Wiederverwendung von Abwasser (AW) in landwirtschaftlicher Bewässerung ist eine effiziente Möglichkeit, Wasser zu sparen und die Nahrungsmittelproduktion für eine wachsende Bevölkerung unter den Bedingungen des Klimawandels zu steigern. Infrastrukturinvestitionen führen in vielen Ländern zu einer Verlagerung von Bewässerung mit unbehandeltem AW hin zu behandeltem AW. SP 5 wird dazu beitragen, die Hypothesen zu prüfen, dass i) die Umweltkonzentrationen von Schadstoffen, die aus dem Boden freigesetzt und von Pflanzen aufgenommen werden, hoch genug sind, um Antibiotikaresistenzen zu selektieren und horizontalen Gentransfer (HGT) in Böden und Pflanzen auszulösen, und ii) der Bodentyp die Freisetzung von Schadstoffen und die damit verbundene Selektion von Antibiotikaresistenzen moduliert. Die Wirkung der Zugabe von behandeltem oder unbehandeltem AW zu Leptosolen, Phäozemen und Vertisolen, die seit >80 Jahren mit unbehandeltem AW bewässert werden, auf Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft und Häufigkeit von Antibiotikaresistenzgenen (ARG) sowie mobilen genetischen Elementen (MGE), die mit gramnegativen Bakterien (GNB) assoziiert sind, wird in einem gemeinsamen Inkubations- und Batch-Experiment in Gesamt-DNA getestet. HGT-Raten zwischen GNB werden für eine Teilmenge von Bodenproben bestimmt. Isolierte Enterobakterien (SP 6) werden auf das Vorhandensein übertragbarer Plasmide gescreent. Die Mobilisierung von ARG zu IncP-1-Plasmiden aufgrund der Selektion durch Antibiotika und Desinfektionsmittel, die dem AW zugesetzt und aus Boden freigesetzt werden, wird in einem Satellitenexperiment getestet. Dabei wird das Bodenbakterium Acinetobacter baylyi BD413, das IncP-1-Plasmide ohne ARG trägt, auf die unterschiedlich behandelten Böden aufgebracht, nach 28 Tagen isoliert und die Plasmide auf erworbene ARG gescreent. Die Relevanz der Pflanzen für Selektion und Ausbreitung von ARG und Transfer in die Nahrungskette wird im gemeinsamen Bodensäulexperiment mit monolithischen, "ungestörten", mit Koriander (Coriandrum sativum) bepflanzten Bodensäulen untersucht. SP 5 wird die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft in Phyllosphäre und Wurzeln/Rhizosphäre, die relative Häufigkeit von ARG und MGE von GNB und die HGT-Raten zwischen GNB bewerten. SP 5 bringt gleiches Fachwissen und gleiche Techniken in das gemeinsame Feldexperiment mit Koriander bepflanztem Phäozem-Boden ein, um kontrollierte Labor- und Gewächshausversuche mit realen Bedingungen zu verbinden, insbesondere im Hinblick auf Auswirkungen von Bewässerungswasserqualität auf Phyllosphärenbakterien, die unter Gewächshausbedingungen schwer zu untersuchen sind. Durch Verknüpfung der Ergebnisse und Fachkenntnisse mit Daten und Kenntnissen der anderen SP, ebenfalls mit Hilfe des integrierten mathematischen Modells (SP 7), trägt SP 5 zu einem mechanistischen Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Schadstoffen, Antibiotikaresistenzen und Pathogenen in sich verändernden AW-Bewässerungssystemen bei.
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>Mit pflanzlichen Milchalternativen, Bio-Qualität und Weidehaltung den Milchkonsum umweltfreundlicher machen</p><p>So wird der Milchverzehr umweltfreundlicher</p><p><ul><li>Bevorzugen Sie pflanzliche Milchalternativen gegenüber Kuhmilch.</li><li>Kaufen Sie pflanzliche oder tierische Milchprodukte möglichst in Bio-Qualität.</li><li>Bevorzugen Sie Weidemilch beim Kauf von Kuhmilch.</li><li>Nutzen Sie auch die pflanzlichen Alternativen zu anderen Milchprodukten wie Käse oder Sahne.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Die Haltung von Rindern benötigt viel Agrarfläche für Futterpflanzen und ist – nicht zuletzt durch das bei Wiederkäuern entstehende Methan – mit hohen Treibhausgasemissionen verbunden. Die anfallende Gülle trägt zur Nitratbelastung des Grundwassers bei und der Einsatz von Antibiotika zur Entstehung multiresistenter Bakterien. Rinder spielen allerdings eine wichtige Rolle beim Erhalt von Grünland, das mehr Kohlenstoff im Boden speichert als Ackerland. Auch zum Erhalt der Artenvielfalt können Rinder im Grünland beitragen, wenn es extensiv und standortangepasst bewirtschaftet wird.</p><p><strong>Pflanzliche Milchalternativen bevorzugen: </strong>Pflanzendrinks sind in Sachen Umwelt- und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a> klar im Vorteil. Kuhmilch verursacht bis zu viermal so viele Treibhausgase und benötigt bis zu zweieinhalbmal so viel Fläche (abhängig vom gewählten Pflanzendrink). Heimische Varianten wie Hafermilch stehen auch in puncto Wasserverbrauch sehr gut da.</p><p>Pflanzliche Milchalternativen werden aus unterschiedlichen Ausgangsstoffen hergestellt. Die bekanntesten und ökologisch vorteilhaftesten sind Hafer und Soja. Die unterschiedlichen Ausgangsstoffe führen nicht nur zu einem vielfältigen Angebot an Pflanzendrinks, sondern auch zu einer großen geschmacklichen Vielfalt. Teilweise unterscheiden sich Pflanzendrinks geschmacklich selbst dann spürbar, wenn sie auf den gleichen Rohstoffen basieren. Daher lohnt es sich verschiedene auszuprobieren, wenn die ersten Testkäufe nicht schmecken. Damit der Milchschaum auch bei Pflanzendrinks gut gelingt, gibt es spezielle Barista-Varianten.</p><p><strong>Möglichst in Bio-Qualität: </strong>Mit dem Kauf von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/essen-trinken/biolebensmittel">Biolebensmitteln</a> fördern Sie den ökologischen Landbau und damit insbesondere den Natur- und Bodenschutz. Dies gilt sowohl für den Kauf von Kuhmilch als auch für den Kauf von Milchalternativen. "Bio" ist in beiden Fällen im Lebensmitteleinzelhandel fast überall erhältlich. Achten Sie auf das Bio-Siegel (siehe Grafikbox).</p><p><strong>Mit Weidemilch Natur- und Tierschutz fördern: </strong>Wenn Kühe an mindestens 120 Tagen im Jahr für jeweils sechs Stunden auf der Weide waren, kann ihre Milch als Weidemilch verkauft werden – so sagt es die Rechtsprechung. Darüber hinaus ist der Begriff aber nicht näher definiert oder geschützt. Das <a href="https://proweideland.eu/">Siegel Pro Weideland</a> legt darüber hinaus weitere Kriterien fest (z. B. mindestens 1.000 m2 Weidefläche pro Milchkuh). Extensive Beweidung ist eine wichtige Maßnahme zum Erhalt von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biodiversitt#alphabar">Biodiversität</a>.</p><p><strong>Alternativen zu Käse, Butter oder Sahne nutzen: </strong>Für Produkte wie Käse, Butter oder Sahne werden zur Herstellung größere Mengen an Milch benötigt. Dementsprechend sind sie besonders klimabelastend. Käse verursacht z. B. vergleichbare Treibhausgasemissionen wie Geflügel- und Schweinefleisch. Neben Pflanzendrinks gibt es – neben der schon lange etablierten Margarine – inzwischen auch viele pflanzliche Alternativprodukte, die ähnlich wie Käse, Sahne oder Joghurt schmecken und diese ersetzen können. Ein Aus- und Durchprobieren lohnt sich auch hier. Aus Umweltperspektive ist es grundsätzlich sinnvoll, die pflanzlichen Alternativen den tierischen "Originalen" vorzuziehen.