Je leest:

Onderzoek uitgelicht: aquatisch microbioloog Jolanda Verspagen

Onderzoek uitgelicht: aquatisch microbioloog Jolanda Verspagen

Auteur: | 20 september 2006

Dankzij de hoge temperaturen in juli was de blauwalg ineens weer landelijk nieuws. Vooral bij warm weer en weinig wind zorgen blauwalgen voor een hoop overlast in open wateren en vormen daarmee een bedreiging voor de gezondheid van mens en dier. De onderzoeksgroep Aquatische Microbiologie aan de Universiteit van Amsterdam doet al jarenlang onderzoek naar blauwalgen en maatregelen om de overlast van blauwalgen te verminderen. Deze zomer zijn ze te vinden op en rondom twintig meren tussen Amsterdam en Utrecht.

In tegenstelling tot wat de naam doet vermoeden, behoort blauwalg niet tot de algensoorten. Het is een zogenaamde cyanobacterie, die onder invloed van licht CO2 uit de lucht omzet in suikers en zuurstof door middel van fotosynthese. Daarmee zijn blauwalgen in de evolutie van de aarde heel belangrijk geweest, omdat ze er met de productie van zuurstof als eerste voor zorgden dat de omstandigheden voor het ontstaan van leven enorm verbeterden.

Zijn naam dankt de bacterie aan blauwe pigmenten die bij de fotosynthese zijn betrokken. Deze blauwe kleurstoffen komen vooral vrij wanneer de blauwalg gaat rotten.

Grote concentraties blauwalgen maken een groene soep van het water.

Bloeiende blauwalg

Jolanda Verspagen uit de onderzoeksgroep Aquatische Microbiologie van het onderzoeksinstituut IBED legt uit hoe de blauwalg bloeit: “Een van de eigenschappen van blauwalgen is dat ze gasblaasjes hebben, een soort ballonnetjes, waardoor ze naar het wateroppervlak opstijgen. Daar krijgen ze veel licht en gaan fotosynthetiseren, waarbij ze suikers aanmaken. Op een bepaald moment produceren ze zoveel suiker dat dit gewicht compenseert voor het luchtblaasje, waardoor ze weer naar beneden zakken. Dieper in de waterkolom krijgen ze niet voldoende zonlicht, dus moeten ze de suikers opbranden voor hun energie. Ze worden weer lichter en stijgen op. Deze op- en neergaande beweging kan wel een paar keer per dag plaatsvinden.”

Hoe hoger de concentratie blauwalgen aan het wateroppervlak, des te minder licht het water binnen dringt. Blauwalgen branden dan hun suikers sneller op en gaan allemaal aan de oppervlakte zitten. Daar vormen ze een laag die het onderliggende water nog donkerder maakt; nog meer blauwalg stijgt op en de laag blijft groeien. “Vanuit die blauwalgen gezien is het heel slim bedacht,” zegt Verspagen. “Helemaal omdat andere algensoorten hierdoor minder hard kunnen groeien. Je vindt de blauwalg vanaf juni en in de zomer bloeien ze echt massaal. Eind september begint het weer af te nemen en zakken de blauwalgen naar het sediment om daar te overwinteren.”

Onder invloed van licht worden suikers geproduceerd. Hierdoor wordt de cel zwaarder en zinkt. Op de donkere meerbodem worden de suikers opgebrand, waardoor de cel weer lichter wordt en opstijgt.

Risico’s voor mens en dier

Verspagen vindt het lastig een voorspelling te doen of we deze zomer nog veel hinder zullen ondervinden van de blauwalg. “Het hangt er van af of het nog lang warm is, want dan groeien ze het hardst. Als de augustusmaand nog warm én windstil is, kunnen we grote problemen krijgen,” waarschuwt ze. “De drijflagen ontstaan pas wanneer het vrijwel windstil is. Wanneer het lange tijd heel zacht waait uit een bepaalde richting dan liggen bepaalde oevers helemaal onder de blauwalgen.”

In het voorjaar ontstaat in veel meren een soort tweelagen-systeem, waarbij de bovenste laag van het water wordt opgewarmd door de zon, terwijl de onderste laag koud blijft. De dikte van de warme laag hangt af van de wind, van de diepte en de vorm van het meer en van de hoeveelheid zon. “De algen blijven in de bovenste warme laag zitten. De grens tussen warm en koud water vormt een barrière. Hoe ondieper die laag is, des te hoger de concentratie van algen is die je kan krijgen. Meren met zo’n tweelagen-systeem zouden in theorie eerder last moeten hebben van blauwalg.”

Kolonies van Anabaena blauwalgen onder de microscoop.

Niet alle blauwalg is giftig en je kunt prima zwemmen in water waar wat blauwalg in voorkomt. De schadelijkheid wordt voor een groot deel bepaald door de concentratie. “De toxines die in blauwalgen zitten zijn giftig voor je lever. Als je er teveel van binnenkrijgt, wordt je lever afgebroken. In praktijk gebeurt dit zelden, omdat mensen toch liever niet gaan zwemmen in dat groene water en het al helemaal niet zullen inslikken. Toch sterft er wel regelmatig een koe aan blauwalgenvergiftiging en is in Nederland een paar keer massale vogelsterfte geweest rondom meren met blauwalg. En hoewel het nooit wetenschappelijk is bewezen dat het door de blauwalg kwam, is het wel aannemelijk dat die vogels daar last van hebben gehad. Voor vissen zijn niet zozeer de toxines een probleem, maar vooral het zuurstoftekort onder de blauwalglagen.”

