Multiresistente pathogene Bakterien, insbesondere solche die zu der sogenannten ESKAPE Gruppe zählen, Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa und Enterobacter spp., verursachen weltweit schwerwiegende Probleme bei der Behandlung infizierter Menschen. ESKAPE Bakterien findet man in hoher Abundanz in Abwasser, auch nach der Abwasserbehandlung. Die Freisetzung der ESKAPE Bakterien bei der Bewässerung von Agrarflächen mit Abwasser stellt ein großes gesundheitliches Risiko dar. Bisher ist wenig darüber bekannt welche Faktoren die Persistenz dieser Bakterien und die Weitergabe von Antibiotikaresistenten in der Umwelt beeinflussen. Nährstoffverfügbarkeit und das Vorhandensein von Antibiotika, Desinfektionsmitteln und Schwermetallen scheinen dabei eine entscheidende Rolle zu spielen. Die Veränderung des Bewässerung Regimes nach Langzeitbewässerung mit unbehandeltem Abwasser hin zu einer Bewässerung mit behandelten Abwasser wird die Abundanz dieser Einflussfaktoren und damit die Verbreitung und Persistenz von Pathogenen und den Resistenzenzgentransfer v.a. hin zu Umweltbakterien starke beeinflussen. Ziel von SP 6 ist es, diese Forschungshypothese der Sonderforschungsgruppe mit einem kultivierungsabhängigem Analyseansatz („Culturomics“) zu untersuchen. Es wird eine Stammsammlung multiresistenter Pathogener und Umweltbakterien aus den bewässerten Systemen erstellt. Die Bakterien sollen phylogenetisch bis auf die Stammebene identifiziert werden und ihre Resistenzprofile erfasst werden. Die mikrobiologischen Daten aus SP 6 sollen mit Daten zu der Freisetzung, den Konzentrationen und der Bioverfügbarkeit von Antibiotika und Desinfektionsmitteln sowie Informationen zu minimalen selektiven Konzentrationen, Abundanzen und Transferraten von Antibiotikaresistenzgenen korreliert werden. SP 6 trägt damit zu einem integrativem mathematischen Model zum Verbleib und zur Wirkung der Zielschadstoffe zu einem mechanistischem Verständnis der Interaktionen von Schadstoffen, Antibiotika und Pathogenen in dem veränderten Bewässerung Regimes bei
<p> Die wichtigsten Fakten <ul> <li>Seit 2015 sollen alle Badegewässer der EU in einem mindestens ausreichenden Zustand sein.</li> <li>Im Jahr 2025 erfüllten 97,9 % aller EU-Badegewässer in Deutschland die EU-Vorgabe. Damit wurde das Ziel erneut nur knapp verfehlt.</li> <li>Schließt man die aufgrund von (noch) nicht ausreichender Probenzahl nicht beurteilten EU-Badegewässer aus, erfüllten 2025 sogar 99,9 % der Badegewässer die EU-Vorgaben. </li> <li>Rund 91 % der Binnengewässer und 88 % der Küstengewässer hatten 2025 eine ausgezeichnete Qualität.</li> </ul> </p><p> Welche Bedeutung hat der Indikator? <p>Baden in natürlichen Gewässern kann mit Risiken für die Gesundheit verbunden sein. Badegewässer werden wie alle Gewässer vielfältig genutzt und sie sind unterschiedlichen Veränderungen ausgesetzt, die das Auftreten von Krankheitserregern beeinflussen können.</p> <p>Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/indikator">Indikator</a> basiert auf der Feststellung der hygienischen Qualität der Badegewässer: Gemessen wird die Wasserbelastung mit Fäkalbakterien. Wenn diese Bakterien in hoher Konzentration im Badegewässer vorkommen, besteht das Risiko, dass auch Krankheitserreger vorhanden sind. Diese können beispielsweise Infektionskrankheiten mit Fieber, Durchfall und Erbrechen auslösen. Eine solche Gefahr entsteht u.a. nach <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/starkregen">Starkregen</a> durch Mischwasserüberläufe aus Kläranlagen oder durch Abschwemmungen aus landwirtschaftlich genutzten Flächen. Hohe Temperaturen und ein hohes Nährstoffangebot (Stickstoffe, Phosphate) können die hygienische Qualität eines Badegewässers verändern und es kann zu einer Massenentwicklung von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/cyanobakterien">Cyanobakterien</a> kommen. Treten diese Bakterien in Massen auf, müssen Maßnahmen ergriffen werden. Das Vorkommen von Cyanobakterien fließt jedoch nicht in die Qualitätseinstufung ein.