</p><p><strong>Wichtige Nährstoffe im Blick haben: </strong>Milch(-produkte) liefern in Deutschland einen wesentlichen Beitrag zur Versorgung mit wichtigen Nährstoffen wie Calcium, Jod, Vitamin B12 und Riboflavin. Wenn Sie keine oder nur sehr wenige Milchprodukte verzehren, sollten Sie darauf achten, dass Sie pflanzliche Alternativen konsumieren, die mit diesen Nährstoffen angereichert sind, oder, dass Sie diese Nährstoffe in ausreichender Menge aus anderen Quellen zu sich nehmen. Pflanzendrinks aus konventioneller Landwirtschaft werden häufig bereits mit Nährstoffen angereichert angeboten, Bio-Pflanzendrinks hingegen nicht. Dies liegt daran, dass die Anreicherung mit Vitaminen oder Mineralstoffen in Bioprodukten grundsätzlich gemäß Bio-Verordnung nicht erlaubt ist.</p><p><strong>Was Sie sonst noch tun können:</strong></p><p>Hintergrund</p><p><strong>Umweltsituation: </strong>Die Landwirtschaft ist unsere größte Flächennutzerin. Mit ihr und damit auch mit unserer Ernährung sind vielfältige <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/landwirtschaft/umweltbelastungen-der-landwirtschaft">Umweltbelastungen</a> wie Treibhausgasemissionen, Artenschwund, Bodenerosion oder Grundwasserbelastungen verbunden. Dabei belastet die Produktion tierischer Lebensmittel die Umwelt wesentlich stärker als die Produktion von pflanzlichen Lebensmitteln. So lassen sich 66 % der ernährungsbedingten Treibhausgasemissionen und 61 % der Flächeninanspruchnahme auf tierische Lebensmittel zurückführen – größtenteils zum Zwecke des Futtermittelanbaus.</p><p>Die Lebensmittelgruppe "Milch und Milchprodukte" hat nach der Kategorie "Fleisch und Wurst" den zweitgrößten Anteil an den ernährungsbedingten Treibhausgasemissionen in Deutschland. Innerhalb der Milchprodukte trägt Käse die größte Umweltlast, da er sowohl einen hohen Klimafußabdruck hat als auch in relativ großer Menge verzehrt wird.</p><p>Die Ökobilanzen von pflanzlichen Lebensmitteln sind fast immer deutlich besser als die von tierischen Lebensmitteln. Dies gilt auch beim Vergleich von Milchprodukten mit pflanzlichen Alternativen. Während bei der Herstellung von Kuhmilch etwa 1,4 kg CO2-Äquivalente pro kg Milch anfallen, sind es bei Hafer- und Sojamilch 0,3-0,4 kg CO2e. Für ein Kilogramm Käse aus Kuhmilch werden rund 5,7 kg CO2-Äquivalente emittiert, bei Käsealternativen auf Basis von Kokosfett sind es ca. 2,0 kg CO2-Äquivalente. Ein weiterer wichtiger Umweltfaktor ist die benötigte Fläche, die bei Pflanzendrinks in etwa halb so groß ist wie bei Milch.</p><p><strong>Gesetzeslage: </strong>Pflanzliche Milchalternativen haben mit zwei gesetzlich verankerten Marktbarrieren zu kämpfen: Zum einen dürfen sie mit Ausnahme von Kokosmilch im Markt bzw. von Herstellern nicht als Milch verkauft werden. Sie werden deshalb meistens auf der Verpackung als "Drinks" bezeichnet. Zudem gilt für Pflanzendrinks ein Mehrwertsteuersatz von 19 %, während er für Milch nur 7 % beträgt.</p><p><strong>Marktbeobachtung: </strong>Nach Daten des Good Food Institute Europe haben pflanzliche Milchalternativen nach Jahren des kontinuierlichen Wachstums in Deutschland einen Marktanteil von knapp 10% des Milchmarktes erreicht (2023). Hafermilch ist die mit Abstand beliebteste pflanzliche Milchalternative. Ihr Marktanteil in Deutschland betrug 2023 bei Markenprodukten (ohne Eigenmarken) rund 69 %.</p><p><strong>Quellen:</strong></p>
Pruefung von Chemo-Therapeutika, die in der Gefluegelhaltung vornehmlich ueber das Trinkwasser oder Futter zur Bekaempfung von Kokzidiosen bzw. bakteriell bedingten Erkrankungen eingesetzt werden. Nach therapeutischem Einsatz sind Rueckstaende im Fleisch, Fett, den Parachymen und Eiern zu erwarten. Da nur von einigen in der Gefluegelpraxis verwendeten Arzneimitteln unsere Kenntnisse ueber Rueckstandsmengen und Verweildauer bekannt sind, sind weitere Untersuchungen notwendig. Hierbei ist der Einfluss des Alters der Tiere und des Lichtprogrammes sowie die Beeinflussung der Futter- und Trinkwasseraufnahme besonders zu beruecksichtigen. Bei der heute ueblichen Herdentierhaltung des Gefluegels kann aus medizinischer Sicht nicht grundsaetzlich auf die Anwendung von Therapeutika verzichtet werden.
