Der Clear Lake in Kalifornien ist einer der wichtigsten Überwachungssees in Nordamerika, wo das Problem der schädlichen Algen schwerwiegend ist. Um besser zu verstehen, warum Algen sich in Seen vermehren, entschieden sich Forscher der University of Southern California in Los Angeles und des Southern California Coast Water Research Institute (SCCWRP) für Produkte der Marke Sylemer YSI, die Daten wie die Wassertiefe, Wasserqualität und Wassertemperatur des Sees erfassen und den Forschern hochauflösende Daten über Algen liefern.

Obwohl Algenpflanzen die Ursprung des grünen Lebens auf der Erde sind und etwa 50% des Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre freisetzen, bilden diese Algen, wenn sie unkontrolliert wachsen, schädliche Algen, die eine ernsthafte Bedrohung für die Oberflächenwasserqualität darstellen. Von der Beeinflussung des Geschmacks und Geruchs von Trinkwasser bis zur Produktion von Toxinen, die Tiere und Menschen krank machen können, reicht die Wirkung schädlicher Algen aus.

Es gibt viele Arten von Algenpflanzen, die Gifte produzieren, und jede Art von Algen kann sich an verschiedene Umweltbedingungen anpassen und die Lebenskraft ist sehr hartnäckig. Ursachen für schädliche Algen sind beispielsweise übermäßige Nährstoffe im Wasser, insbesondere Stickstoff und Phosphor. Darüber hinaus schafft der durch den Klimawandel verursachte Temperaturanstieg die Voraussetzungen für das Wachstum von Algen, die Toxine erzeugen.

Herausforderungen bei der Studie der schädlichen Algen im See Clear

Der Clear Lake ist einer der größten Süßwasserseen Kaliforniens mit einer Fläche von 27,4 Quadratkilometern. Er ist etwa 2,5 Millionen Jahre alt und einer der ältesten Seen Nordamerikas. Schädliche Algen sind eines der größten Probleme der Gemeinde Clear Lake, da 18 Trinkwasserfirmen den See als Wasserquelle nutzen, um mehr als 40.000 Einwohner mit Wasser zu versorgen.

Wissenschaftler wissen, dass das Auftreten schädlicher Algen hier das Ergebnis der Temperatur und der Nährstoffreicherung sein kann, die den Dünger mit Nährstoffen in den See fließt, was zu einem übermäßigen Wachstum von Pflanzen und Algen führt. Die Forscher wollten ein tieferes Verständnis von Algen haben, aber die Daten, die von diskreten Proben zur Verfügung gestellt wurden, waren begrenzt und der See Clear besteht aus drei Seegabeln mit unterschiedlichen Merkmalen und ist komplexer.

Obwohl diskrete Proben wichtige Informationen über den See an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit liefern, müssen die Forscher auch die Auswirkungen der physikalischen Struktur des Sees und der Veränderungen in den verschiedenen Wassertiefen (Wassersäulen) auf die Algen verstehen.

Neue Forschung mit innovativen Technologien

Ein kürzlich am Lake Clear durchgeführtes Forschungsprojekt zielt darauf ab, einige dieser Herausforderungen mit der YSI-Technologie von Salemer zu bewältigen. Ein zentrales Ziel ist es, neue Daten über Wassersäulen und Umweltparameter mit anderen Daten zu verbinden, die aus diskreten Wasserproben gesammelt wurden.

Dr. David Caron, Forscher des Projekts an der University of Southern California, schrieb: „Wenn wir diese unterschiedlichen Informationen über Raum und Zeit miteinander verbinden können, können wir Informationen aus erster Hand über die Artenveranstaltung und die Nährstoffinteraktionen des Planktons im Clear Lake erhalten.“

Der See Clear ist so groß, dass es nicht einfach ist, alle Daten des gesamten Sees zu verknüpfen, aber dies ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der biologischen Prozesse, die zu Algen und Toxinen führen. Die Studie zielt auch darauf ab, den Forschern zu helfen, zuerst zu bestimmen, wo sie diskrete Proben sammeln, ein Prozess, der relativ kostspielig ist.

Die Forscher arbeiteten gemeinsam mit Cellemer zusammen, um mit der integrierten Lösung von YSI die schädliche Algenreichheit des Sees zu kartieren und eine hochauflösende Karte der Wasserqualität, des Wasserstroms und der Wassertiefe zu erstellen. Die EXO-Plattform von YSI ist ein intelligentes Wasserqualitätsüberwachungssystem für Anwendungen im Feld.

Untersuchung des Seewassers auf zwei verschiedenen Skalen

Die Forscher führten die Studie durch, um Seen auf zwei sehr unterschiedlichen räumlichen Skalen zu überwachen. Die erste Skala wird entlang der Spindel der drei Seegabel des Sees Clear durchgeführt, um die gesamten Eigenschaften des Seewassers zu verstehen. Die zweite Skala besteht darin, einen Teil der Lower Lake Fork Bay in hoher Auflösung zu kartieren, um eine detaillierte Verteilung der blaugrünen Algen und ihrer Toxine zu verstehen.

Ausrüstung während der ForschungDer YSI EXO1-DetektorMit Sensoren zur Messung der Leitfähigkeit/Temperatur, der Gesamtzahl der Algen, des gelösten Sauerstoffs und des pH-Wertes. Wenn sich das Schiff vertikal in verschiedenen Tiefen bewegt, können die erhaltenen Messungen verwendet werden, um eine 2D-Wassersäulenkarte zu erstellen.

Neue Erkenntnisse über den See Clear

Die Lösungen, die von der Marke YSI von Salem angeboten werden, ermöglichen den Forschern ein besseres Verständnis der Struktur der Wassersäulen des Sees und können überprüfbare Hypothesen über die Faktoren erstellen, die zur Entstehung schädlicher Algen im See führen.

Die Daten, die im gesamten See erhoben wurden, liefern auch wichtige Informationen darüber, wo und wie begrenzte Ressourcen zur Auswahl von Probenpunkten verwendet werden können. Die Aufgabe besteht darin, diese Daten dem Datensatz hinzuzufügen, um die Beziehung zwischen Wasserqualität und Algenhöhe im Clearsee besser zu verstehen.