Das natürliche Reservoir an aviären Influenzaviren (AIV) sind Wasservögel und die Übertragung von AIV über den Wasserweg könnte vor allem für hochpathogene Populationen dieser Viren mit zoonotischem Potenzial eine wichtige Rolle spielen. Methodisch stellt dies jedoch eine große Herausforderung dar. In einem REFOPLAN-Projekt wurden daher verschiedene Methoden zur Virusanreicherung und anschließendem AIV-Nachweis mittels RT-PCR getestet und durch die Mitführung eines Referenzstandards (Detektion behüllter RNA Viren in Wasserproben basierend auf dem Bakteriophagen ϕ6) validiert. Insgesamt wurden 61 % der Wasserproben und 50 % der korrespondierenden Gewässersedimentproben, die während einer HPAIV-Epidemie aus flachen Gewässern in avifaunistisch reichen Wasservogelhabitaten entnommen wurden, AIV-positiv getestet. Die in diesen Proben gefundenen AIV-Viruslasten waren jedoch im Allgemeinen zu gering für Virusisolierungen oder weitere Sub- und Pathotypisierungen, die für Risikoabschätzungen von Bedeutung sind. Weitere Experimente zeigten den Einfluss abiotischer Effekte (Wassertemperatur und Wasserqualität) auf die Tenazität unterschiedlicher AIV-Isolate. Experimentelle Untersuchungen zur Bedeutung kleiner flacher Gewässer als mögliche Übertragungsmedien von AIV unter Stockenten zeigten, dass bereits geringste Mengen von im Wasser resuspendierten hochpathogenenen AIV (ca. 100 infektiöse Einheiten /Liter Wasser) zu einer Ausbreitung der AIV Infektionen führen können. Insgesamt machten die Untersuchungen die hohe Bedeutung von Wasser als Transmissionsmedium aviärer Influenzainfektionen bei Vögeln deutlich und zeigen die Notwendigkeit der Entwicklung effizienterer Anreicherungsmethoden als Grundlage für Risikoabschätzungen der Übertragung von Infektionen über die Umwelt. Veröffentlicht in Umwelt & Gesundheit | 03/2024.
Viruses, including human pathogenic viruses, can persist in water. For producing drinking water from surface water via bank filtration, natural attenuation capacities and the fate of viruses during the passage of aquatic sediments are of particular interest. Moreover, the increasing frequency of extreme hydrological events necessitate re-evaluation of the sustainability and efficacy of processes removing viruses. For this purpose, we performed bank sediment filtration experiments using a mesocosm in a technical-scale experimental facility that simulates a field situation under more tightly controlled conditions. We used the bacteriophage MS2 as a surrogate for enteric viruses to study the transport of different viral loads through the bank sediment. Additionally, we simulated a heavy rain event to investigate the re-mobilization of initially attached virus particles. We quantified the abundance of infectious MS2 phages by plaque assay and the total number of MS2 particles by qPCR. Also, we differentiated pore water concentrations by depths of the sediment column and investigated attachment to the sediment matrix at the end of the individual experimental phases. Bank filtration over a vertical distance of 80 cm through sandy sediment revealed a virus removal efficiency of 0.8 log10 for total MS2 particles and 1.7 log10 for infectious MS2 particles, with an initial phage concentration of 1.84 x 10*8 gene copies mL-1. A low load of infectious MS2 (1.9 * 106 plaque forming units mL-1) resulted in a greater removal efficiency (3.0 log10). The proportion of infectious MS2 phages of the total MS2 particle mass steadily decreased over time, i.e., in the course of individual breakthrough curves and with sediment depth. The simulated pulse of rainwater caused a front of low ionic strength water which resulted in pronounced phage remobilization. The high proportion of infectious MS2 among the detached phages indicated that attachment to the sediment matrix may substantially conserve virus infectivity. Therefore, the re-mobilization of previously attached viruses owing to hydrological extremes should be considered in water quality assessment and monitoring schemes. © 2022 The Authors
Pool water is continuously circulated and reused after an extensive treatment including disinfection by chlorination, ozonation or UV treatment. In Germany, these methods are regulated by DIN standard 19643. Recently, the DIN standard has been extended by a new disinfection method using hypobromous acid as disinfectant formed by introducing ozone into water with naturally or artificially high bromide content during water treatment. In this study, we tested the disinfection efficacy of the ozone-bromine treatment in comparison to hypochlorous acid in a flow-through test rig using the bacterial indicator strains Escherichia coli, Enterococcus faecium, Pseudomonas aeruginosa, and Staphylococcus aureus and the viral indicators phage MS2 and phage PRD1. Furthermore, the formation of disinfection by-products and their potential toxic effects were investigated in eight pool water samples using different disinfection methods including the ozone-bromine treatment. Our results show that the efficacy of hypobromous acid, depending on its concentration and the tested organism, is comparable to that of hypochlorous acid. Hypobromous acid was effective against five of six tested indicator organisms. However, using Pseudomonas aeruginosa and drinking water as test water, both tested disinfectants (0.6 mg L-1 as Cl2 hypobromous acid as well as 0.3 mg L-1 as Cl2 hypochlorous acid) did not achieve a reduction of four log10 levels within 30 s, as required by DIN 19643. The formation of brominated disinfection by-products depends primarily on the bromide concentration of the filling water, with the treatment method having a smaller effect. The eight pool water samples did not show critical values in vitro for acute cytotoxicity or genotoxicity in the applied assays. In real pool water samples, the acute toxicological potential was not higher than for conventional disinfection methods. However, for a final assessment of toxicity, all single substance toxicities of known DBPs present in pool water treated by the ozone-bromine treatment have to be analyzed additionally. © 2021 The Authors
Das natürliche Reservoir an aviären Influenzaviren (AIV) sind Wasservögel und die Übertragung von AIV über den Wasserweg könnte vor allem für hochpathogene Populationen dieser Viren mit zoonotischem Potenzial eine wichtige Rolle spielen. Methodisch stellt dies jedoch eine große Herausforderung dar. In einem REFOPLAN-Projekt wurden daher verschiedene Methoden zur Virusanreicherung und anschließendem AIV-Nachweis mittels RT-PCR getestet und durch die Mitführung eines Referenzstandards (Detektion behüllter RNA Viren in Wasserproben basierend auf dem Bakteriophagen ϕ6) validiert. Insgesamt wurden 61 % der Wasserproben und 50 % der korrespondierenden Gewässersedimentproben, die während einer HPAIV-Epidemie aus flachen Gewässern in avifaunistisch reichen Wasservogelhabitaten entnommen wurden, AIV-positiv getestet. Die in diesen Proben gefundenen AIV-Viruslasten waren jedoch im Allgemeinen zu gering für Virusisolierungen oder weitere Sub- und Pathotypisierungen, die für Risikoabschätzungen von Bedeutung sind. Weitere Experimente zeigten den Einfluss abiotischer Effekte (Wassertemperatur und Wasserqualität) auf die Tenazität unterschiedlicher AIV-Isolate. Experimentelle Untersuchungen zur Bedeutung kleiner flacher Gewässer als mögliche Übertragungsmedien von AIV unter Stockenten zeigten, dass bereits geringste Mengen von im Wasser resuspendierten hochpathogenenen AIV (ca. 100 infektiöse Einheiten /Liter Wasser) zu einer Ausbreitung der AIV Infektionen führen können. Insgesamt machten die Untersuchungen die hohe Bedeutung von Wasser als Transmissionsmedium aviärer Influenzainfektionen bei Vögeln deutlich und zeigen die Notwendigkeit der Entwicklung effizienterer Anreicherungsmethoden als Grundlage für Risikoabschätzungen der Übertragung von Infektionen über die Umwelt.
