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Redemanuskript für den Vortrag zum Thema Blaualgenbekämpfung mittels Ultraschall
26|09|2015



Jochen Martin ist ein "Urgestein" in Sachen Umweltschutz.

Redemanuskript für den Vortrag zum Thema Blaualgenbekämpfung mittels Ultraschall auf der von den SPD-Ortsvereinen Heppens und Süd hierzu organisierten Veranstaltung am 23.09. in "Kaisers Hotel":

Vorbemerkung

Der Banter See wird bekanntlich seit etlichen Jahren von der Blaualgenplage heimgesucht. Zur Ursachenfindung wurden Gutachten in Auftrag gegeben sowie Gegenmaßnahmen - darunter Kanalisationsanschlüsse von Kleingärten, Abbindung des Rhynschlootes - getroffen. Doch das Algenproblem wurde dadurch nicht gelöst.

Auch zwei Freistrahlanlagen wurden eingesetzt. Durch eine bessere Durchmischung des Wasserkörpers sollten damit die Algen niedergehalten werden. Zwar ging die Algenplage daraufhin zurück. Der Meereschemiker Prof. Liebezeit führte in seinem Abschlussbericht von 2013 neben dem Freistrahlbetrieb weitere mögliche Ursachen für den Rückgang an. Für die Ursachenfindung wäre ein Monitoring-Programm zwischen 3 und 10 Jahren erforderlich. Zudem empfahl er, die Anzahl der Freistrahler unterdessen zu erhöhen. Stattdessen beschloss man den Weiterbetrieb einzustellen ...

Der Hydrologe Dr. Ing. Manzenrieder schreibt in seinem Bericht „Banter See - Ergebnisse der Messprogramme 2011 – 2014" denn auch, dass u.a. die Betrachtung der Tiefenwasserbelüftung [gemeint sind die Freistrahler] nicht den ihm von der Stadt vorgegebenen Handlungsrahmen enthalten sei.

Jetzt scheinen die entscheidenden städtischen Gremien in der Öffnung des Grodendamms die einzig verbliebene Option zu sehen. Abgesehen davon, dass die damit befassten Fachleute eine dadurch bewirkte Lösung des Blaualgenproblems nicht gewährleisten wollen:

Die Öffnung des Grodendamms sowie der dadurch erforderlich werdende Bau einer Brücke würde dem Steuerzahler ’zig Millionen kosten.


Eines der letzten Bade-Paradiese mit Naturschutzgebiete möchte die Stadt nun auch noch höchstbietend verschlimmbessern.

Doch vielleicht gibt es eine erfolgversprechendere und zudem wesentlich kostengünstigere Lösung:

Wir haben einen Hinweis von Bekannten aus NRW von der Behandlung dortiger blaualgenbelasteter Gewässer mittels Ultraschall bekommen. Diese Methode wurde u.a. in Münster und Xanten [NRW] erfolgreich angewendet.

Jetzt scheinen die entscheidenden städtischen Gremien in der Öffnung des Grodendamms die einzig verbliebene Option zu sehen. Abgesehen davon, dass die damit befassten Fachleute eine dadurch bewirkte Lösung des Blaualgenproblems nicht gewährleisten wollen:

Die Öffnung des Grodendamms sowie der dadurch erforderlich werdende Bau einer Brücke würde dem Steuerzahler ’zig Millionen kosten.

Doch vielleicht gibt es eine erfolgversprechendere und zudem wesentlich kostengünstigere Lösung:
Wir haben einen Hinweis von Bekannten aus NRW von der Behandlung dortiger blaualgenbelasteter Gewässer mittels Ultraschall bekommen. Diese Methode wurde u.a. in Münster und Xanten [NRW] erfolgreich angewendet.

Anmerkungen zu Ultraschall

Als Ultraschall [oft als US abgekürzt] bezeichnet man Schall mit Frequenzen oberhalb des Hörfrequenzbereichs des Menschen. Er umfasst Frequenzen ab etwa 16 kHz.[1]

Luft weist eine stark mit der Frequenz steigende Dämpfung für Ultraschall auf. In Flüssigkeiten breitet sich Ultraschall dagegen dämpfungsarm aus.
Anwendungen der Ultraschallwellen [Beispiele].

