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17.05.2005

Algenbewuchs am Baum gibt Auskunft über Feinstaubpräsenz


Ein grüner Bewuchs am Stamm eines Baumes - der Biofilm - kann Auskunft geben, aus welcher Himmelsrichtung am häufigsten der Regen kommt. Botaniker der Universität Leipzig nehmen die winzigen Pflanzen jedoch aus einem anderen Grunde unter die Lupe und das Mikroskop: Sie haben entdeckt, dass das Grün besonders dort stark gedeiht, wo die Luft feinstaubgeschwängert ist. Ein neues Messverfahren bietet sich an.

Es kann vieles sein, was die Rinde überzieht: Flechten, Pilze, Moose oder eben Algen. Die Algen haben gegenüber ihren Stamm-Mitbewohnern die Eigenart, durch besonders intensives Wachstum die Präsenz von Feinstaub in der Umgebung anzuzeigen. Das liegt daran, dass diese winzigen luftgetragenen Partikel nicht von vornherein ausschließlich schädliche Stoffe sind, sondern beispielsweise auch Mineralien, welche die Algen sozusagen düngen.

Am Bereich Allgemeine und Angewandte Botanik des von Prof. Werner Reißer geleiteten Instituts für Biologie I der Universität Leipzig, ging man der Frage nach, welche Aussagen zur Entwicklung der Algen aus dem Biofilm eines Baumes zu gewinnen sind. "Es ist bereits sicher", so Katharina Freystein, die ihre Diplomarbeit zum Thema schreibt, "dass wir anhand der Algenpräsenz mehr oder weniger belastete Standorte voneinander unterscheiden können. Informationen bekommen wir nicht nur aus der Masse, sondern auch aus der Vielfalt der Algen-Arten und insbesondere deren spezifischer Zusammensetzung." "Der Vergleich mit herkömmlichen Feinstaubmessungen des Umweltamtes belegt die Richtigkeit dieses Ansatzes", ergänzt Prof. Reißer. "Genau dort, wo die Messgeräte die höchsten Mengen messen, finden wir die größte Zahl von Algenarten. Am Leipziger Bahnhof wurden 50 Mikrogramm Feinstaub im Kubikmeter Luft gefunden und 22 Algenarten an den Bäumen, auf dem Collmberg bei Oschatz etwa 18 Mikrogramm und zehn Algenarten."

Solch ein Bio-Messverfahren macht dennoch die bisherigen physikalischen und chemischen Methoden nicht überflüssig, denn nur die Untersuchungen mit speziellen Messgeräten können bislang Aussagen zur elementaren Zusammensetzung, zur Quelle und zur Häufigkeit der einzelnen Feinstaub-Partikel treffen. Doch die Messung mit den Geräten ist aufwändig: Dazu müssen die Umweltforscher mit ihrer Ausrüstung an den Ort gehen, wo die Staubkonsistenz erfasst werden soll. Luft lässt sich nämlich nicht beliebig einpacken, weil die zu untersuchenden Teilchen in der Hülle unter Umständen ihren Schwebezustand aufgeben und sich an den Behälterwänden anlagern würden. Also muss schon am Ort der Messung das Objekt der Messung so präpariert werden, dass es später unverändert unter das Mikroskop gelegt oder chemisch untersucht werden kann. Für chemische Untersuchungen werden größere Luftmengen durch Impaktoren, die ähneln riesigen Staubsaugern, gesogen.

Verglichen mit diesem Aufwand hat das Bio-Messverfahren per Alge enorme Vorteile: Während die Messung mittels Gerät nur einen bestimmten, unter Umständen von Wetterlage oder Verkehrsgeschehen stark verzerrten Augenblick festhält, kann der Algenbewuchs von der Feinstaubentwicklung mehrerer Monate oder gar Jahre "erzählen". Kurzzeitige Extremwerte werden nicht hervorgehoben und eventuell überbewertet. Außerdem ist die Untersuchung des Algenbewuchses eine vergleichsweise schnelle und kostengünstige Methode, mit der ohne lange Vorbereitung an nahezu jedem Ort gemessen werden kann.

Die Zukunft wird also vermutlich in der Kombination beider Verfahren liegen. So kann Algenbewuchs darauf hinweisen, wie Messgeräte positioniert werden sollten, um möglichst aussagestarke Werte zu erhalten.

Trotz all den Ergebnissen, die Katharina Freystein derzeit in ihrer Diplomarbeit zusammenfasst, bestehen noch zahllose unbeantwortete Fragen. Bislang weiß man nur, dass die Algen die Anwesenheit von Feinstäuben anzeigen, indem sie einige von deren Bestandteilen für ihren Stoffwechsel verwenden. Doch wie genau sich diese Algen ernähren ist noch relativ unbekannt. "Darauf, dass die Algen Reifenabrieb und Rußpartikel vertilgen, darauf dürfen wir sicherlich nicht hoffen", meint die Diplomandin. Ihre nächste Aufgabe wird es sein die Sensibilität einzelner Algenarten beim Kontakt mit bestimmten Feinstäuben zu vergleichen.

Quelle: idw/Universität Leipzig




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