Die mikrobiologische Wasserqualität (z. B. von Trinkwässern, Oberflächenwässern, Badegewässern und Abwässern) wird in der Regel anhand von bakteriellen Indikatororganismen z. B. Escherichia coli oder Enterokokken ermittelt. Allerdings korrelieren diese bakteriellen Indikatorparameter nicht immer mit der Belastung durch Viren, da diese andere Eigenschaften bezüglich der Stabilität in der Umwelt aufweisen können und durch gängige Abwasserbehandlungen und Inaktivierungsmaßnahmen wie UV-Strahlung, Hitze und chemische Desinfektion auf andere Weise beeinflusst werden. Außerdem weisen einige Viren eine besonders hohe Infektiosität auf, wodurch sie schon bei einer sehr geringen Anzahl ein erhöhtes Infektionsrisiko besitzen. Durch einen Mangel an viralen Indikatoren können bei der Gewässeruntersuchung somit mögliche Risiken durch z. B. humanpathogene Viren gegebenenfalls nicht oder nicht rechtzeitig erkannt werden. Aus diesem Grund beschäftigt sich das LANUV seit 2023 zusätzlich zur klassischen bakteriologisch-mikrobiellen Untersuchung von Umweltproben zusätzlich mit möglichen viralen Indikatoren, ebenso wie mit dem spezifischen Nachweis bestimmter humanpathogener Viren mit Übertragungsmöglichkeiten über Gewässermatrizes. Als mögliche Indikatoren werden z. B. humane Adenoviren und Bakteriophagen wie die somatischen Coliphagen erprobt. Im Rahmen der Überprüfung geeigneter Nachweisverfahren werden dabei im Bereich der Virologie Kompetenzen aus der Mikrobiologie, Zellkultur und Molekularbiologie vereint. Foto: LANUV/D. Krauthausen Foto: LANUV/D. Krauthausen Foto: LANUV/D. Krauthausen Nachweis somatischer Coliphagen Somatische Coliphagen gehören zu den Bakteriophagen. So wie z. B. humanpathogene Viren menschliche Zellen infizieren, können Bakteriophagen Bakterienzellen infizieren. Somatische Coliphagen infizieren Escherichia coli und andere verwandte Bakterienstämme über Bindung an die bakterielle Zellwand. Sie dienen als Parameter für die Erfassung fäkaler Verunreinigungen. Zudem stehen sie als mögliche Indikatoren für die Beurteilung des mikrobiellen Risikos und der Belastung von Gewässern mit viralen Pathogenen im Fokus verschiedener Studien. Der Nachweis und die Zählung somatischer Coliphagen nach DIN EN ISO 10705-2:2002-01 erfolgt über die Bebrütung der Proben mit einem geeigneten Escherichia coli -Wirtsstamm. Die Probe wird dabei in einem Double-Layer-Agar -Verfahren mit einem kleinen Volumen halbfesten Nährmediums und einer Kultur des Wirtsstamms gemischt und dann auf festem Nährmedium ausplattiert. Die Ansätze werden bebrütet und die sichtbaren Plaques, d. h. die klaren Zonen, die durch die von Phagen hervorgerufene Zell-Lyse entstehen, ausgezählt. Foto: LANUV/D. Krauthausen Foto: LANUV/D. Krauthausen Somatische Coliphagen gehören zu den Bakteriophagen. So wie z. B. humanpathogene Viren menschliche Zellen infizieren, können Bakteriophagen Bakterienzellen infizieren. Somatische Coliphagen infizieren Escherichia coli und andere verwandte Bakterienstämme über Bindung an die bakterielle Zellwand. Sie dienen als Parameter für die Erfassung fäkaler Verunreinigungen. Zudem stehen sie als mögliche Indikatoren für die Beurteilung des mikrobiellen Risikos und der Belastung von Gewässern mit viralen Pathogenen im Fokus verschiedener Studien. Der Nachweis und die Zählung somatischer Coliphagen nach DIN EN ISO 10705-2:2002-01 erfolgt über die Bebrütung der Proben mit einem geeigneten Escherichia coli -Wirtsstamm. Die Probe wird dabei in einem Double-Layer-Agar -Verfahren mit einem kleinen Volumen halbfesten Nährmediums und einer Kultur des Wirtsstamms gemischt und dann auf festem Nährmedium ausplattiert. Die Ansätze werden bebrütet und die sichtbaren Plaques, d. h. die klaren Zonen, die durch die von Phagen hervorgerufene Zell-Lyse entstehen, ausgezählt.
