Fäkales Sourcetracking entlang des kommunalen Abwasserpfades

Description: Seit den bahnbrechenden Arbeiten von Robert Koch vor mehr als 100 Jahren, basiert die Analyse der mikrobiologischen Wasserqualität vorwiegend auf kultivierungsabhängigen Nachweisen von Indikatororganismen. In diesem Zusammenhang liefern fäkale Standardindikatoren (z.B. E.coli, Enterokokken) Information über den generellen Grad der fäkalen Beeinflussung von Wasser. Aussagen über die Herkunft der Verschmutzung (z.B. Tier vs. Mensch) sind in der Regel jedoch nicht möglich. Für das zielgerichtete Management von Wasserressourcen wird in neuerer Zeit jedoch dem Herkunftsnachweis fäkaler Beeinträchtigungen (sogenanntes mikrobielles Source Tracking) immer größere Bedeutung zugemessen. Wirtsspezifische genetische Bacteroidetes 16S rRNA Marker (GeBaM) stellen diesbezüglich eine vielversprechende Möglichkeit zur Realisierung des sogenannten quantitativen mikrobiellen Source Trackings (QMST) dar. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten war jedoch bis dato auf die Entwicklung von quantitativen PCR Verfahren zum genetischen GeBaM Nachweis gelegt. Obwohl das Wissen über Vorkommen, Persistenz und Resistenz von GeBaM eine wesentliche Voraussetzung von QMST Anwendungen in aquatischen Habitaten darstellt, ist derzeit kaum Information diesbezüglich vorhanden - grundlegender Wissensbedarf ist daher gegeben. Das eingereichte Forschungsprojekt hat den kommunalen Abwasserpfad (d.h. Abwasserableitung - Abwassereinigung - Vorfluter - Gewässer) als bedeutenden Faktor fäkaler Kontamination von Gewässern/Wasserressourcen zum Gegenstand. Das quantitative Vorkommen und Verhalten von GeBaM aus kommunalen Abwasserquellen soll im Zuge der Abwasserreinigung und dem Eintrag in den Vorfluter studiert werden. Im Detail werden folgende Fragestellung untersucht: i) quantitatives Vorkommen von unspezifischen und human spezifischen intestinalen g/h-GeBaM im Abwasser in Abhängigkeit der angeschlossenen Einwohnerzahl, Art der Kanalisation und Jahreszeit; ii) quantitatives Verhalten von GeBaM im Zuge unterschiedlicher Bedingungen während der Abwasserreinigung im Vergleich zu Standardindikatoren und ausgewählten Krankheitserregern; iii) Schicksal von GeBaM im Verlauf der Schlammstabilisierung und Entsorgung; iv) Effekte der weiterführende Abwasserreinigung (d.h. Membranfiltration, Ozonierung, UV-Behandlung) auf die GeBaM Konzentration; v) Untersuchung der ökologischen Faktoren die die Persistenz von GeBaM in Vorflutern bestimmen; sowie vi) Etablierung und Validierung einfacher Modelle zur Vorhersage der Persistenz von GeBaM in Vorflutern/Gewässern gemäßigter Breitengrade. Bei der Abwasserentsorgung liegt der Untersuchungsschwerpunkt auf Anlagentypen die im österreichischen und bayerischen Raum von Bedeutung sind. Die Ergebnisse sollen die grundlegende wissenschaftliche Basis für zukünftige QMST Anwendungen im Bereich zielgerichtetes Management von Wasserressourcen im urbanen Raum der gemäßigten Klimazone etablieren.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Klärschlammstabilisierung ? Kolibakterien ? Geografische Koordinaten ? Abwasserreinigung ? Kanalisation ? Fäkalien ? Resistenz ? Tracer ? Mikrobiologie ? UV-Strahlung ? Molekularbiologie ? Abwasserbehandlung ? Abwasserbeseitigung ? Chemische Analyse ? Habitat ? Ozonung ? Wasserhygiene ? Membranfiltration ? Abwasserleitung ? Herkunftsnachweis ? Prognosemodell ? Abwasser ? Bioindikator ? Wasserqualität ? Wassermengenwirtschaft ? Wasserverschmutzung ? Gewässerschutz ? Messverfahren ? Gemäßigte Zone ? Demografie ? Quantitative Analyse ? Forschungsprojekt ? Fäkale Verunreinigung ? Ressourcenbewirtschaftung ? Urbaner Raum ? Wasserwirtschaft ? Krankheitserreger ? Ökologischer Faktor ? Verunreinigung ? Persistenz ? Mikrobielle Herkunfstnachweise ? PCR-Technik ? Molekularbiologische Diagnostik ? Humane Fäkalbelastung ?

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Der Wissenschaftsfonds (FWF) (Finanzielle Förderung)
• Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2011-03-01 - 2016-01-04

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Tracking sources of faecal matter along the municipal waste water pathway
  Description: Since Robert Koch fundamental work more than 100 years ago, microbial water quality testing has been relying on the cultivation of indicator bacteria. However, increasing demand for the ability to precisely describe the nature and extent of faecal contamination of water resources led to recent developments in the field of quantitative microbial faecal source tracking (QMST), as standard faecal indicators do not support faecal sources discrimination. In this respect, host-specific genetic Bacteroidetes 16S rRNA marker (GeBaM) detection, based on quantitative PCR (qPCR), promises unique possibilities for future applications. So far, research has focused on the selection of host-specific GeBaM and the establishment of their respective qPCR detection method. Almost no information is available on the fate of GeBaM once released from the intestinal tract and introduced into aquatic habitats. This lack of information strongly limits the environmental applicability since knowledge on the persistence and resistance of GeBaM in the respective water resource is a crucial requirement for sound QMST. The proposed research project will focus on the fundamental issue of human-specific faecal pollution of water resources in the temperate climatic zone by communal waste water disposal as prevalent in the Austrian and Bavarian region. The outcome of the investigation is going to establish the general knowledge on the quantitative occurrence, persistence, resistance and predictability of GeBaM cells from human sources in aquatic habitats. The following key issues will be addressed in detail: i) quantitative occurrence of general- and human-specific GeBaM (g/h-GeBaM) in raw waste water in respect to population size, type of sewer system, and season, ii) quantitative fate of g/h-GeBaM in comparison to standard and alternative indicators/pathogens during primary and biological waste water treatment with respect to treatment type, treatment conditions and season, iii) fate of g/h-GeBaM in primary and secondary sludge and sludge stabilisation procedures, iv) effect of advanced treatment on g/h-GeBaM abundance (UV, ozone, membrane filtration), v) elucidating the ecological factors which determine the fate of g/h-GeBaM in receiving waters, and finally, vi) establishing a simple model to predict g/h-GeBaM persistence in the water column as a function of season and trophic status of the water body within the temperate climatic zone. The research project is going to investigate a selection of representative waste water treatment plants differing in size and design (e.g. served population from 50 to 4.000.000 population equivalents) and on a number of various receiving water bodies ranging from oligotrophic to eutrophic conditions (including running and stagnant waters). Research collaboration partners were carefully chosen in order to provide highest expertise in the interdisciplinary fields of QMST, health-related water microbiology, conventional and advanced waste water tr https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1034709

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