Eine vielversprechende Alternative zur zeitaufwendigen Erfassung von Pathogenen Keimen im Wasser ist die Detektion fäkaler Pigmente (FP) mittels 2D Fluoreszenzspektroskopie. Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung einer feldtauglichen Einheit zur online-Detektion von Fäkalpigmenten im Wasser. Zu diesem Zweck sind Folgende Teilziele zu erreichen: Entwicklung einer neuartigen analytischen Einheit, bestehend aus einem 2D- Fluoreszenzsensor und einem automatischen Anreicherungssegment. Entwicklung einer Software zur online-Auswertung der Signale Erlangung des grundlegenden Verständnisses zur Indikatorfunktion von FP gegen pathogene Keime, Bau eines Demonstrators zur Erfassung dieser Verunreinigung Entwicklung eines Leitfadens für die Anwendung der Einheit und die Interpretation der Messungen. Entwicklung und Bau der Feldanreicherung, Optimierung des Fluoreszenzsensors (bbe) Bau eines Prototyps einer automatischen Anreicherung nach den Vorgaben von Spectro Test der Anreicherung im Labor von bbe Modifikation des online-fähigen Fluoreszenzsensors Test der Entwicklung in Indien und Deutschland (all partners) Durchführung von Testmessungen mit der Anlage im Labormaßstab Durchführung eines Feld-Messprogramms unter Beteiligung der Partner in Indien und Deutschland Evaluierung der Entwicklung und der Messungen (alle Partner) Präsentation der Ergebnisse im Rahmen eines gemeinsamen Workshops Gemeinsame Bewertung der Ergebnisse in Bezug auf Referenzmessungen (LC-MS, Mikrobiologie) Ableitung nötiger Modifikationen in Hard- und Software.
Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur integrativen Bewertung von Aufbereitungstechniken zur indirekten Abwasserwiederverwendung, wobei der regionale Wasserkreislauf vom Abwasser über die aquatische Umwelt bis hin zum Trinkwasser betrachtet wird. Das Bewertungsverfahren berücksichtigt potenzielle Risiken für Mensch und Umwelt aufgrund chemischer aber auch mikrobieller Kontaminationen sowie die (Kosten-) Effizienz der technischen Lösungen. Im Rahmen des Projekts führt die TUM Pilotversuche durch, in denen verschiedene vor allem oxidative und biologische Verfahren und Verfahrenskombinationen untersucht werden, die bei der indirekten Abwasserwiederverwendung eingesetzt werden können. Die Bewertung der Verfahren erfolgt über verschiedene Parameter, wobei die TUM für die Betriebsparameter sowie die Bestimmung pathogener Keime und Antibiotikaresistenzen verantwortlich ist. Die TUM koordiniert das AP 2 zur Entwicklung von Strategien zur Entfernung von relevanten Spurenstoffen bei indirekter Abwasserwiederverwendung. Sie ist verantwortlich für die Durchführung von Pilotstudien zur Oxidation (Ozon, weitergehende Oxidationsverfahren UV/H2O2), Biofiltration (Langsamsandfilter, Schnellfilter, Biologisch aktive Kohle), Grundwasseranreicherung und zur Kombination verschiedener Verfahren. Zudem ist sie maßgeblich an der Untersuchung von Anlagen im Vollmaßstab in Deutschland und Spanien beteiligt. Zur Bewertung von Aufbereitungsverfahren, die bei der indirekten Abwasserwiederverwendung eingesetzt werden, entwickelt die TUM Methoden für die Bestimmung von Fäkalindikatoren (z.B. E. Coli, Enterokokken), trinkwasserrelevanten Keimen (z.B. Pseudomonas Aeruginosa, Chlostridium Perfringens) und antibiotikaresistenten Genen.