Ultraschall findet in der Technik und Medizin diverse Anwendungen:

- Echolot, Sonar: Tiefenmessung und Meeresbodenuntersuchung aus Wasser- und Unterwasserfahrzeugen heraus, Fischfinder

- Bewegungssensor - Raumsicherung über Dopplereffekt

- Ultraschallschweißen

- Werkstoffprüfungen mit Ultraschallprüfgeräten; über Reflexe an Unstetigkeitsstellen der Dichte und ihre Signal-Laufzeit können ungewünschte Einschlüsse, Lunker oder Risse entdeckt werden

- Ultraschall-Schneiden biologischer Gewebe

- Geschwürbehandlung: Hochintensiver fokussierter Ultraschall

- Zahnsteinentfernung durch wassergekühlte hochfrequent schwingende Metallspitze

- Ultraschall-Sensoren, Entfernungsmessung beispielsweise zur Ansteuerung von Motoren in Autofokus-Objektiven [Polaroid]

- Geräte zur Abschreckung von Mardern [Marderabwehr] und anderen Tieren, die vor Ultraschall flüchten sollen; eine Wirkung konnte wissenschaftlich bisher nicht nachgewiesen werden, dennoch scheinen Geräte mit einer sehr kräftigen Schallkeule die Tiere erfolgreich fernzuhalten.

- Hundepfeifen

- Anwendungen bei Fledermaus- und Delphinforschung, da diese sich über Ultraschall orientieren beziehungsweise damit kommuniziere

- Auch die Nierensteinzertrümmerung [Lithotripsie] basiert auf der Wirkung von kurzen, auf den Stein fokussierten Ultraschallimpulsen,

Ultraschall in der Tierwelt

In der Tierwelt dient Ultraschall zur Orientierung [Echoortung] und Kommunikation. Die Ortungsrufe der Fledermäuse zeigen im Frequenzspektrum, je nach Art, Ultraschallanteile bis zu 200 kHz [Rundblattnasen].[4] Nachtfalter hören im Ultraschallbereich bis zu Frequenzen von 200 kHz.[5] Zahnwale, insbesondere Delfine, nutzen die Echoortung zur Orientierung und speziell auch zur Ortung ihrer Jagdbeute. Die Frequenz der Klicklaute beträgt zwischen 120 und 180 kHz.[5] Mäuse und Ratten kommunizieren mittels Rufen im Ultraschallbereich [Ultraschallvokalisationen]. So lösen bei der Ratte beispielsweise prosoziale Ultraschallvokalisationen mit einer Frequenz von ca. 50 kHz soziales Annäherungsverhalten aus.[6]

Ultraschallerzeugung in Pflanzen

Bäume erzeugen bei Wassermangel Laute im Ultraschallbereich. Die Laute entstehen, wenn bei Trockenheit der Wasserstrang in den Gefäßen, welche das aufgenommene Wasser von den Wurzeln in die Baumwipfel und Blätter führen, abreißt. Dabei bilden sich Kavitationsbläschen, die die Wände der wasserführenden Gefäße kurzzeitig in Schwingung versetzen. Die Intensität der Laute ist dabei abhängig von der Gefäßgröße und vom Trockenheitsgrad.[7][8]

Recherche

Anfang Juli dieses Jahres wurde ich von Herrn Carlsdotter auf eine Pressemitteilung der Stadt Münster aufmerksam gemacht, in der über die erfolgreiche Bekämpfung von Cyano-Bakterien – also der sog. Blaualgen – mit Ultraschall in den Jahren 2012 und 2013 Hiltruper See berichtet wurde.

Darin heißt es: Speziell entwickelte Ultraschallmuster zerstören die Schwimmblasen der Blaualgen, so dass diese auf den Grund sinken und dort wegen des fehlenden Lichts absterben.

Da der See als Wasserschutz- und Wasserentnahmegebiet ausgewiesen ist, können dort keine Stoffe [z.B. Bentophos] zur Phosphatbindung eingesetzt werden, mit denen man den Blaualgen auf einem anderen See [Aasee] die Nahrungsgrundlage entzieht.

Daraufhin haben wir uns mit Herrn Hirschmann dem Fachmann für Gewässerökologie im Umweltamt Münster in Verbindung gesetzt. Er berichtete, dass die Unterdrückung der Algenpest mittels Ultraschall weiterhin erfolgreich angewendet wird. Im vergangenen Oktober habe man das Ultraschallgerät einmal ausgesetzt.