</p> </p><p> Wie ist die Entwicklung zu bewerten? <p>Die Badegewässer Deutschlands sind in einem guten Zustand. Im Jahr 2025 erfüllten rund 98 % aller Badegewässer die Qualitätsanforderungen der EU (Binnengewässer 97,7 %, Küstengewässer 98,6 %). Berücksichtigt man, dass nicht alle Badegewässer beurteilt werden können (z.B. weil sie neu angemeldet wurden und noch nicht bewertet werden konnten), erfüllten 99,9 % der beurteilten Badegewässer die EU-Mindestvorgaben. Rund 91 % der Binnengewässer und 88 % der Küstengewässer erreichten sogar eine ausgezeichnete Badegewässerqualität. Zwischen 1992 und 2001 stieg der Anteil der richt- und grenzwerteeinhaltenden Badegewässer beständig an. Seitdem ist die Qualität der Badegewässer auf konstant hohem Niveau mit nur leichten Schwankungen. In der europäischen <a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?qid=1534167377521&uri=CELEX:02006L0007-20140101">Richtlinie über die Qualität der Badegewässer</a> (2006/7/EG) ist festgelegt, welche Werte Badegewässer für die verschiedenen Stufen der hygienischen Qualität einhalten müssen. Seit 2015 sollten alle Badegewässer mindestens eine ausreichende Qualität haben. Dieses Ziel wurde 2025 knapp verfehlt. Im europäischen Vergleich belegt <a href="https://www.eea.europa.eu/en/analysis/publications/european-bathing-water-quality-in-2025">Deutschland</a> bereits den siebten Platz.</p> </p><p> Wie wird der Indikator berechnet? <p>In allen europäischen Badegewässern müssen vor und während der Badesaison nach einem festgelegten Überwachungszeitplan Wasserproben entnommen werden. Das Vorkommen und die Häufigkeit von Fäkalbakterien der Art <em>„Escherichia coli“</em> (<em>E. coli</em>) sowie der Gruppe der „Intestinalen Enterokokken“ werden bestimmt. Für die verschiedenen Qualitätsstufen sind bestimmte Kriterien einzuhalten, die im Anhang I der EU-Badegewässerrichtlinie festgehalten sind. Eine ausführliche Beschreibung der Vorgehensweise findet sich in der EU-Badegewässerrichtlinie sowie im <a href="https://www.eea.europa.eu/en/analysis/publications/european-bathing-water-quality-in-2025">Badegewässerbericht</a> der Europäischen Umweltagentur.</p> <p><strong>Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel </strong><a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/11348"><strong>"Qualität von Badegewässern“</strong></a><strong>.</strong></p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
Karstgrundwasserleiter (Karstaquifere) tragen in vielen Regionen, Städten und Ländern wesentlich zur Wasserversorgung bei. Sie bilden sich durch chemische Lösung in Karbonatgesteinen und bestehen aus einem Netzwerk von Röhren und Höhlen, die in die geklüftete Gesteinsmatrix eingebettet sind. Karstaquifere zeichnen sich meist durch eine hohe Variabilität der Wasserverfügbarkeit und -qualität aus. Verunreinigungen, einschließlich fäkaler und pathogener Bakterien, können leicht durch dünne Böden, offene Klüfte und Schlucklöcher in den Untergrund gelangen. Innerhalb des Röhrennetzes werden sie schnell über große Entfernungen transportiert und können Brunnen oder Quellen weitgehend ungemindert erreichen. Daher wird die generell gute Wasserqualität an Karstquellen oft durch kurze, aber starke Kontaminationsereignisse unterbrochen. Suspendierte Mineralpartikel und organischer Kohlenstoff spielen entscheidende Rollen bei der Mobilisierung und dem Transport von Fäkalbakterien und anderen Verunreinigungen. Die genauen Prozesse und ihre räumliche und zeitliche Variabilität sind jedoch noch lange nicht vollständig verstanden. Das Hauptziel des vorgeschlagenen IMPART-Projekts besteht darin, vertiefte Einblicke in die Transportprozesse zu gewinnen, welche die räumliche und zeitliche Dynamik von Partikeln, organischem Kohlenstoff und Fäkalbakterien in Karstsystemen bestimmen. Das Testgebiet ist eine bedeutende Karstquelle und ihr Einzugsgebiet, in dem zwei zugängliche Wasserhöhlen die direkte Beobachtung von Strömung, Wasserqualität und Transportvorgängen innerhalb des aktiven Röhrennetzes ermöglichen. Die wichtigsten zu beachtenden Parameter umfassen die Partikelgrößenverteilung, Anregungs-Emissions-Matrizen für organischen Kohlenstoff, Enzymaktivität von E. coli, Fäkalindikatorbakterien und die Gesamtzellzahl mittels Durchflusszytometrie. Die Feldarbeit umfasst eine räumlich verteilte Wasserprobenahme in den Höhlen und an der Quelle; hochauflösendes Monitoring an der Quelle bei ausgewählten hydrologischen Ereignissen; sowie Multi-Tracer-Versuche im aktiven Röhrensystem, einschließlich vergleichender Versuche mit gelösten Stoffen und suspendierten Partikeln. Die Ergebnisse werden ein besseres Verständnis der Transportprozesse und der mikrobiellen Wasserqualitätsdynamik von Karstaquiferen ermöglichen, als Grundlage für ein verbessertes Management dieser wertvollen, aber verletzlichen Ressourcen.
