CyBER

Gefahrenbeschreibung von Cyanobakterienblüten

In Europa sind Blaualgen/Cyanobakterien die Quelle für einige der gefährlichsten natürlich vorkommenden Gifte. Ihre Cyanotoxine sind ein starkes Gift und verweilen mehrere Wochen in der Umwelt. Sie können bereits in Konzentrationen von etwa 1:1 Million schwere Gesundheitsschäden, insbesondere Nerven- und Leberschäden bei Mensch und Tier verursachen.

Die Freisetzung der Toxine kann sehr schnell binnen weniger Stunden erfolgen. Cyanobakterienblüten sind in Wasser sehr unregelmäßig verteilt und wachsen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, sodass eine häufige, mitunter aufwendige Beprobung der Gewässer erforderlich ist.

Die Freisetzung von Cyanotoxin ist kaum über die erfassbare Biomasse einer Cyanobakterienblüte zu bestimmen, da bei weitem nicht alle Typen einer Cyanobakterienspezies das Gift freisetzen. Existenz und Menge von Cyanobakterien in den Gewässern können erfasst werden. Analytische Tests in Laboren ermöglichen es dann, die im Wasser vorhandenen Cyanotoxine nachzuweisen. Derzeit existiert aber keine effektive, schnelle und kostengünstige Möglichkeit, um Cyanotoxine in den potentiell giftigen Algen ohne aufwendige Probenpräparation und Laboranalyse zu messen.

Erforschung neuer Methoden zur Einschätzung der Toxizität von Cyanobakterien

Dieses Forschungsvorhaben möchte deshalb ein Verfahren und ein Gerät entwickeln, das auch im Tiefenprofil eines Gewässers Cyanotoxine und potenziell toxische Cyanobakterien erkennen kann. Abgerundet wird das Projekt durch ein neuartiges Probennahmesystem für die Sicherung von Wasserproben für detaillierte Laboruntersuchungen. Damit kann Trinkwasserversorgern, Fischern, Aquakulturbetreibern, Wissenschaftlern, Aufsichtsbehörden, Schwimmern und Freizeitlern eine schnelle Untersuchung und Sicherheit mit Ihrem Gewässer geboten werden.

Das Konsortium wird eine Reihe von Technologien erforschen und kombinieren. Es soll eine bildgebendes Verfahren auf fluorometrischer Basis erforscht werden, mit der die Form kleinster Cyanobakterien abgebildet werden können. Zusätzlich sollen holographische Abbildungen der Cyanobakterien erstellt werden, um Erkennungsmerkmale hinsichtlich größerer Formen zu gewinnen. Die Zuordnung dieser Abbildungen zu einer Toxinbildenden Cyanobakterienspezies soll mittels neuronaler Netze erfolgen, wobei diese auf Schnelligkeit optimiert werden müssen. Mit Hilfe eines Systems auf der Basis von Ramanspektroskopie wird die Grundlage zur Erkennung der tatsächlich präsenten, zellinternen Cyanotoxine untersucht.

Institut für Hygiene und Umwelt Hamburg, Hamburg