Zielsetzung: Die Verwendung von chemischen antimikrobiellen Stoffen wie Antibiotika, Pestiziden und Kupfer in der Landwirtschaft führt zu erheblichen Umwelt- und Gesundheitsproblemen. Die Rückstände dieser Stoffe verbleiben im Boden und im Wasser und beeinträchtigen die Lebensfähigkeit von Mikroorganismen. Sie stören das natürliche mikrobielle Gleichgewicht in der Umwelt, verringern die biologische Vielfalt und ökologische Funktion, schädigen nützliche Organismen, verunreinigen Trinkwasservorräte und führen zu Bodendegradation und Nährstoffverarmung. Besonders besorgniserregend ist jedoch, dass der nicht-zielgerichtete Einsatz von chemischen antibakteriellen Stoffen zur Resistenzentwicklung von Bakterien und deren Ausbreitung geführt hat. Tatsächlich haben sich die Antibiotikaresistenzen laut WHO zu einer der größten Bedrohung für die öffentliche Gesundheit entwickelt. Resistente Bakterien fordern pro Jahr ca. 1,4 Mio. Opfer (10 Mio. Menschen p.a. im 2050). Besonders der großflächige, ungezielte Einsatz von Antibiotika und Pestiziden in der Landwirtschaft, wird für die Entstehung solcher Resistenzen bei Bakterien verantwortlich gemacht. Medea Biopharma GmbH ist ein Biotechnologieunternehmen, das eine neue Generation nachhaltiger und umweltfreundlicher antibakterieller Lösungen auf Basis von Bakteriophagen (kurz: Phagen) entwickelt, um die globale Krise der antimikrobiellen Resistenz zu bekämpfen. Phagen sind sichere, hochspezifische und natürliche Mikroorganismen, die gezielt Bakterien abtöten. Sie sind biologisch abbaubar, umweltfreundlich, hinterlassen keine schädlichen Rückstände und können sich an bakterielle Resistenzen anpassen. Das Ziel des Unternehmens ist es, eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen chemischen antibakteriellen Mitteln anzubieten. Fazit: MEDEA hat im vergangenen Jahr zentrale Meilensteine beim Aufbau des Labors, der Forschung & Entwicklung erreicht. Gleichzeitig wurde eine klare strategische Positionierung im Veterinärbereich vorgenommen. Daraus resultierte die Auswahl zweier priorisierter Arzneimittelprojekte für Haustiere. Die Entwicklung erster Produktkandidaten wurde gestartet, Regulatorische Analysen und Planungen durchgeführt, erste Fördermittel gesichert und strategische Partnerschaften vorbereitet. Auch auf unternehmerischer Ebene konnte MEDEA internationale Sichtbarkeit erlangen - durch Auszeichnungen bei renommierten Start-up- und Branchenwettbewerben, Teilnahme an internationalen Förderprogrammen. In den kommenden Monaten liegt der Fokus auf den regulatorischen Angelegenheiten, auf dem Aufbau eigener Produktionskapazitäten sowie auf der Weiterentwicklung anvisierter Produkte.
