Blaualgenschlamm als Quelle von Treibhausgasen

Die sommerliche Übervermehrung von Cyanobakterien (Blaualgen) beeinträchtigt die Gewässerqualität und die Trinkwassergewinnung erheblich. Beim Absterben der Biomasse kommt es durch mikrobielle Zersetzungsprozesse zu starkem Sauerstoffzehr sowie zur Freisetzung potenzieller Cyanotoxine. Zudem stellen eutrophierte Gewässer eine signifikante Quelle für Treibhausgase dar: Schätzungen zufolge emittieren mit Cyanobakterien belastete Seen etwa 19 Prozent des globalen Methans.

Mechanische Biomasseentnahme und Schlammproblematik

Zur Gewässersanierung werden großflächige Algenblüten zunehmend mechanisch abgeerntet, wie es beispielsweise in China routinemäßig geschieht. Dieses Verfahren erzeugt jedoch enorme Mengen an Blaualgenschlamm. Eine internationale Studie zweier chinesischer Forschungseinrichtungen in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) untersuchte nun die Methanemissionsdynamik des geernteten Schlamms im Vergleich zum Stammgewässer.

Physikalisch-chemische Korrelationen der Methanbildung

Am beispielhaft untersuchten, eutrophierten Dianchi-See im Südwesten Chinas analysierte ein Forschungsteam um Prof. Hans-Peter Grossart die Methanbildung im Gewässer sowie im Schlamm bei variierender Restfeuchte. Die Konzentrationen gelöster Treibhausgase korrelierten positiv mit den Parametern Chlorophyll a und Trübung, während eine negative Korrelation zu gelöstem Sauerstoff und pH-Wert festgestellt wurde. Eine steigende Algenbiomasse und die damit einhergehenden physikalisch-chemischen Milieuveränderungen begünstigen somit die Methanfreisetzung direkt.

Einfluss der Restfeuchte auf die Mikrobiomstruktur

Ein hoher Feuchtigkeitsgehalt des Schlamms steigerte die Methanemissionen signifikant. Während des Zersetzungsprozesses verschob sich die Zusammensetzung der Mikrobiota hin zu obligat methanogenen Archaeen wie Methanosarcina und Methanobacterium. „Blaualgenschlamm sollte also schneller entwässert bzw. kürzer nass gelagert werden. Eine Minderung der Feuchtigkeit um 15 Prozent – von 93 auf 78 Prozent – verringerte in unseren Experimenten die Methanemission bereits um die Hälfte“, sagt Prof. Hans-Peter Grossart.

Implikationen für die Prozessoptimierung

Die Ergebnisse belegen, dass die mechanische Entnahme von Cyanobakterien allein nicht zur Emissionsminderung ausreicht. Um unbeabsichtigte Treibhausgasfreisetzungen zu minimieren, muss das Nachbereitungsmanagement – insbesondere eine zügige und effektive Entwässerung des ernteseitigen Blaualgenschlamms – integraler Bestandteil von Gewässersanierungskonzepten sein.

Quelle

Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) (11/2025)