Das Ziel der Arbeiten ist die Bereitstellung molekularbiologischer Methoden zum Vor-Ort Echtzeitnachweis von pathogenen Mikroorganismen in Wasser. Realisiert werden soll eine technische Plattform für die inline-Analytik auf der Basis der Chemilumineszenz-Detektion. Hierzu werden amplifizierte Nukleinsäuren aus Pathogenen auf einem regenerierbaren DNA-Mikroarray mit Chemilumineszenz nachgewiesen. Momentan werden bakterielle Kontaminationen in der Wasseranalytik mittels Anzuchtverfahren nachgewiesen. Hierfür werden Wasserproben entnommen und im Labor durch Filterung angereichert und dann kultiviert. Die ersten Ergebnisse sind nach 12-24h zu erwarten, bei Legionellen im Extremfall erst nach 10 Tagen. Ein Nachweis von Viren erfolgt derzeit nur bei Verdacht auf Kontaminationen des Wassers nach einem Virenausbruchgeschehen. Ein Nachweis von Erregern, die in klassischen Verfahren nicht kultivierbar sind, kann mit den derzeitig eingesetzten Verfahren nicht erfolgen. Die Konzeption des hier vorgeschlagenen Teilvorhabens versucht die Vorteile des sensitiven und schnellen Nachweises von Nukleinsäuren mit der einfachen Nutzung durch nicht geschultes Personal zu vereinbaren. Die Tests sollen jedoch multiplexfähig sein und eine zuverlässige quantitative Aussage zu den nachgewiesenen Pathogenen vor Ort ermöglichen. Das geplante Nachweissystem soll eine hohe Anwenderfreundlichkeit aufweisen und ohne spezielle Kenntnisse angewendet werden können. Diagnostische Systeme für die Wassermittelanalytik, die ohne langwierige Schulungen oder spezielles Ausbildungswissen der Endnutzer eingesetzt werden können, haben das Potential einer schnelleren und präziseren Diagnostik in Bereichen, die auf eine sofortige und dezentrale Datengenerierung angewiesen sind. Dies ist im Rahmen von Prozesskontrollen der Wasserüberwachung Entwicklungsländern der Fall, aber auch bei der Kontrolle von Wasser in Entwicklungs- und Schwellenländern. Die konventionelle Ermittlung von pathogenen Keimen durch die zeitaufwändige Prozesskette Probennahme, Versand/Überführung in das Labor, Laboranalyse und Rückübermittlung des Analysenergebnisses wird auf diese Weise umgangen.
Das Institut für Hygiene und öffentliche Gesundheit der Universität Bonn (IHPH) übernimmt die Koordination der Gefährdungsanalyse der Ruhrwasserqualität im Ballungsraum Mülheim an der Ruhr, Essen, Bochum (Schwerpunkt ist der Baldeneysee im Stadtgebiet Essen mit seinen potentiellen Badestellen). Ausgangspunkt ist eine umfassende Literaturanalyse zu Risiken durch wasserassoziierte Krankheitserreger (Viren, Bakterien, Parasiten), sowie die Auswertung von Berichten aktueller Forschungsprojekte zu chemischen Agenzien in der Ruhr. Zusätzlich werden Experteninterviews mit Vertretern der zuständigen Behörden und Institutionen im Bereich der Risikoregulierung bei Badegewässern durchgeführt. In Kooperation mit den Projektpartnern werden über einen Zeitraum von 18 Monaten an acht Beprobungsstellen im Untersuchungsgebiet der Ruhr Wasserproben entnommen und hinsichtlich der, für die Badewasser- und Trinkwasserqualität relevanten, Bakterien, Viren und Parasiten untersucht. Das IHPH übernimmt hier die Analytik humanpathogener Parasiten (Giardia lamblia und Cryptosporidium) und begleitet in diesem Rahmen auch Untersuchungen zur Elimination hygienisch relevanter Mikroorganismen in der Trinkwasseraufbereitung. Die Ergebnisse fließen in die Risikobewertung (AP2) ein, die das IHPH mit Projektpartnern durchführt. Außerdem dienen die Daten der Ermittlung relevanter Eintragspfade (Grundlage für AP4a: Eintragsminderung). Zusammen mit begleitend gesammelten meteorologischen und hydraulischen Daten wird hier die Basis für das Monitoring- und Frühwarnsystem in AP4b erarbeitet.