Laut Trinkwasserverordnung dürfen im Wasser keine Krankheitserreger sein, die eine Schädigung der menschlichen Gesundheit verursachen können. Die derzeit für Routineuntersuchungen angewandten mikrobiologischen Methoden sind zu zeitaufwendig, um alle infrage kommenden pathogenen Keime separat nachzuweisen. Als Indikatorkeime für eine Fäkalverunreinigung werden nur die Keimzahlen von Escherichia coli und den coliformen Keimen bestimmt. Die Microarray-Technologie kommt in der Bioanalytik bereits in den Forschungsfeldern zum Einsatz, wo es auf hohe Informationsdichte ankommt. Sie hätte das Potential, mit einem Microarray-Chip alle relevanten pathogenen Keime zu delektieren. In diesem Forschungsvorhaben soll gezeigt werden, dass aus dem Trinkwasser mit einem quasikontinuierlichen Verbundverfahren, bestehend aus Querstrom- Mikrofiltration (Anreicherung), immunmagnetischer Separation (Vorselektion) und einem parallelen Immunsensor-Array (PASA; zum definitiven Nachweis) pathogene Keime von Escherichia coli und von coliformen Keime bestimmbar sind. Die Querstrom-Mikrofiltration dient als schnelle Voranreicherungsmethode. Die Mikroorganismen werden in Suspension gehalten und können unbeschadet auf einer magnetischen Säule selektiert werden. Die immunmagnetische Separation geschieht über superparamagnetische Nanopartikel, an die Antikörper gekoppelt werden. Eingesetzt werden kommerziell erhältliche polyklonale Antikörper, die gegen Escherichia coli bzw. gegen die coliforme Keime Klebsiella sp., Salmonella sp. und Campylobacter sp. gerichtet sind. Eine säulenbasierte immunmagnetische Separation hat einen entscheidenden Vorteil für den quasikontinuierlichen Prozess. Es kann ein Immunoassay im Sandwich- Format durchgeführt werden, bei dem die Markierungs- und Reinigungsschritte auf der Säule geschehen. Das Nachweissystem wird nicht mit der Matrix und dem überschüssigen Reagenz belastet. Als Nachweissystem kommt eine Fließinjektionstechnik in Form des parallelen Immunsensor-Arrays (PASA) zum Einsatz. Die Unterscheidung einzelner pathogener und nichtpathogener Stämme soll über hochspezifische monoklonale Antikörper erfolgen, die im Microarray-Format immobilisiert werden. Die Signale, die eine Kontamination anzeigen, werden durch Chemilumineszenz generiert und über eine CCD-Kamera quantitativ registriert.
