Trinkwasser-Anwednung

Klimaveränderungen und extensive landwirtschaftliche Aktivitäten gefährden die Trinkwasserreservoirs in vielen Ländern. Die Eutrophierung verwandelt die Trinkwassertalsperren in ein geeignetes Umfeld für schädliche Algenblüten. Die Bekämpfung von Phytoplanktonblüten, einschließlich Cyanobakterien, hat für die Bewirtschafter aquatischer Systeme, insbesondere für die Trinkwasserversorgung, die Freizeitgestaltung und die Aquakulturproduktion, heutzutage hohe Priorität.

Darüber hinaus produzieren einige Cyanobakterien Geschmacks- und Geruchsstoffe, wie Geosmin und 2-Methylisoborneol (MIB). Der Aufwand für Trinkwasserreservoirs mit den unangenehmen muffigen Geschmacks- und Geruchsstoffen wird jedes Jahr weltweit größer und größer. Zudem sind Algen und Cyanobakterien dafür bekannt, Biotoxine zu synthetisieren. Diese aus der Zelllyse freigesetzten Toxine haben negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und sind nicht selten der Grund für ein hohes Fischsterben.

Die Bewirtschaftung von Seen, Stauseen und Flüssen zur Überwachung von Cyanobakterienblüten ist für den Schutz der menschlichen Gesundheit von entscheidender Bedeutung.

Die schädlichen Cyanobakterien Planktothrix rubescens wurden als eine der dominanten blütenbildenden Gattungen und als häufige Toxinproduzenten identifiziert. Planktothrix rubescens gehört zur Klasse der Cyanobakterien mit einer spezifischen Pigmentzusammensetzung und ist fädrig, wie viele andere Cyanobakterien. Diese Cyanobakterien haben das rote Pigment Phycoerythrin im Inneren der Zellen. Daher erscheinen die Zellen rot (Abb. 1). Planktothrix rubescens kann das giftige Peptid Microcystin produzieren, das zu Leberschäden und Krebs führen kann. Nutztiere und Hunde sind sehr empfindlich gegenüber diesem Biotoxin und können nach Aufnahme von Wasser aus giftigem Talsperrenwasser sofort sterben.

Die Sengbachtalsperre in Nordrhein-Westfalen versorgt rund 17,9 Millionen Einwohner. Insgesamt besteht ein Bedarf an Trinkwasser von rund 2,3 Mio. m3. Der Stausee hat eine Fläche von 20 ha und das Fassungsvermögen der Talsperre beträgt 2,8 Mio. m3. Die maximale Tiefe des Stausees beträgt 36 m.

Im Frühjahr 2013 starben Hunde, nachdem sie das Wasser in diesem großen Staubereich getrunken hatten. Weitere Untersuchungen wiesen eine starke Vermehrung von Planktothrix rubescens nach und später wurde eine große Algenblüte im Wasserwerk der Sengbachtalsperre gemeldet.

Die Wasserproduktion wurde nach diesem Ereignis für drei Monate unterbrochen und es wurden täglich umfangreiche Laboruntersuchungen durchgeführt. Diese wurden ab Mai 2013 durch eine kontinuierliche Überwachung im Zulauf mit einem bbe AlgenOnlineAnalyser ergänzt. Nachfolgend ein Bild des AlgenOnlineAnalysers, der in der Zulaufüberwachungsstation installiert ist.

Durch den Einsatz des AlgaeOnlineAnalyser wurde die zeitaufwendige mikroskopische Analyse drastisch reduziert. Zusätzlich wurde eine Alarmschwelle implementiert, um schädliche Algen kontinuierlich 24/7 zu überwachen.

Zusätzlich wurde die Algenkonzentration verschiedener Wasserproben, die aus den umliegenden Seen und Flüssen der Talsperre entnommen wurden, wöchentlich schneller und genauer im Labor des Wasserwerks mit dem bbe AlgaeLabAnalyser untersucht - siehe unten.

Cyanobakterien, wie z.B. Planktothrix rubescens, reichern sich oft an der Sprungschicht des Stausees oder Sees an. Um Informationen über die Verteilungstiefe der Algen zu erhalten, unterstützt die Profilmessung mit der bbe FluoroProbe die Betreiber, die beste Tiefe für den Wasserzulauf zu ermitteln, um die beste Wasserqualität mit dem geringsten Algengehalt zu erhalten (etwa 12 m Tiefe). Die folgenden Bilder zeigen einige der Messungen der Fluorporobe im Jahr 2014.

Die fluorometrische Messung ist eine zuverlässige Methode, bei der die Algenkonzentration in Echtzeit und in-situ bestimmt werden kann. Der Messungen der Laboranalyse (Zellzählung) und des AlgaeOnlineAnalyser zeigen eine sehr gute Übereinstimmung auf - siehe Bild unten.

Der AlgaeOnlineAnalyser und der AlgaeLabAnalyser messen auch die Aktivität der Algen, um Informationen über die Dynamik der Blüte zu erhalten. Diese Informationen helfen, die Trinkwasseraufbereitung zu optimieren.

Nach einiger Zeit ging die Algenkonzentration wieder zurück und erreichte einen kontinuierlichen Tiefststand - unterhalb des von der WHO vorgeschlagenen Alarmwertes. In einem Leitfaden der WHO wird ein Grenzwert für den Cyanobakteriengehalt von weniger als 1 µg/l für die Trinkwassergewinnung empfohlen. Unten stehendes Bild zeigt einen Screenshot der WHO-Richtlinien:

In Spitzenzeiten wurden im Wasserwerk mehr als 20 µg/l gemessen. Der AlgeaOnlineAnalyser ist ein großartiges Werkzeug für die Sicherheit der Trinkwasserversorgung und optimiert deren Aufbereitungsbemühungen.

Ein Video über diese Anwendung können Sie sich unter dem untenstehenden Link auf youtube ansehen: