Humanpathogene Bakterien, die Resistenzen gegen mehrere Antibiotikaklassen aufweisen, stellen ein Risiko für die öffentliche Gesundheit dar und werden als eine der größten globalen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts betrachtet. Einige der Resistenzgene dieser Bakterien wurden im Boden, der ein großes Reservoir von Antibiotikaresistenzen darstellt, aufgespürt und könnten z.B. über das Grundwasser oder Wildtiere verbreitet werden. In diesem Projekt soll die Dynamik des Antibiotikaresistenzpools im Boden entlang eines breiten Spektrums von Landnutzungstypen und -intensitäten innerhalb der drei Biodiversitäts-Exploratorien untersucht werden. Um eine robuste Abschätzung von Landnutzungseffekten auf die Abundanz von Antibiotikaresistenzgenen zu erlangen, wird Boden-DNA von allen Grünland-EP Und Wald-VIP Plots mittels quantitativer Echtzeit-PCR analysiert. Landnutzungsinduzierte Veränderungen von Gemeinschaftsprofilen antibiotikaresistenter Bodenbakterien werden innerhalb eines Mikrokosmenexperimentes aufgedeckt. Dieses Experiment schließt die Quantifizierung und Erfassung der zeitlichen Dynamik bakterieller Gemeinschaften ein. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Erfassung landnutzungsbedingter Variationen des Vorkommens von Plasmiden, da diese mobilen genetischen Elemente eine wesentliche Quelle für Antibiotikaresistenzgene sind und zu deren Verbreitung beitragen. Diesbezüglich wird die Abundanz von IncP-1 Plasmiden, die mehrere Antibiotikaresistenzen kodieren können und Gentransfer zwischen entfernt verwandten Bakterien erlauben, bestimmt. Die Gesamtdiversität Antibiotikaresistenz-vermittelnder zirkulärer Plasmide wird unter Verwendung einer long-read-Sequenzierungstechnologie abgeschätzt. Außerdem wird eine funktions-basierte Durchmusterung von zuvor konstruierten Bodenmetagenombanken vorgenommen. Dadurch werden Unterschiede der Vielfalt von Antibiotikaresistenzgenen und -mechanismen zwischen analysierten Landnutzungsintensitäten enthüllt. Kenntnisse über Antibiotikaresistenz in Böden, die unterschiedlichen Landnutzungstypen und -intensitäten ausgesetzt sind, werden dringend benötigt, um Konsequenzen anthropogener Aktivitäten bzgl. der Ausbreitung von multiresistenten Bakterien vorhersagen zu können. In diesem Projekt werden Auswirkungen von Landnutzung auf das Antibiotikaresistenz-Reservoir und -Transferpotential des Bodens untersucht. Zudem werden Korrelationen zwischen der Antibiotikaresistenz im Boden und abiotischen (z.B. Konzentrationen von Schwermetallen) sowie biotischen Faktoren (z.B. Abundanz pilzlicher Taxa) aufgedeckt.
Hintergrund: Die Gesundheit urbaner Bevölkerung ist von globalem Interesse, da schon jetzt die Mehrheit der Menschen in Städten wohnt. Große Gesundheits- und Umweltdisparitäten sind dabei in den Innenstädten anzutreffen. Jedoch gibt es nur wenige Studien, die die Gesundheit urbaner Bevölkerung mit jenen multidisziplinären und integrativen Ansätzen und Methoden untersuchen, die nötig wären, um die Komplexität von sozio-ökologischer Umwelt und deren Verteilung in der Stadt zu erfassen. Hinzu kommt, dass räumliche und raum-zeitliche Herangehensweisen zu gesundheitsbezogenen Fragestellungen im urbanen Kontext eher selten vorkommen. Daher sind wissenschaftliche Ansätze gefragt, welche die Ursachen vorhandener Gesundheits- und Umweltdisparitäten auf den verschiedenen geographischen Skalen untersuchen, um unter anderem die Gesundheitspolitik besser zu informieren. Forschungsziele: Mein übergreifendes Forschungsziel ist es, ein konzeptionelles Modell zu entwickeln, um die Erforschung komplexer Interaktionen zwischen städtischer Umwelt und Gesundheit voranzubringen. Um dies zu bewerkstelligen, werde ich die räumliche Verteilung von Unterschieden in der Gesundheit städtischer Bevölkerung (Gesundheitsdisparitäten) und der sozio-ökologischen Umwelt (Umweltdisparitäten) erfassen und quantifizieren. Ferner werde ich untersuchen, wie Umweltdisparitäten in der städtischen Nachbarschaft die Gesundheit der Bevölkerung beeinflussen. Methoden: Um gesundheitsrelevante Fragestellungen zu untersuchen, schlage ich einen integrativen und räumlich-expliziten Ansatz vor, welcher methodische Ansätze der Epidemiologie und der Geographie kombiniert. Dieser gesundheits-geographischen Ansatz konzentriert sich auf das komplexe Verhältnis von sozio-ökologischer Umwelt und urbaner Gesundheit auf verschiedenen geographischen Skalen. Der Ansatz beinhaltet Krankheitskartierung, Expositionskartierung und räumlich-epidemiologische Modellierung. Fünf Datensätze werden verwendet um urbane Nachbarschaftscharakteristiken und die damit assoziierte Gesundheit der Stadtbevölkerung zu untersuchen. Im Hinblick auf ein Stadt-Land Gefälle wird Über- und Untergewicht der Bevölkerung in afrikanischen Staaten südlich der Sahara untersucht. Im Hinblick auf die individuelle städtische Nachbarschaft werden mentale Gesundheit und Herzkreislauferkrankungen in New York Stadt und Framingham, MA untersucht. Die Ergebnisse werden anschließend in einem konzeptionellen Modell für Umwelt und Gesundheit synthetisiert. Relevanz des Projekts: Die angestrebten Studien werden geographische Ansätze für gesundheitsbezogene Fragestellungen konsolidieren. Die Ergebnisse werden ferner dazu beitragen, Strategien zu entwickeln, um innerstädtische Disparitäten zu reduzieren und die Gesundheitspolitik zu informieren. Aus dem Projekt werden mindestens sechs Publikationen in internationalen Fachzeitschriften und Buchkapiteln mit wissenschaftlicher Qualitätssicherung hervorgehen.
In der europäischen Trinkwasserrichtlinie (Richtlinie (EU) 2020/2184) ist im Artikel 4 Absatz 3 vorgesehen, dass Deutschland bis zum 12. Januar 2026 eine Bewertung der Wasserverluste bei der Bereitstellung von Wasser für den menschlichen Gebrauch der Europäischen Kommission zur Verfügung stellen muss. Die Abfrage der hierfür benötigten Daten bei den einzelnen Unternehmen der öffentlichen Wasserversorgung wird 2023 im Rahmen der routinemäßigen Datenerhebung auf Grundlage des Umweltstatistikgesetzes erfolgen. Bei dieser Bewertung müssen relevante Aspekte im Zusammenhang mit der öffentlichen Gesundheit sowie ökologische, technische und wirtschaftliche Gesichtspunkte zur Begründung von höheren Verlusten berücksichtigt werden. Auf Grundlage der Berichte der Mitgliedstaaten wird die EU-Kommission bis zum 12. Januar 2028 einen Schwellenwert für den Wasserverlust festlegen. In der Abfrage des statistischen Bundesamtes können die obengenannten relevanten Aspekte in einem Kommentarfeld eingetragen werden. Dies ist jedoch nicht verpflichtend, jedoch für die Bewertung notwendig. Daher wird bei Wasserversorgungsunternehmen mit einem hohen Wasserverlust eine zusätzliche Abfrage durch das Statistische Bundesamt zu den relevanten Aspekten nötig werden.
Die in unserer Umwelt auftretende radioaktive Strahlung kann natürlichen Ursprungs sein (natürliche Radioaktivität, Sonnenstrahlung) oder aber sie ist die Folge zielgerichteter zivilisatorischer Tätigkeiten (Energiegewinnung durch Kernspaltung, Nuklearmedizin). Im Ergebnis der Einwirkung der Strahlung auf Mensch, Tier und unbelebte Natur kann die Wechselwirkung der betroffenen Materie mit der eingetragenen Energie zu Substanzschädigungen, insbesondere zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen beim Menschen führen. Durch das zuständigen Dezernat des Landesamtes für Umweltschutz Sachsen-Anhalt werden die notwendigen Messungen durchgeführt, bewertet und daraus abzuleitende Maßnahmen zum Schutz der Gesundheit der Bevölkerung und der Umwelt vor der Einwirkung radioaktiver Strahlung erarbeitet. letzte Aktualisierung: 02.05.2019