Zielsetzung: Uferfiltration ist eine gängige Methode zur Trinkwassergewinnung bei begrenztem natürlichen Grundwasserangebot und wird in vielen Regionen Deutschlands mit großen Oberflächengewässern, wie z.B. in Berlin, Düsseldorf und Hamburg eingesetzt. Rohwasser, das durch Uferfiltration gewonnen wird, ist gefährdet durch den Eintrag von Schadstoffen aus Oberflächengewässern. Schadstoffe können neben organischen Verbindungen und Schwermetallen auch Krankheitserreger, wie Viren und Bakterien, sein. Die deutsche Trinkwasserverordnung (TrinkwV) beinhaltet aktuell nur Grenzwerte für bestimmte Indikatorbakterien, wie Escherichia coli und Enterokokken. Im aktuell gesetzlich festgelegten Messprogramm für die Trinkwasserqualität sind humanpathogene Viren kein Bestandteil. Die im Jahr 2021 in Kraft getretene neue EU-Trinkwasserrichtlinie (EU-TWR) sieht vor, somatische Coliphagen als Indikatorviren für Grundwasserverunreinigungen durch humanpathogene Viren zu nutzen, da die Detektion der somatischen Coliphagen deutlich einfacher ist als die der humanpathogenen Viren, wie z.B. Adenoviren. Dabei ist zu beachten, dass somatische Coliphagen keine Krankheitserreger für Menschen sind. Auf Grund des unterschiedlichen Transportverhaltens verschiedener Viren ist jedoch davon auszugehen, dass Indikatorviren und -bakterien nur beschränkt aussagekräftig für humanpathogene Viren sind. U.a. haben unsere Untersuchungen am Rhein und im Uferfiltrat des Wasserwerks Flehe gezeigt, dass die Existenz und das Abbaupotential somatischer Coliphagen nicht in direkter Korrelation zu humanpathogenen Viren, z.B. Adenoviren, stehen muss (Knabe et al., 2023). Verschiedene Faktoren können dazu führen, dass eine erhöhte Virenbelastung im Oberflächengewässer auftreten und eine Migration in das Rohwasser zur Folge haben kann. Zum einen können hydrologische Veränderungen als Folge des Klimawandels, z.B. häufigere Extremereignisse wie Trockenperioden und besonders Hochwasser (Blöschl et al., 2019), die natürliche Reinigungswirkung der Uferfiltration verringern. Zum anderen können Bevölkerungswachstum, Urbanisierung sowie Landnutzungsänderungen dazu führen, dass die Abwasserbelastung in Flüssen zunimmt (Wen et al., 2017). Die neue EU-Trinkwasserrichtline (EU-TWR) erfordert zusätzlich zur Einhaltung von Grenzwerten risikobasierte Ansätze für die ereignis-basierte Überwachung der Wasserqualität, wie bspw. das Water-Safety-Plan-Konzept (WSP) der WHO (World Health Organization). Der WSP sieht für einen Wasserversorger die Beschreibung des gesamten Trinkwasserversorgungsystems vor, einschließlich einer Erfassung aller möglichen Eintragsquellen von Gefährdungen für die Trinkwasserqualität. Eine Risikobewertung für jede einzelne Kombination von Gefährdung und Gefährdungsereignis in Form einer Risiko-Matrix nach Eintrittswahrscheinlichkeit und Schadensausmaß, liefert klare Monitoring- und Handlungsprioritäten zur Risikominimierung. Basierend auf der neuen EU-TWR werden Wasserversorger zeitnah vor dem Problem stehen, zum Teil komplexe Risikobewertungen durchführen zu müssen. Das bedeutet, dass eine Vielzahl an Gefährdungsereignissen im Hinblick auf die Eintrittswahrscheinlichkeit einer Gefahrenquelle einzustufen ist. Ziel des Projektes ist es, Wasserwerksbetreibern eine wissenschaftlich fundierte Bewertung des Risikos und Transports humanpathogener Viren bei der Uferfiltration unter Berücksichtigung aktueller gesetzlicher Vorgaben (EU-TWR) und Empfehlungen der WHO zu ermöglichen. Dabei soll insbesondere der Einfluss von Extremwetterereignissen (Starkniederschläge, Hochwasserperioden, Niedrigwasser) und messtechnischen Unsicherheiten in der Risikobewertung berücksichtigt werden. (Text gekürzt)
