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Aufbau einer Stoffdatenbank zur Integration in ein Geographisches Informationssystem (GIS) zum Grundwassermonitoring der Stadt Plauen

Im Rahmen des Projektes 'Erarbeitung eines Grundwassermonitoringsystems unter Anwendung eines modernen GIS fuer den Festgesteinsbereich der Stadt Plauen und des Landkreises Plauen', sollte eine Stoffdatenbank eingerichtet werden, die den technischen Vorgaben durch das Saechsische Umweltinformationssystem entspricht und eine benutzerfreundliche Bewertung von Grundwasserkontaminationen ermoeglicht. Dazu sollte neben der Auflistung von in Sachsen und anderen Bundeslaendern angewendeten Pruef- und Massnahmenwerten fuer Stoffkontaminationen auch die Moeglichkeit geschaffen werden, Stoffe, die nicht in Listen genannt sind, bezueglich ihres Toxizitaets- und Mobilitaetspotentials zu beurteilen. Beim Aufbau des GIS waren folgende Grundvoraussetzungen zu beachten: 1) Anwendung von D-Base und MS-Access als Datenbanksysteme. 2) Anwendung von MS-Access fuer die Nutzeroeberflaeche. 3) Einsatz von ArcView als Geographisches Informationssystem. 4) Wahrung der Uebereinstimmung der Datenfelddefinitionen mit dem UIS Sachsen. 5) Einbeziehung von bestehenden Programmsystemen, die vom Saechsischen Umweltamt genutzt werden.

Reduzierung von CKW-Spuren im Trinkwasser durch Zubereitungstechniken im Haushalt

Bei Wasserfoerderung aus Gebieten, die auch industriell und gewerblich genutzt werden, kommt es vor, dass das vom Wasserwerk abgegebene Trinkwasser zwar der Trinkwasservordnung genuegt, aber doch CKW-Konzentrationen im Bereich einiger Mikrogramm/Liter aufweist. In der vorliegenden Untersuchung wird die Reduzierung der Rest-CKW-Konzentrationen von Trinkwasser durch Zubereitungstechniken im Haushalt sowohl systematisch als auch exemplarisch untersucht. Es zeigt sich, dass Erwaermen ohne Sieden zwar bereits eine Verringerung des CKW-Gehaltes ergibt; der durchgreifende Austrieb der CKW erfolgt jedoch erst durch die Blasenbildung beim Siedevorgang. Dabei wird der Rest-CKW-Gehalt eines Trinkwassers, das der Trinkwasserverordnung mit seinem Grenzwert 25 Mikrogramm/l genuegt, weitgehend eliminiert und unter den Richtwert der EG-Richtlinie (1 Mikrogramm/l) gedrueckt.

Bewertung von Wasserinhaltsstoffen

Ueber den Gehalt an Schadstoffen im Wasser, insbesondere den nach der Trinkwasser-Verordnung auf maximal zulaessige Grenzwerte limitierten Substanzen und ihre Auswirkung auf den menschlichen Organismus soll eine beschreibende Literaturzusammenstellung erstellt werden. Dabei steht die gesundheitliche Bewertung der Schadstoffe im Vordergrund des Interesses, um fuer die Festsetzung von Grenzwerten Beruecksichtigung zu finden.

Versuche zur gaschromatographischen Bestimmung von Selen in Brauchwasser

Die Trinkwasserverordnung vom 31.1.1975 limitiert den Selengehalt im Brauchwasser von Lebensmittelbetrieben. Die in der Verordnung vorgeschriebene photometrische Bestimmung ist aufwendig und wenig empfindlich. Gestuetzt auf neue Literaturangaben soll deshalb versucht werden, Selenspuren im Brauchwasser nach Ueberfuehrung in ECD-aktive Piazselenole gaschromatographisch zu bestimmen.

Novellierung Trinkwasserverordnung

Die neue Trinkwasserverordnung setzt die novellierte EG-Trinkwasserrichtlinie (98/83/EG) vom 03.11.1998 in nationales Recht um. Sie basiert im Wesentlichen auf den Bestimmungen des neuen Infektionsschutzgesetzes (IfSG). Außerdem enthält sie Pflichten der Wasserversorgungsunternehmen, die schon nach der alten TrinkWV bestanden und formuliert einige neu. Die Aufgaben von Gesundheitsämtern und Hauseigentümern werden ausgeweitet bzw. präziser formuliert.