Lüftung, Lüftungsanlagen und mobile Luftreiniger an Schulen Aerosolpartikel spielen eine wichtige Rolle bei der Verbreitung von SARS-CoV-2 Viren. Angesichts der aktuellen Ausbreitung von Mutationen stellt sich die Frage nach Maßnahmen zur Verminderung der Übertragung des Virus auch an Schulen. Im Folgenden fassen wir die Einsatzbereiche von Lüftung, Lüftungsanlagen und mobilen Luftreinigern an Schulen aus innenraumhygienischer und aktueller Sicht zusammen. Generell kann man zwischen einer direkt übermittelten Infektion – durch ausgeschiedene Tröpfchen im Nahfeld einer Person – und einer indirekt übermittelten Infektion durch kleinere Aerosolpartikel, die sich in einem Innenraum anreichern, unterscheiden. In beiden Fällen handelt es sich um Aerosolpartikel, der Übergang zwischen beiden Ereignissen ist jedoch fließend. Weitere Informationen: "Infektiöse Aerosole in Innenräumen" Maßnahmen zum Infektionsschutz Masken (FFP2 und medizinisch) tragen maßgeblich zur Vermeidung direkter Infektionen im Nahfeld (< 1,5 m) und zur Abschwächung der Emission virushaltiger Partikel (alle SARS-CoV-2-Varianten) in der Raumluft bei. Aktuelle Untersuchungen der Universität Bonn mit Bakteriophagen bestätigen die hohe Wirksamkeit von Masken (FFP2 und medizinisch); es wurde eine Reduzierung der infektiösen Aerosolpartikel im Raum um mehr als 99 Prozent nachgewiesen. Die nachfolgend beschriebenen Schutzmaßnahmen helfen als Ergänzung vor indirekten Infektionen, d.h. der Ausbreitung von Viren über die Raumluft. Die nachhaltigste Maßnahme zur Verbesserung der Innenraumlufthygiene, deren Erfolg auch nach Beendigung der Pandemie anhält, ist der Einbau stationärer (= fest installierter) raumlufttechnischer (RLT)-Anlagen. Diese können als zentrale Anlagen ein Gebäude versorgen, aber auch dezentral als Einzelraumbelüftung realisiert werden. Beide Varianten sichern eine wirksame Reduzierung von Virenbelastungen, sind für Wärme- und Feuchterückgewinnung verfügbar, schonen die Energiebilanz des Gebäudes und gewährleisten einen hohen Wohlfühlkomfort im Innenraum. Einzelraumbelüftungen sind baulich rascher umzusetzen als zentrale Lüftungsanlagen. Anlässlich der Erfahrungen mit der Pandemie empfiehlt das UBA , Schulräume in Deutschland sukzessive mit RLT-Anlagen auszustatten. Allerdings besitzen bis heute erst rund 10 Prozent der Schulen solche fest installierten Lüftungsanlagen. Zentral gesteuerte RLT-Anlagen lassen sich zudem nur mit beachtlichem baulichem und technischem Aufwand und nach bauordnungsrechtlicher Genehmigung einbauen. Das kostet wertvolle Zeit, die in der aktuellen Pandemie oft nicht zur Verfügung steht. Neben der Einhaltung der Hygieneregeln („AHA“) bleibt daher die regelmäßige Lüftung über die Fenster die wichtigste Maßnahme zur Reduzierung der Virenmengen in der Luft sowie zur Aufrechterhaltung einer gesunden Raumluft („AHA+L“). Aktuelle Untersuchungen mit Bakteriophagen belegten auch hier, dass das Lüften gemäß den UBA-Empfehlungen die Konzentration der infektiösen Aerosolpartikel über die Dauer einer Schulstunde um etwa 90 Prozent reduziert. Dort, wo nicht ausreichend gelüftet werden kann, helfen