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Pathogene Mikroorganismen und Viren können über Kläranlagenabläufe, Mischwasserentlastungen sowie Oberflächenabfluss von landwirtschaftlich genutzten Flächen in Oberflächengewässer gelangen. Über Uferfiltration und Grundwasser können die Krankheitserreger potenziell das Trinkwasser erreichen. Ziel des Projektes war es ein modellbasiertes Werkzeug zu entwickeln, welches Wasserwerksbetreiber bei einer prozessbasierten Risikoanalyse und Bewertung des Transports von hygienisch relevanten Mikroorganismen und Viren in der Uferfiltration unterstützt. Fazit: Am Beispiel des Rheins und des Wasserwerks Flehe hat sich gezeigt, dass fast über das ganze Jahr eine nicht unerhebliche Belastung des Flusswassers mit Krankheitserregern vorliegt, aber dass das Rückhaltepotential der Uferfiltration dennoch sehr hoch und unter Normalbedingungen ausreichend ist. Jedoch war besonders zu Zeiten von Hoch- und Niedrigwasser das Risiko einer Kontamination erhöht. Derzeitig verwendete Indikatoren wären zwar am Standort Flehe ausreichend gewesen um vor einer Kontamination mit Adenoviren am Förderbrunnen zu warnen, jedoch durch die beobachteten Differenzen im Transportverhalten zu den Adenoviren ist dies an anderen Standorten nicht zwangsweise auch der Fall. Für eine Zukunft mit vermehrten hydrologischen Extremereignissen und andere Standorte wird neben bakteriellen Indikatoren die Berücksichtigung noch zu bestimmender viren-spezifischer Indikatoren empfohlen. Die Methodik über das Surrogate Modell hat sich als sehr gute Möglichkeit herausgestellt, um die Ergebnisse der Modellierung zu verallgemeinern und potenziell den Stakeholdern zugänglich zu machen. In einem Folgeprojekt soll diese Methodik weiter validiert und verbessert werden.
Der Konsum von durch Viren belastetem Trinkwasser kann beim Menschen Krankheiten verursachen. Trotz zahlreicher Krankheitsausbrüche werden Viren im Wasser nicht routinemäßig überwacht. Ein wesentlicher Grund dafür sind die hohen Kosten und die damit verbundenen Gesundheitsrisiken. Die Gruppe von Dr Pang hat neue Surrogate für Viren (Rota- und Adenoviren) entwickelt, die zur Beurteilung der Entfernung dieser Viren im Sediment genutzt werden können. Die Viren-Surrogate bestehen aus unbedenklichen und kostengünstigen Latex- oder Quarzkügelchen, die mit einem spezifischen Protein beschichtet sind, um die physikalisch-chemischen Bedingungen des jeweiligen Virus nachzustellen. Studien haben belegt, dass diese Stoffe deutlich besser als bisherige Modelle geeignet sind, das Verhalten von Viren in der Umwelt zu untersuchen. Ziel des beantragten Projektes ist es, durch Pilotversuche mit diesen Viren-Surrogaten an den Anlagen zur Simulation von Ufer- und Langsamsandfiltration (Umweltbundesamt, UBA) als auch am Grundwasserversuchsfeld (ESR) Ihre Eignung für einen breiteren Einsatz zu prüfen. Dabei kommen die fachliche Expertise beider Einrichtungen als auch die einzigartigen experimentellen Anlagen des UBAs zum Einsatz. Sollte sich der Einsatz der Surrogate bewähren stellen diese eine kostengünstige Möglichkeit zur Risikobeurteilung von Trinkwasserressourcen dar. Erarbeitung eines Forschungsvorhaben mit folgenden Schritten: - Auswahl und Charakterisierung der zu untersuchenden Substrate hinsichtlich ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften (UBA) - Aufreinigung und Charakterisierung von Pathogenen, Entwicklung einer qPCR-Methode (ESR) - Herstellung und Charakterisierung der Virensurrogate (ESR) - Filtrationsversuche mit inaktivierten Viren und Surrogaten an a) Laborsäulen (ESR) und b) der Simulationsanlage für Ufer- und Langsamsandfiltration mit (UBA) - Testung der Surrogate in einem Grundwassertracerversuch (ESR) - Gemeinsame Publikation.