Die urbane und peri-urbane Landwirtschaft (UPL) gewinnt insbesondere in den Großstädten Afrikas zunehmend an Bedeutung. Sie stellt Nahrungsmittel und andere Güter für die oft doppelt so rasch wie die Gesamtbevölkerung des Landes wachsende Stadtbevölkerung zur Verfügung. Ein hoher Input von Düngemitteln, Agrarchemikalien, die Verwendung von städtischen Abfällen und Abwasser zur Erzeugung pflanzlicher und tierischer Produkte birgt jedoch standortspezifisch unterschiedliche Risiken der Belastung von Erzeugnissen und Umwelt. Die beantragte Institutspartnerschaft beabsichtigt über eine zielgerichtete Kombination von Ausbildungs- und Forschungskomponenten (Nähr- )Stoffflüsse in der UPL und ihre negativen Nebenwirkungen am Beispiel der sudanesischen Hauptstadt Khartum zu erfassen. Darüber hinaus sollen diese Untersuchungen zur Entwicklung von Vorschlägen zur Steigerung der Ressourceneffizienz und zur Abschätzung der Belastungen von Böden und gärtnerischen Erzeugnissen mit Pestiziden, Schwermetallen und Fäkalkeimen beitragen. Zu diesem Zweck werden in einem ersten Schritt vier repräsentative Betriebe ausgewählt. Im zweiten Schritt werden in den ausgewählten Beispielbetrieben die horizontalen Ein- und Austräge von Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) an der Schnittstelle Boden-Pflanze-Tier im Jahresverlauf erfasst. Zu repräsentativen Zeitpunkten sollen atmosphärische Emissionen (Denitrifikations- und Ammoniakverlust) mit einem mobilen photoakustischen Multigasmonitor ermittelt und sickerungsbedingte Nährstoffverluste (N, P und K) durch den Einbau von Si-Carbid-Saugplatten gemessen werden. Darüber hinaus werden ausgewählte gärtnerische Erzeugnisse auf ihre Belastung mit Pestiziden, Schwermetallen und Fäkalkeimen untersucht.
Weltweit sind Wasserressourcen starken Beeinträchtigungen durch fäkale Verunreinigungen ausgesetzt. So haben im Moment mehr als 1,1 Milliarden Menschen keinen Zugang zu sicherem Trinkwasser. Die Untersuchung der mikrobiologischen Wasserqualität basiert seit über einem Jahrhundert auf der Kultivierung von Fäkalindikatoren. Die zunehmende Notwendigkeit die Herkunft, die Natur und das Ausmaß fäkaler Kontamination genau zu bestimmen führte in den letzten Jahren zur Entwicklung von Methoden der Herkunftsbestimmung (microbial faecal source tracking, MST) mit denen es im Gegensatz zu klassischen Indikatoren möglich ist die Verursacher des Eintrages zu identifizieren. Genetische Marker für den Nachweis verursacherspezifischer Bakterien des Phylums Bacteroidetes gelten momentan in diesem Feld als vielversprechender Ansatz. Die Definition dieser Marker fußt allerdings auf einer unzureichenden Menge an DNA-Sequenzinformation was dazu führt, dass sie oft nicht ausreichend spezifisch für ihre Zielgruppen sind und für viele solche Gruppen (z.B. Vögel) noch gar keine Marker definiert werden konnten. Ziel dieses Projektes ist es die qualitative und quantitative Zusammensetzung der fäkalen, bakteriellen Gemeinschaft von Säugetieren und Vögeln zu bestimmen. Die Auswahl der zu beprobenden Wirtstierarten richtet sich dabei an der Hypothese aus, dass die Coevolution des Wirtes und der intestinalen Gemeinschaft der Haupteinflussfaktor für die Zusammensetzung der Gemeinschaften ist. Demzufolge werden alle in Österreich zugänglichen Ordnungen der Mammalia und Avia in der Untersuchung enthalten sein um einen breiten phylogenetischen Fokus zu wahren. Zusätzlich werden auch weitere potentielle Einflussfaktoren (Ernährung, Lebensraum, Domestizierung) sowie die Bedeutung einzelner Tierarten als Quelle fäkaler Verunreinigung im Rahmen der Probenauswahl Berücksichtigung finden. Nach Extraktion der DNA aus den ca. 200 zu untersuchenden Proben und der PCR-Amplifikation eines Teils des 16S rRNA Gens der Bakteriengemeinschaft werden diese einer Sequenzbestimmung mittels 454 Pyrosequenzierung zugeführt. Die damit gewonnen 4 Millionen partiellen 16S rRNA Gensequenzen aus 200 Gemeinschaften werden in einer Datenbank auf ihre a-Diversität, Phylotypabundanz, -frequenz und reichtum geprüft. Um die Rolle der Coevolution und anderer Faktoren, die zur Ausbildung distinkter fäkaler Gemeinschaften beigetragen haben könnten, zu bestimmen, werden die Sequenzdatensätze einer vergleichenden Analyse der divergenz-basierenden ß-Diversität mittels UniFrac Metrik unterzogen werden. Die erstellte Datenbank und deren Analyse wird die Identifikation von Phylotypen oder ganzer Äste von Phylotypen erlauben die spezifisch für Gruppen von Wirtstieren sind. Weiters ist die Definition von Markern auf verschiedenen Wirts-Spezifitätsniveaus möglich, z.B. allgemeiner Fäkalmarker Mammalia- Artiodactyla Ruminantia Bovidae Bovinae. Auf diese Weise schafft die eingereichte Studie eine solide Basis für die Formulier