kontinuierlich betriebene, einfache Zu- und Abluftanlagen oder mobile Luftreiniger, die Virenlast im Raum ebenfalls in einer Größenordnung von bis zu 90 Prozent zu reduzieren. Lüftung versus mobile Luftreiniger in Schulräumen Das Umweltbundesamt teilt Schulräume aus innenraumhygienischer Sicht in drei Kategorien ein: Räume mit guter Lüftungsmöglichkeit (raumlufttechnische Anlage und/oder Fenster weit zu öffnen) ( Kategorie 1 ). Diese Voraussetzungen sind in der Mehrzahl der Schulräume gegeben. Räume mit eingeschränkter Lüftungsmöglichkeit (keine raumlufttechnische Anlage, Fenster nur kippbar bzw. Lüftungsklappen mit minimalem Querschnitt) ( Kategorie 2 ). Erhebungen in zwei Bundesländern zufolge liegt der Anteil solcher Klassenräume bei rund 15 bis 25 Prozent. Nicht zu belüftende Räume ( Kategorie 3 ). In Räumen der Kategorie 1 ist der Einsatz mobiler Luftreinigungsgeräte nicht notwendig, wenn der erforderliche Luftwechsel von mindestens 3 pro Stunde entweder durch regelmäßiges Stoß- und Querlüften oder durch raumlufttechnische Anlagen gewährleistet wird. Bestehen Zweifel, kann der Lüftungserfolg zweckmäßig durch CO2 -Messungen im Klassenraum überprüft werden. Kann die CO2-Konzentration während einer Unterrichtsstunde im Mittel bei 1000 ppm oder kleiner gehalten werden, dann ist der Raum ausreichend belüftbar (Kategorie 1). Die gleichzeitige Anwendung von Lüftung und der Einhaltung der AHA-Regeln ist aus innenraumhygienischer Sicht umfassend und ausreichend für den Infektionsschutz gegenüber dem Corona-Virus. Modellrechnungen zufolge lässt sich mit mobilen Luftreinigern in Räumen der Kategorie 1 ein Zusatznutzen hinsichtlich der Reduzierung der Virenlast erzielen, insbesondere wenn die vom UBA empfohlene Lüftung und die Befolgung der AHA-Regeln nicht konsequent umgesetzt wird. Aufgrund der vielfältigen Einflussfaktoren (z.B. Gerätetyp, Aufstellungsbedingungen, Luftzirkulation, Umsetzung der Lüftungs- und AHA-Regeln) lässt sich diese Virenlastreduktion nicht exakt quantifizieren. Dies zeigt sich auch mit Blick auf die hinsichtlich der Methoden und Ergebnissen heterogene aktuelle Studienlage. Weitere Informationen: „Richtig Lüften in Schulen“ In Räumen der Kategorie 2 kann als technische Maßnahme die Zufuhr von Außenluft durch den Einbau einfach und rasch zu installierender Zu- und Abluftanlagen erhöht werden. Alternativ ist der Einsatz mobiler Luftreiniger sinnvoll. Fachgerecht positioniert und betrieben ist ihr Einsatz wirkungsvoll, um während der Dauer der Pandemie die Wahrscheinlichkeit indirekter Infektionen zu minimieren. Räume der Kategorie 3 werden aus innenraumhygienischer Sicht für den Schulunterricht nicht empfohlen. In solchen Räumen reichern sich ausgeatmetes Kohlendioxid und Feuchtigkeit rasch zu hohen Werten an. Auch viele gasförmige chemische Schadstoffe verbleiben im Raum. Jenseits des hygienischen Leitwerts für Kohlendioxid von 1.000 ppm sinkt die Konzentration und Lernfähigkeit. Der Einsatz von Luftreinigern in solchen Räumen ergibt keinen Sinn, da kein Luftaustausch mit der Außenluft (Lüftungserfolg) gewährleistet wird. Weitere Informationen: „Hygienische Leitwerte