AP1-1.2: Entwicklung und Validierung molekularbiologischer Methoden zum Nachweis von Viren; AP 1-3.1: Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln gegen Viren; AP1-4.2: Humantoxikologische Bewertungen von Problemstoffen mit Trinkwasserrelevanz AP1-1.2:Etablierung des Nachweis mittels Luminex Technologie und anschließende Validierung der Methode durch Standardanwendungen wie z. B. qRT-PCR und integrated cell culture PCR. Die Luminex Methode erlaubt aufgrund der Kombination verschiedener Nachweissysteme mit dem gleichen Trägermaterial eine Differenzierung von infektiösen und nicht-infektiösen Viren. AP1-3.1: Die Desinfektionsleistung verschiedener Verfahren, z. B. UV Licht, Chlor, Peroxide, wird in diesem AP hinsichtlich ihrer Effektivität gegenüber Viren getestet. Als virologische Parameter würden untersucht: Adenoviren, Polyomaviren, Noroviren, Rotaviren und Enteroviren. Die unter AP1-1.2 etablierte Methode kommt in diesem AP bereits zur Anwendung da eine Differenzierung von infektiösen und nicht-infektiösen Viren eine besondere Bedeutung zukommt. Im AP1.-4.2 erfolgt die humantoxikologische Bewertung auf Grundlage bestehender Bewertungskonzepten für Trinkwasserkontaminanten (GOW Konzept u.a.).
The Project will provide a procedure for analysis of EU bathing waters for noroviruses and adenoviruses by validated comparisons of methods for processing water samples to achieve the best virus recovery consistent with cost and feasibility of use in routine monitoring laboratories. Objectives are (a) compare methods for norovirus and adenovirus detection in recreational waters (b) derive a combination of concentration and detection techniques to provide a reproducible system of testing bathing waters for the target viruses (c) furnish scientific evidence to provide support for norovirus and adenovirus testing of environmental samples in respect of their role as the appropriate viral indicator of faecal pollution (d) prepare the technology for Accession States as part of the development of their environmental and social programmes (e) share technology between laboratories to achieve wider competence in the virological analysis of environmental materials. Detection by PCR and cell culture together with the concentration procedure will provide a combined technique. PCR products will be sequenced and data analysed to derive strain and serotype information. The work addresses the research objectives of SSP 8.1 task 1.5 directly through relevance to the revision of the Bathing Water Directive. Inter-Laboratory comparisons and a large field based surveillance Phase are integrated to ensure that the new combined method will have immediate applicability in EU bathing water monitoring. It will be done by 16 Participant Laboratories in a unified approach to derive a harmonised combined method to provide credibility for future monitoring regimes give the potential to place a virus parameter on a footing equal to the bacterial indicators. Inclusion of Laboratories representative of the Accession States will ensure rapid dissemination to enhance the monitoring of their bathing waters and thus sustain the development of their own tourism and that of the European tourism worldwide. Prime Contractor: University College of Wales Aberystwyth; Aberystwyth; United Kingdom.
Virale Vektoren sind potentiell als Vehikel fuer somatischen Gentransfer geeignet. Adenovirus Vektoren werden in Zellen produziert, die einen Teil der Adenovirus DNA integriert haben und bestimmte virale Funktionen komplementieren. Wegen Homologien zwischen Vektor und integrierter Adenovirus DNA kommt es haeufig durch Rekombination zur, fuer klinische Anwendung nicht akzeptablen, Entstehung von Wildtyp Virus. Im ersten Teil dieses Projektes geht es um die Entwicklung von neuen Zellinien, die die Entstehung von Wildtyp Virus ausschliessen und von Vektoren, die ein verbessertes Sicherheitsprofil haben. Im zweiten und dritten Teil gehen wir der Frage nach, ob ein neuer adenoviraler Vektor, der gegenueber bisherigen Vektoren deutliche Vorteile aufweist, durch homologe oder heterologe Rekombination in das Genom von transduzierten Zellen integriert, und wenn ja, mit welcher Haeufigkeit. Die verwendeten experimentellen Systeme sind ein Zellkulturmodell sowie ein Mausmodell zur Identifizierung, Quantifizierung und Charakterisierung von Integrationsereignissen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 6 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
| offen | 6 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 5 |
| Englisch | 2 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 3 |
| Webseite | 4 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 4 |
| Lebewesen und Lebensräume | 7 |
| Luft | 3 |
| Mensch und Umwelt | 6 |
| Wasser | 5 |
| Weitere | 7 |