Dezentrale Nutzung thermischer Energie aus dem Trinkwasserversorgungsnetz (EnTri), Teilprojekt: Grundlagen Trinkwassernetze und Verbraucherschnittstellen

Verbundverfahren zur Detektion von Mikroorganismen im Trinkwasser

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.

Entwicklung einer Datenbank fuer Grenz- und Richtwerte

Um gemessene Umweltdaten bearbeiten, bewerten und interpretieren zu koennen, werden in zahlreichen Komponenten des Umweltinformationssystems Baden-Wuerttemberg (UIS) Grenzwerte aus verschiedenen Quellen, zB Rechtsvorschriften oder technische Standards, verwendet. Es ist erforderlich, bei der Darstellung von Messwerten kontextabhaengig auf Grenzwerte zuzugreifen, zB abhaengig vom Umweltthemenbereich, dem gemessenen Parameter, dem Messzeitraum usw. Deshalb wurde eine zentrale, systemuebergreifende Grenzwerte-Datenbank des UIS Baden-Wuerttemberg vom Forschungszentrum Informatik an der Universitaet Karlsruhe entwickelt. Sie ermoeglicht eine konsistente Sicht auf Grenzwerte sowie deren einheitliche Verwendung in den IuK-Verfahren der Umweltverwaltung. Die Grenzwerte-Datenbank zeichnet sich durch zwei wesentliche Charakteristika aus: 1) Es wird eine Vielzahl von Werten aus diversen Gesetzen, Richtlinien und weiteren Umweltstandards beruecksichtigt. Trotz der Schwierigkeiten aufgrund der stark unterschiedlichen Terminologie und der zT inkonsistenten Semantik gelang es, Grenzwerte einheitlich zu modellieren. Dies eroeffnet eine umfassende Nutzung der Daten. 2) Das realisierte System unterstuetzt die Suche nach Grenzwerten ueber semantisch unscharfe Anfragen. So koennte zB die Suche nach einem Grenzwert fuer Nitrat im Grundwasser den zur Beantwortung 'aehnlichsten' Wert, in diesem Fall den aus Trinkwasserverordnung, anzeigen. Eine normale Datenbank wuerde hier nichts finden. Das System ist implementiert und wird zZ im Informationstechnischen Zentrum (ITZ) der Landesanstalt fuer Umweltschutz (LfU) fuer den Produnktionsbetrieb vorbereitet. Als erste Zielanwendung ist die Integration in das Technosphaere- und Luft-Informationssystem (TULIS) vorgesehen. Durch die Verwendung von Oracle Forms fuer die interaktiven Schnittstellen ist ein verteilter Zugriff ueber das lokale Netz der LfU von unterschiedlichsten Rechnern, ua Vax/VMS, UNIX, Macintosh und IBM-PC, aus moeglich. Die relevanten Werte aus dem von der LfU zusammengestellten Nachschlagewerk zu Grenzwerten ('Grenzwerte - Kennzahlen zur Umweltbelastung in Deutschland und in der EG', Ecomed Fachverlag, Landsberg 1992) werden in die Datenbank uebernommen.

Entwicklung von Analysemethoden zur schnellen und mobilen Überwachung der mikrobiologischen Trinkwasserqualität

Im Rahmen von AquaMicro ist vorgesehen, ein Verfahren zur mikrobiologischen Beurteilung von Trinkwasser in weniger als 12 Stunden zu entwickeln und somit eine drastische Reduktion der der bisher üblichen Analysenzeit zu erreichen. Die Anforderungen und Parameter der Österreichischen Trinkwasserverordnung werden dabei erfüllt. Dieses Ziel soll durch die Kombination innovativer Kultivierungs- und molekularbiologischer Methoden erreicht werden. Durch eingehende Validierung der einzelnen Verfahren selbst und zwischen den verschiedenen Verfahren soll die zuverlässige Detektion bestimmter unerwünschter oder Indikatorkeime mit der quantitativen Aussage zur Gesamtverkeimung verbunden werden.

Teilvorhaben: Assay - Charakterisierung und Evaluierung, Teilvorhaben: Realisierung eines fluoreszenz-basierten Schnelltestsystems

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