierungsvorgängen wie z.B.:
Die Gründe sind so vielfältig, hier die häufigsten Fehler aufgelistet:
- Mangelhafte Pflege und Verschlammung des Teichs, Wasserobjekts
- Durch die hohe Sonneneinstrahlung verdunstet das Wasser und erwärmt sich rasch
- Düngung durch Fische und die Fütterung
- Nährstoffe (Phosphate, Nitrate) aus dem zu Flüssen, Grundwasser (Eine Folge der Überdüngung aus der Landwirtschaft)
Einsatz der Klickton Technologie
Mit hochpräzisen Klicks werden Unterwasser Blaualgen unter Stress gesetzt. Durch aufeinanderfolgende Klicktöne werden die Hohlkörper der Bakterienzelle in eine permanente Schwingung versetzt.
Durch die Resonanzschwingungen werden die Zellwände und Hohlkörper der Algenzelle beschädigt und die Blaualge, resp. Cyanobakterie stirbt ganz natürlich.
Eine natürliche, erfolgreiche Blaualgen Bekämpfung erfolgt mit dem G-Sonic Algenfreigerät. Die Geräte bekämpfen alle Algenarten Braunalgen, Grünalgen, Schwebealgen, Fadenalgen im Süsswasser effektiv und langfristig.