Entwicklung und Anwendung nicht-pathogener Organismen und extrazellulärer DNA zur Voraussage von Transport und Rückhalt pathogener Organismen und antibiotikaresistenter Gene im Grundwasser

Description: Die Bedeutung wasserbürtiger Krankheiten wächst zunehmend, insbesondere im Hinblick auf Herausforderung wie Hochwasser und Dürren im Zuge des Klimawandels. Weltweit sterben jährlich 2-5 Millionen Menschen infolge wasserbürtiger Krankheiten. Diese Situation wird weiter strapaziert durch die jahrzehntelange Fehlanwendung und den Überkonsum von Antibiotika, die zu extremen selektivem Druck auf Bakterien-Gesellschaften geführt haben und so die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen vorangetrieben haben. Systematische Geländearbeiten zum Transport und Rückhalt von Mikroorganismen und Antibiotikaresistenzen im Grundwasser unter repräsentativen Bedingungen sind nötig, um zukünftige Herausforderungen im Hinblick auf die sichere Bereitstellung von Grundwasser zu gewährleisten. Obwohl Transporteigenschaften von pathogenen Keimen aus Feldexperimenten dringend benötigt werden, ist die Durchführung von Feldarbeiten kaum möglich, da der Einsatz pathogener Markierungsstoffe wasserrechtlich untersagt ist. Das Projekt zielt darauf ab, ein detailliertes Verständnis der Mobilität von Mikroorganismen und Antibiotikaresistenzen im Grundwasser durch Feldexperimenten zu erlangen. Da der Einsatz pathogener Keime im Gelände nicht möglich ist, wird eine Auswahl nicht-pathogener Organismen und DNA in verschiedenen Feldversuchen in einem sehr gut charakterisiertem Karstgrundwasserleiter in Süd-West Deutschland eingesetzt. Dabei wird der Einfluss verschiedener Aquifer-Bedingungen und Eingabeszenarien getestet und deren Einfluss auf die Transporteigenschaften der eingesetzten Stoffe mittels der Modellierung ihrer Durchbruchkurven abgeleitet. Ereignisbasierte Untersuchungen werden zusätzlich dazu beitragen, die gewonnenen Erkenntnisse mit dem Auftreten anderer Stoffe bei natürlichen Extremereignissen zu vergleichen. Das Projekt wird durch lokale Behörden und Wasserversorger nachdrücklich begrüßt (Unterstützungsschreiben sind beigefügt).Letztendlich wird eine Auswahl nicht-pathogener Organsimen und externer DNA als Markierungsstoff für den Geländeeinsatz für jeweilige Umweltbedingungen entwickelt, um den potentiellen Transport und Rückhalt pathogener Keime und Antibiotikaresistenzen in zukünftigen Studien abzuschätzen. Dazu zählen beispielsweise Fragen zu Grundwasser-Management, Risikoabschätzungen oder mikrobiell gesteuerter Altlastensanierung um Untergrund.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Antibiotikum ? Antibiotikaresistenz ? Tracer ? Hochwasser ? Hydrogeologie ? Dürre ? Karstgrundwasserleiter ? Altlastensanierung ? Evolution ? Grundwasserleiter ? Hydrochemie ? Limnologie ? Risikoanalyse ? Siedlungswasserwirtschaft ? Studie ? Vergleichsanalyse ? Mikroorganismen ? Grundwasser ? Modellierung ? Untergrund ? Extremwetter ? Freilandversuch ? Hydrologie ? Klimawandel ? Krankheitserreger ? Standortbedingung ? Integrated Water Resources Management ? Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung ? Urban Water Management ? Water Chemistry ?

Region: Baden-Württemberg Saxony Berlin

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5° 13.25° .. 13.25° x 51° .. 51°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches (DVGW), Technologiezentrum Wasser (TZW), Abteilung Mikrobiologie und Molekularbiologie (Projektverantwortung)
• Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Geologie, Professur für Hydrogeologie und Hydrochemie (Projektverantwortung)
• Technische Universität Berlin, Institut für Angewandte Geowissenschaften, Fachgebiet Mineralogie (Projektverantwortung)
• Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Umweltmikrobiologie (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2021-01-01 - 2024-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Development and application of non-pathogens and extracellular DNA for predicting transport and attenuation of pathogens and antibiotic resistance genes in groundwater
  Description: Water-borne diseases are of emerging concern even more so with challenges due to climate change, based on both, droughts and floods. Globally estimated 1.8 billion people use a source of drinking water which suffers from faecal contamination and every year 2-5 million people die from waterborne diseases. The situation is even more strained by decades of misuse and over-consumption of antibiotics that has exerted enormous selective pressure on bacterial communities, driving the evolution of antibiotic resistances. More systematic field studies on the transport and attenuation of microorganisms and antibiotic resistances in groundwater under representative conditions are necessary to meet future challenges with respect to safety of groundwater. Though transport data on pathogens from field experiments are urgent to be obtained, performing such tests is hardly possible as applying pathogens in field tracer tests is mostly prohibited.The project aims at providing a detailed understanding of the mobility of microorganisms and antibiotic resistances in groundwater by field experiments. Since the application of pathogens in the field is prohibited a palette of non-pathogens and DNA will be used in several field tracer studies in a well characterized karst aquifer in south-west Germany. Studies will assess the impact of different aquifer conditions and input scenarios on transport and attenuation of microorganisms in the subsurface from break tough curves and transport modelling. Event based studies will further allow for testing the gained knowledge on data from natural contamination events. The project is greatly appreciated by local authorities and water providers (supporting letters from authorities are attached).Finally, a selection of non-pathogens and exDNA field tracers will be presented for individual aquifer conditions that allows for estimating the transport and attenuation of potential pathogens and antibiotic resistances in future studies including question on water-management, risk assessment or microbial controlled remediation in the subsurface. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138894

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/461910221 (Webseite)

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.50
• Findability: 0.65

  • Title: 1.00
  • Description: 0.02
  • Identifier: false
  • Keywords: 0.87
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.