Die Folge: Im Winter stiegen die Werte der Cyanobakterien überraschend stark an.

Er fügte hinzu, dass die Ultraschallmethode jetzt auch auf den Xantener Seen erfolgreich eingesetzt wird. Dort konnte 2013 der Triathlon nicht stattfinden, da den Sportlern nicht zuzumuten war, in die Blaualgen-Suppe zu steigen. Dank Ultraschall-Behandlung bekam man die Konzentration von Cyanobakterien [Blaualgen] in den Griff.

Informationen von Herrn Wassmann

Auf Empfehlung von Herrn Hirschmann nahmen wir anschließend Kontakt mit dem Limnologen [Gewässerkundler] Herrn Wassmann, dem Entwickler und Leiter des Ultraschallprojekts auf.

Zu seinem Hintergrund: Er war, bevor er sich selbstständig gemacht hat, beim Umweltbundesamt beschäftigt.

Zu dem Ultraschalleinsatz sagte er, dass sie sehr erfolgreich arbeiten und die Wirkung sehr prompt erfolge. Man sei aber weiter in der Forschungsphase, um die Geräte auf Grund neu gewonnener Erkenntnisse kontinuierlich zu verbessern. Er würde bei der Vorstellung seiner Ultraschallgeräte mit vielen neuen Fragen konfrontiert, denen er nachgehen würde. So habe er durch Beobachtung von Fledermäusen die Sorge ausräumen können, dass die durch den Ultraschall vertrieben würden. Solange die offenen Fragen nicht abgeklärt seien, würden die Forschungen nicht abgeschlossen und solange wolle man das Konzept Ultraschallbekämpfung nicht an die große Glocke hängen.

Per Email teilte er uns zudem mit:

"Ultraschall ist tatsächlich eine Methode der Blaualgenbekämpfung, die wissenschaftlich nicht leicht zu fassen ist und daher gerne ins Reich des Voodoo oder der Esoterik geschoben wird.

Die Erfolge in Münster und an anderen Orten bestärken mich in der Auffassung, dass wir etwas in der Hand haben, das zu großem Nutzen fähig ist.

Die Wirkungsweise muss als noch klärungsbedürftig angesehen werden. Wir haben Zweifel daran, dass es sich um Zerplatzen von Vakuolen [Zellmembranen] handelt.

Vielmehr scheint es ultraschallempfindliche Algenarten zu geben, die im Konkurrenzgefüge dann unterliegen und dann unempfindlicheren Arten wie Kieselalgen weichen.

Die Reaktionen erwarten wir eher an den äußeren Zellwänden.

Die bisher von uns erforschten und eingesetzten Geräte haben eine nominelle Reichweite des Schalls von 300 m.

Es können aber auch deutlich höhere Reichweiten erzielt werden.

Unseren Messungen zufolge dringt der Schall durch die thermische Sprungschicht ungemindert durch.

Mit einem neuen Gerätetypus erzielen wir Reichweiten über 1.000 m.

Die tatsächliche Einsatzkonfiguration wäre von einem örtlichen Check abhängig.

Der Stromverbrauch ist marginal und bewegt sich je Gerät im Verbrauchsbereich einer Glühbirne.

Wir verkaufen diese Geräte derzeit nicht, sondern kommen im Rahmen unseres Forschungsansatzes gerne zu Forschungsanwendungen in verschiedenen Gewässern oder Belastungssituationen, um Einsatzmöglichkeiten und –grenzen besser erfassen zu können.

Die Technik ist nach unserer Auffassung Gegenstand der Forschung und gehört daher nicht in unbefugte, fremde Hände.

Dies auch um Missbrauch, Fehlentwicklungen und auch Trittbrettfahrern keinen Vorschub zu leisten.

Insbesondere wollen wir eine rein wirtschaftlich ausgerichtete Anwendung vermeiden."

Förderung durch das BMBF

Für das wissenschaftliche Monitoring der Ultraschallbekämpfung hatte das Bundesministerium für Bildung und Forschung [BMBF] ein Förderprojekt zur Erforschung des Einsatzes von Ultraschall zur Reduzierung und Kontrolle von Cyanobakterien und Phytoplankton in Gewässern und technischen Prozessen der Wasseraufbereitung aufgelegt.

