Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Erftverband durchgeführt. Zunehmende Isolationsraten von multiresistenten Bakterien legen nahe, dass antibiotikaresistente Erreger aus der Umwelt zum Menschen gelangen. Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens HyReKA ist es daher, die Rückkopplungen vom Menschen oder Tier in die Umwelt hinein (Eintragspfade) sowie aus dem Umweltbereich zurück zum Menschen (in Kliniken oder im Kontakt mit Wasser und kontaminierten Lebensmitteln) aufzuzeigen (Microbial Dissemination). Weiterhin soll die Rückverfolgbarkeit von Antibiotika-resistenten Erregern und Resistenzgenen aus Abwässern auf deren Ursprungsorte im Sinne des 'Source Tracking' geprüft werden. 80% aller Antibiotika werden im ambulanten Bereich eingesetzt, trotzdem ist bisher wenig über die Entstehung und Verbreitung von Antibiotikaresistenzen im häuslichen Umfeld bekannt. In einem Teilprojekt verfolgt der Erftverband (in Zusammenarbeit mit dem Institut für Hygiene und Öffentliche Gesundheit des Universitätsklinikums Bonn) daher das Ziel, den Eintrag von Antibiotikarückständen, antibiotikaresistenten Bakterien und Antibiotikaresistenzgenen über die Eintragspfade kommunaler Abwässer und Oberflächengewässer ohne Klinik- oder Industriebeeinflussung zu bestimmen und deren Verbleib im Fließgewässer zu untersuchen. Die hierbei zu berücksichtigenden Einträge stammen aus Einleitungen der Siedlungswasserwirtschaft (Kläranlagen, Mischwasser- und Regenwassereinleitungen) und aus Abflüssen aus dem Landschaftswasserhaushalt. Die Untersuchungen sollen am Beispiel des Einzugsgebietes Swist durchgeführt werden. Als zuständiger Wasserverband baut der Erftverband ein Monitoringsystem in dem kleinen Flusseinzugsgebiet auf, welches eine repräsentative Beprobung der Eintragspfade und des Fließgewässers möglich macht. Aus den gewonnenen Erkenntnissen sollen übertragbare Maßnahmen zur Reduzierung der Belastung des Oberflächengewässers abgeleitet werden und eine Risikobewertung für die Nutzung des Wassers aus dem Fließgewässer aufgestellt werden. Im Fallbeispiel Swist soll die Rolle dieser Eintragspfade bei der Resistenzverbreitung in der aquatischen Umwelt im Vergleich zu anderen Eintragspfaden untersucht werden sowie das hieraus entstehende Gesundheitsrisiko für den Menschen.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Food GmbH Jena Analytik - Consulting durchgeführt. Angestrebte Ziele des Vorhabens sind die Charakterisierung von Oberflächengewässern hinsichtlich der Belastung mit Antibiotika-Rückständen und antibiotikaresistenten Mikroorganismen sowie die Etablierung eines Multiplex Chip-basierten Nachweises für Antibiotikaresistente Gene (ARG) in Mikroorganismen von Oberflächengewässern. Bislang werden die Resistenzen in Gewässern nur punktuell untersucht, das Projekt soll einen systematischen Ansatz verfolgen und die Tools für ein routinemäßiges Monitoring entwickeln. Zur Bestimmung von Veterinär- und Humanantibiotika in Oberflächengewässern ist die Etablierung hinreichend empfindlicher und genauer Untersuchungsverfahren der instrumentellen Analytik (HPLC/MS) notwendig. Des Weiteren werden die Projektpartner bei der Entwicklung eines Multiplex-Chips zum Nachweis von Antibiotikaresistenzgenen unterstützt. Der Schwerpunkt liegt hier bei der Validierung des Chips einschließlich des Vergleichs mit etablierten mikrobiologischen und molekularbiologischen Methoden. Auf dieser Grundlage erfolgt eine systematische Charakterisierung der chemischen, biologischen und ökologischen Qualität der Modellgewässer in Abhängigkeit von Raum und Zeit als Grundlage für die Beschreibung von Herkunft, Verbreitungsmuster und Verbleib von ARG in Oberflächengewässern. So wird ein wesentlicher Beitrag zur Qualitätsüberwachung von Oberflächengewässern geleistet. Die Food GmbH ist an den Arbeitspaketen AP 1, 3 und 5 des Verbundvorhabens beteiligt. AP 1: Charakterisierung der Gewässergüte der Modellstandorte mit Schwerpunkt auf der Lütsche-Talsperre in Abhängigkeit von Ort, Zeit und Ausmaß der Freizeitaktivitäten hinsichtlich Antibiotikabelastung, Belastung mit pathogenen Keimen, mikrobiologischem Status und Verbreitung von Resistenzgenen AP 3: Identifizierung der Ziel-Organismen und Gene AP 5: Validierung des vom IPHT in AP 4 entwickelten Multiplex-Chips im Vergleich zu etablierten Methoden wie qPCR und mikrobiologischen Kulturmethoden.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Untersuchungen zur Evolution von medizinisch bedeutsamen Antibiotikaresistenzen in der Umwelt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Aquantec Gesellschaft für Wasser und Umwelt mbH durchgeführt. Im Water JPI StARE werden u.a. Auswirkungen von Abwasserbehandlungen auf Microbiome und Resistome untersucht. Das beschriebene Vorhaben ist das Teilprojekt 2 im WP 4: Ziel ist die Simulation von Konzentration und Ausbreitung ausgewählter chemischer Inhaltsstoffe und physikalischer Parameter (z.B. O2, Phosphat, pH, BSB, CSB) sowie mikrobiologischer Organismengruppen (antibiotikaresistente Bakterien) von Kläranlagenausläufen im Vorfluter mittels eines hydrodynamischen 1D/2D-Modells. Zur Anwendung kommt das Hydrodynamische Wellenablaufmodell HDWAM, mit dem instationäre 1D/2D-Simulationen für das Hauptbett und für die Vorländer gerechnet werden. Für die spezielle Fragestellung erfolgen entsprechende Programmanpassungen für das HDWAM, mit denen Änderungen der Partikel- bzw. Parameterkonzentration für definierte Ausgabepunkte entlang des Modellgewässers simuliert werden können. Weiter können instationäre Simulationsläufe für verschiedene Abflusssituationen wie Hochwasser definierter Jährlichkeiten, Hochwasser infolge Starkregen sowie Mittel- und Niedrigwasserzustände erfolgen. Die Simulationsergebnisse sollen, soweit möglich, anhand von chemisch/physikalischen Proben entlang der Simulationsstrecke sowie von entsprechenden Proben zur Bakterienkonzentration im Fließgewässer verifiziert werden.