Wir sind mitten im Sommer, die Saison der Blaualgen in den Seen beginnt. Es gab Meldungen über erste Badeverbote: aus Bayern und für einen Teil des Spremberger Stausees in Brandenburg. Doch wie bekämpft man die Blaualgen am besten? Dazu haben jüngst Forscher der Technischen Universität (TU) Berlin neue Erkenntnisse veröffentlicht. Diesen wird jetzt aus Fachkreisen widersprochen.

Für die im Fachjournal Science erschienene Studie der TU Berlin simulierten Forscher mithilfe eines „agentenbasierten“ Modells das Verhalten von Blaualgen am Beispiel des Eriesees, der in den USA und Kanada liegt. Es handelte sich um die Blaualgenart Microcystis, die auch hierzulande weit verbreitet ist und das Lebergift Microcystin (MC) produziert. Als Ergebnis ihrer Computer-Modellierungen stellten die Forscher bisherige Methoden der Bekämpfung von Blaualgen infrage.

Bisher habe man vor allem die Phosphorbelastung von Gewässern reduziert, so die Forscher. „Weniger Phosphor im Wasser reduziert die Masse an Blaualgen und damit auch die Menge an Gift, das war die einfache Formel beim Gewässermanagement“, sagte Ferdi Hellweger, Professor an der TU und Hauptautor der Studie. Doch die Modelle zeigten: Eine Phosphorreduktion führe „zwar zu weniger Blaualgen insgesamt, aber im Verhältnis zu mehr giftproduzierenden Blaualgen – und zwar zu so viel mehr, dass die Menge an Giftstoff im See auch absolut zunimmt“, wie die TU Berlin mitteilte.

Laborergebnisse lassen sich nicht einfach auf Seen übertragen

Kurz: Die Bekämpfung der Blaualgen durch Phosphorreduktion mache den See giftiger. Man müsse neben dem Phosphor auch den Eintrag von Stickstoff in den See verringern, so die TU-Forscher. Beide Stoffe kommen unter anderem aus dem Abwasser in die Gewässer. Menschliche Ausscheidungen enthalten viel davon. Sie werden aber auch in der Landwirtschaft als Dünger verwendet. Der TU-Studie zufolge stünden praktisch alle Programme zur Gesunderhaltung oder Sanierung von Seen auf dem Prüfstand. Das impliziert, dass auch giftige Blaualgen in Berliner Seen auf ungenügende Weise bekämpft werden.

Diesem Urteil widerspricht nun eine Expertin, die sich bei der Berliner Zeitung gemeldet hat. Sie umreißt zunächst, was die TU-Studie leistet und was nicht. „Die Publikation in Science befasst sich mit Ergebnissen aus Labor-Experimenten“, sagt Ingrid Chorus, promovierte Biologin, Spezialistin für Binnengewässerökologie und Mitherausgeberin einer WHO-Monografie zu toxischen Blaualgen. „Die Ergebnisse werden gewonnen an Blaualgen-Kulturen, die man irgendwann aus dem Freiland ins Labor geholt hat.“ Ihrer Meinung nach könne man aber schlecht aus dem, was Einzelzellen in einfachen Systemen wie im Labor machen, auf das Verhalten der Population in sehr komplexen Systemen wie Seen schließen.

Das bedeute nicht, dass an den Laborergebnissen und Modellen der TU-Studie an sich etwas auszusetzen sei – aber durchaus an der Übertragung der Ergebnisse aufs Freiland, also auf die natürlichen Gewässer. Denn dort spielten noch andere Prozesse hinein. Und in der Praxis zeige sich, dass man in Berlin und anderswo Blaualgen und Blaualgentoxine deutlich reduzieren könne, indem man allein den Phosphoranteil im Wasser deutlich verringert. Dazu später mehr.

T. Harmsen
Blaualgen an einer Brücke zur Fischerinsel

Blaualgen bilden in freien Gewässern Kolonien

Zunächst: Was sind überhaupt Blaualgen? Der Name kommt daher, dass sie einst zu den Algen gezählt wurden. Man nennt sie auch Cyanobakterien. Denn sie sind eine ganz besondere Form von Mikroorganismen, die wie Bakterien aus Zellen ohne Zellkern bestehen. Zugleich sind sie in der Lage, Fotosynthese durchzuführen, so wie Pflanzen. Bei dieser entsteht Sauerstoff.

In Seen erkennt man die Cyanobakterien der Art Microcystis an Schlieren und grünen Teppichen (Aufrahmung) oder einer wolkenartigen Verteilung im Wasser. Eine zweite häufig vorkommende Art ist die Planktothrix, die so fein verteilt ist, dass sie das Wasser grünlich-trüb macht. Die sogenannte Algenblüte komme typischerweise von Mitte Juli bis in den August oder auch bis Anfang September vor, was vor allem vom jahreszeitlichen Rhythmus im Gewässer abhänge, wie Ingrid Chorus sagt. Trübere Gewässer förderten das Wachstum von Blaualgen. Sie spricht von „Schattenpflanzen“.

