Hydrodynamische und biochemische Interaktionen von Cyanobakterienblüten mit der Luft-Wasser Grenzschicht in Seen

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Lorke
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448586515

Oberflächenblüten von Cyanobakterien sind ein immer häufiger auftretendes Phänomen, welches sich negativ auf die Wasserqualität sowie die Gesundheit von Mensch und Tier auswirkt. Koloniebildende Microcystis ist eine der wichtigsten und allgegenwärtigsten Gattungen, die plötzlich an Wasseroberflächen akkumulieren können. Verbesserte Kenntnisse über die physikalischen Prozesse und Umgebungsbedingungen, die die Bildung von Mikrocystis-Blüten kontrollieren, sind für eine erfolgreiche Vorhersage und die Entwicklung von Strategien und Gegenmaßnahmen von entscheidender Bedeutung. Das Ziel dieses Projekts ist die Verbesserung des mechanistischen Verständnisses der Bildung, Persistenz und Abnahme von Microcystis-Oberflächenblüten in Binnengewässern. Als neuen Aspekt untersuchen wir die Wechselwirkungen von Oberflächenblüten mit der Grenzflächenhydrodynamik an der Wasseroberfläche. Wir erwarten, dass extrazelluläre polymere Substanzen, die von Microcystis freigesetzt werden, die Koloniebildung und die Entwicklung von Oberflächenblüten fördern. Darüber hinaus werden durch diese oberflächenaktiven Substanzen auch die physikalischen Eigenschaften der Wasseroberfläche beeinflusst, was zu stabileren Bedingungen und damit zu günstigeren Bedingungen für die Beständigkeit der Blüte führt. Während Blütenbildung und Koloniewachstum durch schwache Turbulenzen begünstigt werden, sind sie bei hohen Turbulenzintensitäten anfällig für mechanische Beanspruchung und vertikale Vermischung. Das Projekt zielt darauf ab, diese Wechselwirkungen in Labor- und Feldexperimenten zu identifizieren. Das multidisziplinäre Projekt kombiniert die sich ergänzenden Fachkenntnisse des chinesischen und des deutschen Teams in der Phytoplanktonökologieu und in der physikalischen Limnologie. Gemeinsame Experimente werden in Deutschland und in China durchgeführt und beinhalten einen intensiven Austausch von Forschern und Studenten aus beiden Ländern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Xingqiang Wu