Das BMBF erklärt hierzu:
"Würde sich diese Technologie in Deutschland bewähren, könnte das bei starkem Algenbefall erhebliche Einsparungen von Bioziden bewirken und Sanierungsmaßnamen unterstützen oder erst ermöglichen."

Die Gewässersanierung mit der Ultraschall-Methode wird unter der Leitung des Ingenieurbüros Hartmut Wassmann [Hohen Neuendorf bei Berlin] in Zusammenarbeit mit der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus [BTU] und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt [PTB] wissenschaftlich begleitet. Die Forschung befasst sich auch mit der Frage nach den Auswirkungen der Ultraschall-Anwendung auf Menschen, Tiere und andere Pflanzen.

Die durchgeführten Begleituntersuchungen zum Ultraschallprojekt werden alle drei Monate von einem Physiker und einem Biologen durchgeführt. Neben den Blaualgen werden z.B. auch Veränderungen bei Muscheln, Krebsen und Plankton festgehalten sowie die Phosphatkonzentration und die Sichttiefe kontrolliert.

Für die Gutachter wichtig ist es zudem, " ... über die Verteilung von Fried- und Raubfischen Bescheid zu wissen. Gibt es etwa zu viele Karpfen, oder Barsche, die zu viel Zooplankton fressen, müssten Hechte oder Zander eingesetzt werden. Zum Zooplankton gehören die Wasserflöhe, die, einfach gesprochen, für klares Wasser sorgen, weil sie sich von Kieselalgen, Grünalgen, Goldlagen oder auch Cyanobakterien [Blaualgen] ernähren. Als bewährte Methoden gegen Fadenalgen könnte man Rotfedern einsetzen." [aus Westfälische Nachrichten, 27.05.15]

Das auf 30 Monate angelegte Verbundprojekt ist inzwischen ausgelaufen. Herr Wassmann bedauert dies!

Informationen des Nds. Ministeriums für Umwelt, Energie und Klimaschutz

Herr Wassmann berichtete zudem, dass seine Ultraschall-Mikrophone jetzt auch in Niedersachsen eingesetzt werden und empfahl uns, Kontakt mit Herrn Gade aus dem "Ref. 24 Oberflächen und Küstengewässer, Meeresschutz" im Nds. Umweltministerium aufzunehmen.

Gesagt – getan!

Herr Gade hat uns autorisiert, folgende Stellungnahme zu verbreiten:

- Das "Niedersächsische Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz" [MU] führt zurzeit ein Ultraschall-Projekt im Landkreis Gifhorn durch.

- Die Ultraschallgeräte werden zurzeit in zwei Seen im Kreis Gifhorn erfolgreich eingesetzt. Sie haben in diesem Jahr ihre Wirkung als Soforthilfe gegen die Blaualgen unter Beweis gestellt. Solange noch keine Erfahrungen über eine nachhaltige und langfristige Wirkung vorliegen, muss man wohl davon ausgehen, dass die Ursachen von Algenmassenentwicklungen damit nicht beseitigt werden.

- Das MU würde auch einen Einsatz von Ultraschallgeräten im Banter See fachlich befürworten.

- Für die Aussetzung und den Betrieb der Geräte müsste man 50.000 € in die Hand nehmen.

Der Banter See

Falls die Stadt bzw. die GGS sich als Eigentümer des Banter Sees sich an Herrn Wassmann wendet und die Vorgespräche und Voruntersuchungen in einen Vertrag münden dann schlägt er folgenden Verfahrensablauf vor:

"Üblicherweise bereiten wir mit dem Gewässereigentümer eine Anwendung vor.

Die zuständigen Behörden werden in diesen Prozess einbezogen.

Nach einer Standortfestlegung wird dann der Betrieb aufgenommen.

Die Betriebsphase wird dann von einem Monitoring grundlegender Gewässerparameter und schallphysikalischen Kontrollen begleitet."

So viel zum Ablauf. Die sich daraus ergebenden Kosten müssen dann je Projekt zusammengestellt werden.

Üblicherweise liegen die Kosten deutlich unter denen jeder anderen gewässertherapeutischen Maßnahme in Gewässern.

Als ich Herrn Wassmann die Maße des Banter Sees Länge 2.650 und [größte] Breite 600 m mitteilte, meinte er spontan: "Das wär’ eine harte Nuss!&

Jochen Martin



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