Weltweit sind Wasserressourcen starken Beeinträchtigungen durch fäkale Verunreinigungen ausgesetzt. So haben im Moment mehr als 1,1 Milliarden Menschen keinen Zugang zu sicherem Trinkwasser. Die Untersuchung der mikrobiologischen Wasserqualität basiert seit über einem Jahrhundert auf der Kultivierung von Fäkalindikatoren. Die zunehmende Notwendigkeit die Herkunft, die Natur und das Ausmaß fäkaler Kontamination genau zu bestimmen führte in den letzten Jahren zur Entwicklung von Methoden der Herkunftsbestimmung (microbial faecal source tracking, MST) mit denen es im Gegensatz zu klassischen Indikatoren möglich ist die Verursacher des Eintrages zu identifizieren. Genetische Marker für den Nachweis verursacherspezifischer Bakterien des Phylums Bacteroidetes gelten momentan in diesem Feld als vielversprechender Ansatz. Die Definition dieser Marker fußt allerdings auf einer unzureichenden Menge an DNA-Sequenzinformation was dazu führt, dass sie oft nicht ausreichend spezifisch für ihre Zielgruppen sind und für viele solche Gruppen (z.B. Vögel) noch gar keine Marker definiert werden konnten. Ziel dieses Projektes ist es die qualitative und quantitative Zusammensetzung der fäkalen, bakteriellen Gemeinschaft von Säugetieren und Vögeln zu bestimmen. Die Auswahl der zu beprobenden Wirtstierarten richtet sich dabei an der Hypothese aus, dass die Coevolution des Wirtes und der intestinalen Gemeinschaft der Haupteinflussfaktor für die Zusammensetzung der Gemeinschaften ist. Demzufolge werden alle in Österreich zugänglichen Ordnungen der Mammalia und Avia in der Untersuchung enthalten sein um einen breiten phylogenetischen Fokus zu wahren. Zusätzlich werden auch weitere potentielle Einflussfaktoren (Ernährung, Lebensraum, Domestizierung) sowie die Bedeutung einzelner Tierarten als Quelle fäkaler Verunreinigung im Rahmen der Probenauswahl Berücksichtigung finden. Nach Extraktion der DNA aus den ca. 200 zu untersuchenden Proben und der PCR-Amplifikation eines Teils des 16S rRNA Gens der Bakteriengemeinschaft werden diese einer Sequenzbestimmung mittels 454 Pyrosequenzierung zugeführt. Die damit gewonnen 4 Millionen partiellen 16S rRNA Gensequenzen aus 200 Gemeinschaften werden in einer Datenbank auf ihre a-Diversität, Phylotypabundanz, -frequenz und 'reichtum geprüft. Um die Rolle der Coevolution und anderer Faktoren, die zur Ausbildung distinkter fäkaler Gemeinschaften beigetragen haben könnten, zu bestimmen, werden die Sequenzdatensätze einer vergleichenden Analyse der divergenz-basierenden ß-Diversität mittels UniFrac Metrik unterzogen werden. Die erstellte Datenbank und deren Analyse wird die Identifikation von Phylotypen oder ganzer Äste von Phylotypen erlauben die spezifisch für Gruppen von Wirtstieren sind. Weiters ist die Definition von Markern auf verschiedenen Wirts-Spezifitätsniveaus möglich, z.B. allgemeiner Fäkalmarker Mammalia- Artiodactyla Ruminantia Bovidae Bovinae. Auf diese Weise schafft die eingereichte Studie eine solide Basis für die Formulie
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 51 |
| Land | 69 |
| Weitere | 2 |
| Wissenschaft | 29 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 62 |
| Förderprogramm | 50 |
| Text | 3 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 65 |
| Offen | 50 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 112 |
| Englisch | 75 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 1 |
| Bild | 1 |
| Dokument | 1 |
| Keine | 102 |
| Webseite | 13 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 104 |
| Lebewesen und Lebensräume | 115 |
| Luft | 98 |
| Mensch und Umwelt | 115 |
| Wasser | 113 |
| Weitere | 114 |