Ein ganz entscheidender Unterschied zu Experimenten im Labor sei, dass Blaualgen in freien Gewässern Kolonien bildeten, erklärt die Expertin. Viele Hundert Zellen würden von einer Art Gallerte zusammengehalten, in der ganz verschiedene Bakterien lebten. „Man beginnt gerade, das Zusammenspiel von diesen Bakterien und den Cyanobakterien – also Blaualgen – genauer zu verstehen“, sagt Ingrid Chorus. Die Expertin studierte an der Freien Universität (FU) Berlin. Bis 2018 leitete sie die Abteilung für Trinkwasser- und Badebeckenwasserhygiene beim Umweltbundesamt (UBA). Unter anderem erforschte sie über viele Jahre die toxischen Blaualgen und die Sanierung der Seen in Berlin als lokales Beispiel.

Um Schlüsse für die Praxis zu ziehen, müsse man die Labor-Experimente im Freiland überprüfen und sich auch rückblickend Freilanddaten anschauen, sagt sie bezogen auf die TU-Studie. „Und dann sieht man, dass die Toxin-Quote – also die Menge an Blaualgengift pro Zelle – in verschiedenen Gewässern im Verlauf des Jahres stark schwankt.“ Und zwar innerhalb einer einzigen Art und um ein Vielfaches dessen, was das TU-Modell prognostiziere. Blaualgen träten in verschiedenen Genotypen oder Stämmen auf. „Die einen Microcystis-Stämme haben das eine Microcystin, die anderen das andere. Und die sind zum Teil hundertfach unterschiedlich toxisch“, sagt Ingrid Chorus. Wie giftig die Gesamtmischung in einem See sei, hänge sehr von der Zusammensetzung der Blaualgen ab. „Und wodurch diese gesteuert wird, hat man noch gar nicht verstanden.“

Mit den Blaualgen insgesamt geht auch die Menge der Giftstoffe zurück

Das Entscheidende für die Menge des Gifts im Wasser sei aber: Wie viele Blaualgen sind insgesamt in einem Gewässer? „Wenn man kaum noch Blaualgen hat, dann ist sehr sicher, dass man auch nicht viel Gift hat“, sagt Chorus. Die bislang verfolgte Strategie sei die Reduktion des Eintrags eines essenziellen Nährstoffes. Hier gelte seit hundert Jahren Justus von Liebigs Minimumgesetz – aus der Landwirtschaft kommend. Wenn einer der essenziellen Nährstoffe fehle, etwa Phosphor, dann könne noch so viel Stickstoff im Gewässer sein – es komme trotzdem nicht zur Blaualgenblüte.

Dieses Gesetz bestätige sich erfolgreich in Berlin. „In der Praxis hat die Phosphorreduktion in einigen Seen zu klarem Wasser geführt und dazu, dass die giftproduzierenden Blaualgen kaum noch vorkommen“, sagt Ingrid Chorus. Dazu zählten besonders der Tegeler See, der Schlachtensee und die Krumme Lanke. Aber auch in der Havel sei ihr Vorkommen rückläufig. Klärwerke filterten Phosphor und auch Stickstoff aus dem Abwasser heraus. An vielen anderen Gewässern seien allerdings noch die sogenannten diffusen Quellen aus der Düngung in der Landwirtschaft ein Problem. „Insgesamt ist es so, dass die Konzentrationen beider Nährstoffe in vielen Gewässern für Blaualgenblüten noch ausreichen.“

Insgesamt findet die Expertin es richtig und wichtig, weitere Maßnahmen „zur Reduktion der Phosphoreinträge“ zu treffen, vor allem auch aus der Landwirtschaft. Stickstoffeinträge in die Umwelt müssten vor allem zum Schutz von Wäldern, Böden, Grundwasser und der Atemluft reduziert werden. Für Gewässer werde ein Abbau von Stickstoff dort wichtig, wo es nicht gelinge, Phosphoreinträge hinreichend zu reduzieren. „Man muss sich anschauen, was vor Ort am besten und technisch möglich ist“, sagt Chorus. Manchmal müsse man versuchen, beides zu reduzieren. „Aber auf gar keinen Fall kann man behaupten, dass es schädlich sei, nur den Phosphor zu reduzieren. Das ist einfach falsch“, sagt die Expertin in Richtung TU-Studie.

Als Beispiel für eine besondere Situation nennt sie den Müggelsee. Hier gingen die Blaualgen über die Reduktion von Stickstoff zurück, während Phosphor recht gut im Sediment gebunden sei. Beim Abbau der Biomasse am Grund des Sees verwandelten Bakterien den in Nitrat gebundenen Stickstoff (etwa aus Düngemitteln) in molekularen Luft-Stickstoff, der aus dem Wasser in die Atmosphäre entweiche. Diese bestehe ohnehin zu fast 80 Prozent aus Stickstoff.