Vibrio vulnificus ist ein Bakterium, das natürlicherweise in Salz- und Brackwasser vorkommt. Steigen die Wassertemperaturen auf ca. 20 °C, wird es aktiviert und ist infektiös für Menschen. V. vulnificus kann bei abwehrgeschwächten Personen beim Verzehr von Meeresfrüchten zu Durchfallerkrankungen und Blutvergiftung sowie beim Baden oder Umgang mit Meerestieren zu schweren, teilweise tödlichen Wundinfektionen führen. In Nordeuropa sind bisher nur sehr vereinzelt Infektionen aufgetreten, da die tiefen Wassertemperaturen eine vermehrte Aktivität von V. vulnificus verhindert haben. Besonders in heißen Sommern traten aber schwere Wundinfektionen in Schweden, Dänemark und auch in Deutschland auf. Bei einer durch die Klimaveränderung zu erwartenden Erhöhung der Temperaturen in Nord- und Ostsee muss in Zukunft vermehrt mit dem Auftreten von V. vulnificus und anderen Vibrionen gerechnet werden. In dem Projekt soll das Vorkommen von V. vulnificus und anderer für den Menschen pathogenen Vibrionen in Badegewässern in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht werden. Dazu sollen sowohl Wasserproben als auch Proben von Kleinlebewesen, die als Reservoir für Vibrionen dienen können, untersucht werden. Die Ergebnisse sollen eine Vorhersage zum zukünftigen Auftreten von Virbrionen in Badegewässern ermöglichen. Außerdem soll ein Warnsystem zum Schutz der Badenden für das Auftreten von Vibrio vulnificus in Abhängigkeit der Wassertemperatur erarbeitet werden sowie ein Informationssystem für Ärzte etabliert werden.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines ultraschallgestützten Reinigungsprozesses als Kombination aus sprühendem Wasser und einer fakultativen Tauchreinigung für die Reinigung von Salaten, wie bspw. Feldsalat und Rucola. Von besonderer Bedeutung ist hierbei neben der unerwünschten Verfärbung des Wassers durch Chlorophyll vor allem die Reduzierung der bakteriellen Kontamination. Neben der Demonstration der Versuchsanlage im Feldtest, soll ferner auch die Eignung des Verfahrens zur Anwendung bei verschiedenen Gemüsearten betrachtet werden. Das Projekt soll durch die geplante Technik zur unbedenklichen Wiederverwendung des Waschwassers und zu einer Verringerung des Wasserbedarfs führen. In dem Projekt soll zunächst mittels Vorversuchen erforscht werden, bei welchen Prozessparametern eine ausreichende Entfernung von Verunreinigung und Bakterien bei Salat mittels der dargestellten Ultraschalltechnik möglich ist. Dabei soll der minimale Volumenstrom bei effizienter Einkoppelung des Ultraschalls für unterschiedliche Salate und Verschmutzungsgrade ermittelt werden. Für den ressourcenschonenden Umgang mit Wasser ist eine Kreislaufführung des Waschwassers ideal, so dass eine zusätzliche Membranfiltration optional ergänzbar sein wird. Diese Anlage soll prototypisch für den Feldversuch aufgebaut werden.
Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Ultraschallgestützten Reinigungsprozesses als Kombination aus sprühendem Wasser und einer fakultativen Tauchreinigung für die Reinigung von Salaten. Von besonderer Bedeutung ist der Pfalzmarkt hierbei für die Anwender-orientierte Ausrichtung der Anlagenentwicklung. Daneben wird ein Großteil der Arbeiten des Pfalzmarkts auf a) den Übergang der Anlagentechnik vom Labor in die Praxis und b) die Durchführung des Feldversuchs entfallen, in welchem die Reduzierung der unerwünschten Verfärbung des Wassers durch Chlorophyll, die Reduzierung der bakteriellen Kontamination und die technischen Anlagenparameter zu untersuchen sind. Neben der Demonstration der Versuchsanlage im Feldtest, soll ferner die Eignung des Verfahrens für Salat gleichzeitig auch zur Evaluierung der Möglichkeit zur Anwendung bei verschiedenen Gemüsearten betrachtet werden. Das Projekt wird durch die geplante Technik zur unbedenklichen Wiederverwendung des Waschwassers und zu einer Verringerung des Wasserbedarfs führen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 138 |
| Europa | 3 |
| Kommune | 1 |
| Land | 19 |
| Wirtschaft | 5 |
| Wissenschaft | 58 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 138 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 138 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 134 |
| Englisch | 21 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 56 |
| Webseite | 82 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 96 |
| Lebewesen und Lebensräume | 132 |
| Luft | 96 |
| Mensch und Umwelt | 137 |
| Wasser | 127 |
| Weitere | 138 |