Kolonies van Microcystis blauwalgen onder de microscoop.

Groene soep

Verspagen had geen voorliefde voor blauwalgen tot ze er voor haar proefschrift onderzoek naar deed. “Hoe meer ik me er in verdiepte, hoe interessanter en leuker ik het begon te vinden,” aldus Verspagen. Ze onderzocht in opdracht van Rijkswaterstaat wat er gedaan kon worden aan het blauwalgenprobleem in het Volkerak Zoommeer. Dit grote Zeeuwse meer ontstond toen in 1987 dammen geplaatst werden die het meer van de zee scheidden. Het was voorheen een estuarium, een overgangsgebied van zout naar zoet water, en werd van het zoute water afgesloten. “In eerste instantie leek het een groot succes. Er groeiden zeldzame waterplanten en er kwamen veel vogels op af. Maar op den duur begonnen er blauwalgen te bloeien en dat werd steeds erger. In de sedimenten bouwde zich langzaam een soort reservevoorraad op. Hoe groter die voorraad werd, hoe meer algen er in het voorjaar omhoog kwamen. Na een paar jaar zag het meer er iedere zomer uit als een groene soep.”

Verspagen deed twee jaar lang iedere twee weken metingen in het gebied om het gedrag van de blauwalgen te bepalen. Op basis van de resultaten uit die metingen maakte ze een wiskundig model om te voorspellen wat er tegen de blauwalg gedaan kon worden. Hieruit blijkt dat om de algen te verdrijven het meer doorgespoeld moet worden met een grote hoeveelheid zoet of zout water. Rijkswaterstaat gebruikt Verspagens model nu voor verdere berekeningen.

Jolanda Verspagen.

Klimaatverandering

Verspagen maakt deel uit van de vakgroep Aquatische Microbiologie onder leiding van prof. Jef Huisman. De groep neemt deze maand monsters uit twintig meren tussen Amsterdam en Utrecht. “We ontwikkelen modellen waarin we de eigenschappen van het meer en de eigenschappen van blauwalgen combineren,” zegt Huisman. “We kijken naar de vorm en de diepte van het meer, de hoeveelheid wind die er vrij spel op heeft, de zonnestraling en de luchttemperatuur. Vervolgens proberen we aan de hand van deze factoren te voorspellen wat het risico is dat we problemen krijgen met blauwalgen. Hierbij kijken we ook naar wat het effect van klimaatverandering op de blauwalgengroei kan zijn.”

De boot waarmee de onderzoekers de meren op gaan staat vol met apparatuur. Er is een SCAMP, een heel nauwkeurige thermometer die aan een lijn het water in gelaten wordt en met een constante snelheid tot de bodem daalt waarbij het instrument iedere millimeter meet hoe warm het water is. Daarnaast worden temperatuurfluctuaties gemeten waarmee de menging van het water bepaald kan worden, geeft een fluorometer een indicatie voor de hoeveelheid algen op verschillende dieptes en meet een lichtmeter de lichtintensiteit onder water. Met behulp van een waterhapper wordt op verschillende dieptes een monster uit het meer genomen, dat later in het lab wordt onderzocht. Onder een microscoop kijken ze vervolgens naar het aantal blauwalgen, welke verschillende soorten er in het water zitten en meten ze de gifstoffen die de blauwalgen produceren. Bovendien meten ze van iedere monster hoeveel voedingsstoffen er in het water zitten.

Watermonsters nemen met een waterhapper.

Bubbelbad

Het ‘blauwalgenteam’ was al eerder succesvol in de strijd tegen de blauwalg. De Nieuwe Meer is daar een goed voorbeeld van. Dit meer met tweelagen-systeem had een blauwalgenprobleem en de onderzoekers van de UvA bedachten dat die scheiding van de warm- en koudwaterlaag doorbroken moest worden. Er werd een soort bubbelinstallatie gemaakt: lange buizen die over de bodem van het meer liggen en waar lucht doorheen geperst wordt. Zo wordt het water in beweging gehouden en worden de blauwalgen heel diep gemengd. “Ze zitten dan veel dieper dan ze gewend zijn, krijgen minder licht en groeien daardoor minder hard. Andere algen kunnen er beter tegen, en die groeien nu wat harder, deze zijn echter onschadelijk,” aldus Verspagen. “Het blijft een beetje een groene soep, maar het zijn geen blauwalgen meer die de overhand hebben.”

Soortgelijke bubbelapparaten zijn nu op verschillende plekken in Europa geïnstalleerd. Hoe goed het apparaat werkt werd in 2003 duidelijk. De vakgroep wilde toen metingen uitvoeren in de Nieuwe Meer en hadden de waterbeheerders gevraagd of ze het systeem tijdelijk konden uitzetten. “We hadden het onderzoek al maanden van te voren gepland en wisten niet dat het de warmste zomer in vijfhonderd jaar zou worden,” vertelt Huisman. “Midden augustus werd de installatie netjes, zoals afgesproken uitgezet. Maar het water was op toptemperatuur en binnen een week was er sprake van massale blauwalgengroei.” Verspagen vult aan: “We hebben het experiment moeten staken. Er waren nog net geen drijflagen gevormd, maar het zwemwater kwam wel in gevaar.” Huisman: “Toen begonnen we wel te vermoeden dat klimaatverandering een enorm effect op de blauwalgengroei kan hebben. Vandaar dat we dat nu verder onderzoeken.”

Dit artikel is een publicatie van Universiteit van Amsterdam (UvA).
© Universiteit van Amsterdam (UvA), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 20 september 2006

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.