Wissenschaftler warnen, dass ein Plan zur Bekämpfung giftiger Algen in einem der Großen Seen Nordamerikas nach hinten losgehen und den See noch giftiger machen könnte.
Der Lake Erie, der an der Grenze zwischen Kanada und den USA liegt, bekämpft seit Jahrzehnten die Blüten von Cyanobakterien, auch bekannt als „Blaualgen“, aufgrund erhöhter Konzentrationen von Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor, hauptsächlich aus Landwirtschaft und Rasen Pflege.
Die Blüten sind oft voller Microcystin, einem Lebergift, das die Gesundheit von Mensch und Tier beeinträchtigen und die Trinkwasserversorgung gefährden kann.
In den letzten Jahren haben sich die Regierungen der USA und Kanadas darauf geeinigt, den Phosphorabfluss in den See zu begrenzen, um zu versuchen, diese stinkenden, giftigen Blüten zu verhindern.
Eine neue Studie warnt jedoch davor, dass dies zwar die Gesamtmenge der Algen verringern kann, die verbleibenden jedoch möglicherweise giftiger sind als zuvor.
Die Studie ist eine Vorhersage auf der Grundlage eines Modells – und keine Messung der tatsächlichen Bedingungen im See. Die Forscher sagen jedoch, dass ihre Ergebnisse neue Fragen darüber aufwerfen, wie man die Toxizität in einem der größten Süßwasserkörper des Kontinents vorhersagen und reduzieren kann.
„Es gibt Organismen in der Natur, die Verbindungen herstellen, die nicht gut für die Umwelt oder sogar gut für uns sind“, Stefan Wilhelmein Studienautor und Mikrobiologe an der University of Tennessee, erzählt Der Unabhängige.
„Und eine Sache, die wir überraschenderweise herausgefunden haben, ist, dass wir ihnen beim Versuch, diese Organismen zu reduzieren, helfen können, diese Verbindungen herzustellen.“
Der Lake Erie hat seit Jahrzehnten Cyanobakterienblüten, wobei Wissenschaftler diese Phänomene auf überschüssigen Phosphor und Stickstoff aus Quellen wie landwirtschaftlichem Dünger zurückführen.
Es ist nie angenehm – die Blüten können an Land gespült werden, einen fauligen Geruch mit sich bringen und Menschen und Haustiere daran hindern, das Wasser zu genießen. In einigen Jahren waren die Auswirkungen besonders schlimm, wie im Jahr 2014, als die Einwohner von Toledo, Ohio, davor gewarnt wurden, Leitungswasser zu verwenden, nachdem einige Algen in das Trinkwassersystem gelangt waren.
Während der Eriesee die beständigste Algenblüte hatte, ist dies ein Problem in den Großen Seen – die zusammen rund 40 Millionen Menschen mit Trinkwasser versorgen. Es gibt auch irgendein Hinweis dass Blüten häufiger werden könnten, da die Klimakrise die Wassertemperaturen erhöht.
Um diese Ausbrüche einzudämmen, konzentrieren sich die Bemühungen darauf, die Phosphormenge im See zu reduzieren, die lange Zeit als limitierender Faktor für das Wachstum von Cyanobakterien galt. Zu den Maßnahmen gehören die Überwachung der Wasserqualität, die Landbewirtschaftung zur Verhinderung des Nährstoffabflusses und die Schaffung von Pufferzonen zwischen Dünger und Gewässern.
Aber diese Cyanobakterien sind nicht immer giftig, sagt Dr. Wilhelm, und die Wissenschaftler verstehen immer noch nicht ganz, was kontrolliert, wie giftig eine Blüte werden könnte.
Die neue Studie, veröffentlicht am Donnerstag in Wissenschaftverwendeten ein Modell des Cyanobakterienwachstums, das auf Hunderten von verschiedenen Experimenten basiert, um zu sehen, wie die Algen auf unterschiedliche Bedingungen reagieren könnten, wie z. B. unterschiedliche Konzentrationen von Stickstoff und Phosphor.
Die Ergebnisse bestreiten nicht die Theorie, dass eine Begrenzung des Phosphors die Gesamtmenge an Algen reduziert. Aber die Studie stellt auch fest, dass man durch die Reduzierung von Phosphor und nicht von Stickstoff günstigere Bedingungen für die Toxinproduktion erreichen könnte.
Mit diesem Ergebnis der Studie habe er nicht gerechnet, sagt Dr. Wilhelm. Das Dogma der letzten 25 bis 30 Jahre war, dass man durch die Reduzierung von Phosphor die Gesamtmenge an Algen reduzieren kann, fügte er hinzu, und wenn man die Gesamtmenge an Algen reduziert, erhält man weniger Toxine.
Die neue Studie legt jedoch nahe, dass dies möglicherweise nicht ganz richtig ist – da die wenigen verbleibenden Algen einen Teil der verlorenen Toxizität ausgleichen könnten.
„Diese Arbeit hat tatsächlich zum ersten Mal ein Modell zusammengestellt, das erklärt, warum das Toxin produziert wird und welche Umweltfaktoren die Zellen dazu veranlassen, Toxin zu produzieren.“ Richard Stumpfein Ozeanograph bei der National Oceanic and Atmospheric Administration, der Algenblüten untersucht hat, aber nicht an dem neuen Papier beteiligt war, erzählt Der Unabhängige.
Dr. Stumpf nannte die Schlussfolgerung, dass die Verringerung des Phosphors im See die Toxizität erhöhen könnte, „ein bisschen übertrieben“.
Er wies darauf hin, dass das Modell auf Zellbiologie basiert, aber die Bedingungen im wirklichen Leben viel mehr Permutationen aufweisen. Er bemerkte auch, dass, wenn die Blüte beginnt und die Toxizität am besorgniserregendsten ist, bereits „viel mehr Stickstoff“ vorhanden ist, als die Zellen möglicherweise verbrauchen könnten. Selbst wenn die verbleibenden Algen giftiger sind, könnten insgesamt weniger Algen immer noch weniger Toxizität bedeuten, fügte er hinzu.
Dr. Stumpf sagte, dass er das Modell gerne verwenden würde, um die Toxizität im See vorherzusagen und es dann mit den tatsächlich beobachteten Toxizitätswerten zu vergleichen, um zu sehen, wie sich die Prognose entwickelt.
Dr. Wilhelm merkt auch an, dass das Modell möglicherweise nicht alle wichtigen Faktoren darstellt, die das Algenwachstum und die Toxizität im See bestimmen. Das Hinzufügen von Faktoren wie Temperatur und pH-Wert könnte das Modell im Laufe der Zeit verbessern, fügte er hinzu.
Darüber hinaus besteht der Imbiss hier nicht darin, den Phosphor im See zu lassen, bemerkt er – es ist die Reduzierung von Stickstoff und Phosphor kann die beste Strategie sein.
Obwohl mehr Forschung erforderlich ist, ist die Studie eine Warnung, dass die Bemühungen zur Säuberung des Eriesees möglicherweise nicht die erwarteten Ergebnisse bringen, sagt Dr. Wilhelm.
„Dies ist eine Art Warnung, dass dies passieren könnte, und wir müssen es im Auge behalten“, sagt er.