Ultraschall gegen Algenpest

Kingston upon Hull (Großbritannien) - Massive Algenteppiche vor Badestränden oder im Gartenteich stören nicht nur, sie entziehen Wasserpflanzen und -tieren auch viel Sauerstoff. Und manche Arten setzen bei der Blüte sogar Giftstoffe frei, die Tier und Mensch krank machen. Jetzt glauben britische Ingenieure eine Waffe dagegen gefunden zu haben, welche die Umgebung nicht belastet. Mit Ultraschall wollen sie die Schwimmblasen der Algen zerstören, so dass die Pflanzenteile absinken und gar nicht erst zu blühen beginnen. Erste Tests mit Schallintensitäten, wie sie auch von Ärzten zur Diagnose genutzt werden, verliefen erfolgreich.

"Algenstränge enthalten Stickstoff produzierende Zellen, Heterozysten, die sie schwimmen lassen", schreibt das Team um Michiel Postema von der nordenglischen University of Hull. Die Forscher hatten die Hypothese untersucht, dass die Membranen dieser Zellen sich mit Ultraschall zerstören lassen. Die Schallwellen sollen die Gasmoleküle in den Zellen in Resonanzfrequenz versetzen und bei hoher Frequenz die Zellwände beschädigen. Wenn dadurch das Gas entweicht, müssten die Algen auf den Grund des Teichs oder Meeres sinken, wo sie kein Licht mehr bekommen und absterben, schreiben die Forscher: "Das ist ein erwünschter ökologischer Effekt, weil es die Freisetzung der Toxine ins Wasser unterdrückt".

Im Labor hatte das Team kleine Mengen einer Blaualge (Anabaena sphaerica), einer besonders gesundheitsbelastenden Art, in Wassergläsern mit Ultraschall behandelt. Drei unterschiedliche Frequenzen testeten sie, alle in Frequenz und Druckbereich vergleichbar mit Ultraschalldosen, wie sie für medizinische Diagnosen zum Einsatz kommen. Nach dem Beschuss beobachteten die Forscher dessen Wirkung anhand der Helligkeit ihrer Algenlösungen. Je heller, desto mehr Algen waren abgesunken. Besonders die Frequenz nahe einem Megahertz erwies sich als effektiv - was zur erwarteten Resonanzfrequenz der Heterozysten passt, die bei dieser Art rund 6 Mikrometer im Durchmesser groß sind. Damit sehen die Forscher bestätigt, dass die Zellbläschen den Stickstoff unter Ultraschallbeschuss freisetzen und absinken. Je nach Algenart und Bläschengröße müsste die wirksame Frequenz passend gewählt werden. Allerdings erreichen 1-Megahertz-Wellen unter Wasser nur eine Reichweite von knapp 20 Metern, so dass praktikable Lösungen für große Meeresflächen noch zu finden sind.

Umgebende Wasserpflanzen werden vom Ultraschall nicht geschädigt, weil die Schwingungen ihre Wasser gefüllten Zellen einfach durchlaufen. In punkto Frequenz ist die Methode völlig ungefährlich, so die Forscher. Allerdings übersteigt der Schalldruck die Richtlinien des NATO Undersea Research Centre (NURC) um mehr als 35 Dezibel. Vorsicht ist also angesagt, wenn Wassertiere in der Nähe sind. Bisherige Lösungen gegen Algenpest ist Sperrung der Strände und schlichtes Abwarten, bis die Algenblüte vorbei ist, oder ein Abfischen der Algen von der Wasseroberfläche.