für die Innenraumluft“ Für Räume der Kategorie 2 sind mobile Luftreinigungsgeräte somit, neben der eingeschränkten Lüftung, ein wichtiges Element eines Maßnahmenpakets, die Konzentration virushaltiger Partikel in Innenräumen durch Filtration zu reduzieren oder luftgetragene Viren mittels Luftbehandlungsmethoden (UV-C, Ionisation/Plasma) zu inaktivieren. Es ist zu beachten, dass mobile Luftreinigungsgeräte die Notwendigkeit für das Lüften nicht ersetzen können. Die mobilen Geräte beseitigen nicht die sich in einem Schulraum durch Atmung anreichernde Luftfeuchte, das Kohlendioxid und weitere chemische Gase aus Mobiliar und Bauprodukten. Daher muss auch bei Nutzung mobiler Luftreiniger regelmäßig gelüftet werden. Voraussetzungen zum Betrieb von mobilen Luftreinigern Die Wirksamkeit von mobilen Luftreinigern in Schulräumen hängt entscheidend von den technischen Spezifikationen ab. Zum einen müssen die Geräte in der Lage sein, einen ausreichenden Luftstrom an gefilterter bzw. aufbereiteter Luft bereitzustellen. Unter Pandemiebedingungen wird eine Förderleistung (Luftdurchsatz durch das Gerät) des fünf- bis sechsfachen Raumvolumens pro Stunde als notwendig erachtet, um die Konzentration infektiöser Partikel um eine Größenordnung von bis zu 90 Prozent im Raum bereits während des Unterrichtes (und nicht erst gegen Ende der Unterrichtsstunde) zu reduzieren. Durch die Aufstellung vor Ort soll jeder mit Personen besetzte Bereich des Raums von der erzeugten Luftströmung möglichst vollständig erfasst werden, ohne jedoch dauernde Zugerscheinungen zu verursachen. Auch die evtl. störende Geräuschentwicklung bei hohen Luftdurchsätzen ist zu beachten. Geräte, die nicht mit Filtersystemen arbeiten, haben hier Vorteile. Vor Beschaffung der Geräte sind die Filter- bzw. Inaktivierungswirksamkeit in einer Realraumsituation zu bestätigen und die zu erwartenden Geräuschpegel zu berücksichtigen. Bei Luftreinigern, welche die durchgeleitete Luft behandeln (z.B. mit UV-C oder Plasma/Ionisation), ist der Luftdurchsatz so zu wählen, dass die zu behandelnde Luft genügend lange im Wirkungsbereich des Geräts verweilt, damit die Inaktivierung erfolgreich ist. Darüber hinaus sind bei optischen Verfahren Sicherheitsaspekte (Verhinderung des direkten Kontakts mit der UV-Strahlungsquelle) zu berücksichtigen. Für alle Verfahren gilt, dass ihre Wirksamkeit möglichst vor Ort oder unter realraumnahen Bedingungen getestet werden soll. Im Grundsatz sind vier Technologien bei Luftreinigern zu unterscheiden. Filtertechnologien UV-C Technologien Ionisations- und Plasmatechnologien Ozontechnologien Für Einzelheiten zu diesen Verfahren und Gerätetypen verweisen wir auf unser Kapitel: „Können mobile Luftreinigungsgeräte einen Beitrag leisten, um das Infektionsrisiko in Innenräumen durch SARS-CoV-2 zu reduzieren?“ Detaillierte Vorgaben zu den Prüf- und Einsatzbedingungen werden derzeit in einer Sonder-Arbeitsgruppe des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) unter Vorsitz des UBA erarbeitet. Dieser Text stellt eine Überarbeitung und Ergänzung der Einschätzung des UBA zu mobilen Luftreinigern vom 11.02.2021 dar.