Im flachen Müggelsee wandeln Bakterien den Stickstoff um

Dieser bakterielle Abbau geschehe vor allem in flachen, nährstoffreichen Seen mit viel organischer Substanz, also „Modder“. Im Verlaufe des Sommers verringere sich der Stickstoff so, dass im Spätsommer kaum noch Blaualgen vorhanden seien, weil der Stickstoff nicht mehr reiche. „Und genau das ist im Müggelsee in den letzten Jahren der Fall gewesen“, sagt Chorus. Ein Grund könne sein, dass durch den Rückgang der Landwirtschaft nach der Wende aus dem Einzugsgebiet weniger Stickstoff komme.

Man könnte den Effekt nutzen, indem man versuche, das Zeitfenster, in dem der Stickstoff aufgezehrt sei, noch ein bisschen auszudehnen, um Flachgewässer zu sanieren, zum Beispiel in Brandenburg. Man könnte zum Beispiel mit Landwirten verhandeln, dass sie das Düngen mit Stickstoffdünger etwas verschieben und zum Beispiel früher in der Saison düngen. „Ich weiß nicht, ob das geht“, sagt Ingrid Chorus. „Das hängt sicher auch vom Bedarf der Pflanzen in der Landwirtschaft ab.“

Für den in der TU-Studie behandelten Eriesee, der mit durchschnittlich 18 Metern sehr flach ist, könnte ebenfalls eine Chance in der Stickstoffreduktion liegen, sofern entsprechende Maßnahmen in der Landwirtschaft und der Abwasseraufbereitung durchsetzbar seien. Ingrid Chorus und andere Experten stellen aber fest, dass für das TU-Modell an keiner Stelle Blaualgen- und Toxin-Daten aus dem Eriesee selbst genutzt worden seien, sondern Daten aus Laborkulturen. Man habe die Prognosen des Modells auch nicht mit Daten aus dem Eriesee verglichen.

Anderswo ist man – wie gesagt – mit der Phosphorreduktion erfolgreich. So wurden zum Beispiel in Berlin zusätzlich am Zulauf vom Tegeler See und vom Schlachtensee Anlagen zur Phosphor-Eliminierung gebaut, die den Anteil weiter verringern. Doch warum vergiften sich dann gerade am Tegeler See immer wieder Hunde mit Blaualgen, wie Meldungen zeigten? So erst im letzten Jahr. Auch ein Badeverbot gab es.

imago/blickwinkel
Blaualgen unter einem Mikroskop

Dies sei eine ganz andere Geschichte, sagt Ingrid Chorus. Denn der Tegeler See sei sehr klar geworden, gerade weil es keine Blaualgenblüten mehr gebe. Das Licht komme nun bis zum Boden des Sees. In den Sedimenten gebe es Nährstoffe, die von Unterwasserpflanzen genutzt werden könnten. Und auf bestimmten Pflanzen, etwa Quellmoos, wüchsen vor allem im Frühsommer Blaualgen der Art Microcoleus (die ursprünglich angenommene Art Tychonema wurde durch genetische Untersuchungen korrigiert).

Wenn die Füße in grünlich trüber Brühe nicht mehr zu sehen sind

„Solange die Wasserpflanzen am Grund bleiben, ist das alles kein Problem“, sagt Ingrid Chorus. Es komme jedoch mitunter vor, dass sich Wasserpflanzen bei Sturm oder Wellenschlag lösten und am Ufer angespült würden. „Manche Hunde fühlen sich davon angezogen und fressen das“, sagt Ingrid Chorus. Die Blaualge Microcoleus enthalte das Nervengift Anatoxin A – und mehrere Hunde seien bereits daran gestorben. Messungen zeigten jedoch durchweg, dass es im Wasser selbst so gut wie kein Toxin gebe. Es befinde sich fast nur in den Zellen an den Quellmoos-Klumpen.

Beim Baden gebe es also ein extrem geringes Risiko. Dieses sei nur erhöht, wenn man eine beträchtliche Menge von den angeschwemmten Pflanzen esse oder aussauge. „In den Hundemägen fand sich tatsächlich Pflanzenmaterial.“ Dass Menschen viel von dem in Klumpen angeschwemmten Material schlucken, sei selbst für Kleinkinder sehr unwahrscheinlich. Es sei dennoch wichtig, aufzuklären und zu warnen – und sicher auch auf kleine Kinder aufzupassen. Dies müsse man beim Baden in Gewässern ohnehin tun. Chorus sagt: „Jährlich ertrinken in Deutschland rund 40 Kinder, während keine Vergiftungen durch Blaualgen bekannt sind und diese auch international sehr selten berichtet werden.“

Wie soll man sich nun als Laie bei deutlich erkennbarer Blaualgenblüte verhalten? Man sollte durchaus davon ausgehen, dass Giftstoffe vorhanden seien. „Ich würde mein Kind nicht in der Brühe in der Bucht Kopfstand üben lassen“, sagt Chorus. Aber außerhalb des Algenteppichs könne man durchaus baden, wenn man aufpasse, keine größeren Mengen Wasser durch Mund und Nase aufzunehmen. Für Vergiftungen brauche es schon beträchtliche Mengen. Eine grobe Empfehlung laute: „Lauf vorsichtig ins Wasser bis zu den Knien, ohne das Sediment aufzuwirbeln. wenn du dann deine Füße nicht mehr sehen kannst, dann bade lieber woanders.“