In an attempt to obtain a conservative estimate of virus removal during slow sand and river bank filtration, a somatic phage was isolated with slow decay and poor adsorption to coarse sand. We continuously fed a phage suspension to a 7-m infiltration path and measured the phage removal. In a second set of experiments, we fed the phage suspension to 1-m long columns run at different pore water velocities. Using the data obtained, a mathematical model was constructed describing removal vs. pore water velocity (PWV), assuming different statistical distributions of the adsorption coefficient ë. The bimodal distribution best fit the results for PWVs higher than 1 m/d. It predicted a removal of approximately 4 log10 after 50 days infiltration at 1 m/d. At PWVs below 1 m/d the model underestimated removal. Sand-bound phages dissociated slowly into the liquid phase, with a detachment constant kdet of 2.6 Ž 10-5. This low kdet suggests that river bank filtration plants should be intermittently operated when viral overload is suspected, e.g. during flooding events or at high water-marks in rivers, in order for viruses to become soil-associated during the periods of standstill. Resuming filtration will allow only a very slow virus release from the soil.Quelle: http://www.iwaponline.com<BR>
To protect groundwater as a drinking water resource from microbiological contamination, protection zones are installed. While travelling through these zones, concentrations of potential pathogens should decline to levels that pose no risks to human health. Removal of viruses during subsurface passage is influenced by physicochemical conditions, such as oxygen concentration, which also affects virus survival. The aim of our study was to evaluate the effect of redox conditions on the removal of viruses during sand filtration. Experiments in glass columns filled with medium-grained sand were conducted to investigate virus removal in the presence and absence of dissolved oxygen. Bacteriophages MS2 and PhiX174, as surrogates for human enteric viruses were spiked in pulsed or in continuous mode and pumped through the columns at a filter velocity of about 1 m/d. Virus breakthrough curves were analyzed by calculating total viral elimination and fitted using one-dimensional transport models (CXTFIT and HYDRUS-1D). While short-term experiments with pulsed virus application showed only small differences with regard to virus removal under oxic and anoxic conditions, a long-term experiment with continuous dosing revealed a clearly lower elimination of viruses under anoxic conditions. These findings suggest that less inactivation and less adsorption of viruses in anoxic environments affect their removal. Therefore, in risk assessment studies aimed to secure drinking water resources from viral contamination and optimization of protection zones, the oxic and anoxic conditions in the subsurface should also be considered.<BR>Quelle: http://www.sciencedirect.com/science/
Redox conditions are known to affect the fate of viruses in porous media. Several studies report the relevance of colloid-facilitated virus transport in the subsurface, but detailed studies on the effect of anoxic conditions on virus retention in natural sediments are still missing. Therefore, we investigated the fate of viruses in natural flood plain sediments with different sesquioxide contents under anoxic conditions by considering sorption to the solid phase, sorption to mobilized colloids, and inactivation in the aqueous phase. Batch experiments were conducted under oxic and anoxic conditions at pH values between 5.1 and 7.6, using bacteriophages MS2 and PhiX174 as model viruses. In addition to free and colloid-associated bacteriophages, dissolved and colloidal concentrations of Fe, Al and organic C as well as dissolved Ca were determined. Results showed that regardless of redox conditions, bacteriophages did not adsorb to mobilized colloids, even under favourable charge conditions. Under anoxic conditions, attenuation of bacteriophages was dominated by sorption over inactivation, with MS2 showing a higher degree of sorption than PhiX174. Inactivation in water was low under anoxic conditions for both bacteriophages with about one log10decrease in concentration during 16 h. Increased Fe/Al concentrations and a low organic carbon content of the sediment led to enhanced bacteriophage removal under anoxic conditions. However, even in the presence of sufficient Fe/A-(hydr)oxides on the solid phase, bacteriophage sorption was low. We presume that organic matter may limit the potential retention of sesquioxides in anoxic sediments and should thus be considered for the risk assessment of virus breakthrough in the subsurface.Copyright © 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.
Experiments to determine the removal of viruses in different types of water (surface water from two reservoirs for drinking water treatment, treated groundwater and groundwater contaminated with either 5 or 30 % of wastewater) by ultrafiltration were performed with a semi-technical ultrafiltration unit. Concentrations of human adenoviruses (HAdVs), murine norovirus (MNV), and the bacteriophages MS2, ÖX174 and PRD1 were measured in the feed water and the filtrate, and log removal values were calculated. Bacteria added to the feed water were not detected in the filtrates. In contrast, in most cases viruses and bacteriophages were still present in the filtrates: log removal values were in the range of 1.4-6.3 depending on virus sizes and water qualities. Best removals were observed with bacteriophage PRD1 and HAdVs, followed by MNV and phages MS2 and ÖX174. Virus size, however, was not the only criterion for efficient removal. In diluted wastewater as compared to drinking water and uncontaminated environmental waters, virus removal was clearly higher for all viruses, most likely due to higher membrane fouling. For quality assessment purposes of membrane filtration efficiencies with regard to the elimination of human viruses the small bacteriophages MS2 and ÖX174 should be used as conservative viral indicators.Quelle: http://link.springer.com
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 73 |
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| Förderprogramm | 64 |
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