Zielsetzung: Bei der Furunkulose handelt es sich um eine weltweit vorkommende und in Deutschland zunehmende Relevanz bekommende Infektionskrankheit zahlreicher Fischarten, verursacht durch das Bakterium Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida. Eine Infektion kann zu hohen Verlusten in Teichwirtschaften und ökologischen sowie kommerziellen Fischhaltungen führen. Unbehandelt führt die akute Erkrankungsform häufig zum Tod der Fische, aber auch die chronische Form schließt eine weitere Nutzung der Tiere als Lebensmittel bedingt durch krankheitsverursachte Veränderungen in der Haut und Muskulatur in der Regel aus. Zur Therapie der Erkrankung werden Antibiotika eingesetzt, deren Einsatz aber vor dem Hintergrund einer Resistenzselektion, des Umweltaustrags aus Teichwirtschaften sowie einer beschriebenen Multiresistenz des Erregers kritisch bewertet werden muss. Um dieses Problem zu lösen, soll im vorliegenden Projekt die Applikation von natürlich in der Umwelt vorkommenden Bakteriophagen zur Bekämpfung des Erregers der Furunkulose angewendet werden. Dazu werden Phagen isoliert und aufkonzentriert, ihre Effektivität gegen den Erreger unter unterschiedlichen Bedingungen getestet, sowie eine Sicherheitsbewertung durchgeführt. Durch eine Überprüfung von Kombinationen werden synergistische Effekte der Phagen ermittelt. Die Applikation findet anschließend sowohl bei erkrankten Fischen, die aus Teichwirtschaften zur Verfügung gestellt werden, sowie an Fischen in Haltungen mit bakterienversetztem Wasser statt, um das therapeutische und prophylaktische Potential zu ermitteln. Auch Praxistest in Teichwirtschaften sollen nach erfolgreicher Erprobung erfolgen. Für das Projekt haben sich Vertreter/innen aus den Bereichen Lebensmittel, Fischkrankheiten, Fischbestandsbetreuung und -diagnostik sowie von Teichwirtschaften zusammengeschlossen, um diese alternative Maßnahme zur Antibiotikaanwendung zu erproben, um einem Verwurf von Fischen aus der Lebensmittelnutzung vorzubeugen und den Antibiotikaeinsatz zu reduzieren. Fazit: Insgesamt konnten in der Projektphase erste vielversprechende Phagen isoliert und charakterisiert werden, die zur Lyse von A. salmonicida, dem Erreger der Furunkulose und weiterer Aeromonas spp. geeignet erscheinen. Somit hat die Entwicklung der Alternativmaßnahme einen der Projektphase entsprechenden Fortschritt im Berichtszeitraum erzielen können.
Seit kurzem werden ökologisch wirksame Konzentrationen von antibakteriellen Tierarzneimitteln auch im Boden nachgewiesen. Für eine umfassende Analyse des Risikos fehlen jedoch grundlegende Modellvorstellungen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Tierarzneimittel i.d.R. mit Wirtschaftsdüngern auf die Böden gelangen. Zwar gibt es Modellvorstellungen zum Umweltverhalten hydrophober Schadstoffe und zur Wirkung von Wirtschaftsdüngern auf die Bodenlebewelt, doch sind diese nur bedingt übertragbar auf die Dynamik der teilweise polaren Tierarzneimittel im Boden und ihre spezifischen Effekte auf Bodenorganismen. Auch die in der Literatur beschriebenen Effekte von zusätzlichen C-Quellen und Co-Solventien auf Bindung, Abbau und Transport sind aufgrund der komplexen Zusammensetzung von Wirtschaftsdüngern nicht direkt auf Tierarzneimittel übertragbar. Effekte der komplexen Wechselwirkungen von Wirtschaftsdüngern auf die Wirkung der Stoffe im Boden sind unseres Wissens überhaupt nicht untersucht. Übergeordnetes Ziel dieser Forschergruppe ist es daher, anhand mindestens zweier unterschiedlicher Zielstoffe (Sulfadiazin und Difloxacin) erstmals aufzuklären, wie unter dem Einfluss von Wirtschaftsdüngern die Wirkung dieser Stoffe im Boden an ihre Dynamik gekoppelt ist. Wir sehen hierbei mehrere offene Fragen in den Bereichen Dynamik (z.B. Abbau und Metabolisierung, Sequestration sowie skalenabhängige Umverteilung), Wirkung (z.B. auf Struktur und Funktion der Mikroorganismen sowie auf Resistenzbildung) und v.a. bezüglich der Mechanismen der raum-zeitlichen Kopplung von Dynamik und Wirkung der Problemstoffe im Boden (von ms bis Jahren und von der Mineraloberfläche bis zum Bodenprofil). Zur Beantwortung dieser Fragen erscheint es uns in der 1. Projektphase notwendig, vorwiegend anhand von Laborversuchen die relevanten Skalen und Prozesse zu identifizieren sowie die Raten zu quantifizieren, welche die Dynamik und Wirkung der Stoffe im Boden allein und unter dem Einfluss tierischer Exkremente steuern. In einer 2. Phase werden die Prozesse gekoppelt und ihre Relevanz in einem gemeinsamen Freilandversuch überprüft. Damit können wir die für das Umweltverhalten der Zielstoffe wesentlichen Steuergrößen und -mechanismen erstmals aufdecken und quantifizieren. Ziel des TP in Bonn ist die Aufklärung der Bindungsstärke und Verfügbarkeit von Tierarzneimitteln in zwei Referenzböden. Um die 'chemische Verfügbarkeit der Substanzen im Boden zu erfassen, wird eine sequentielle Extraktionsmethode für die Analyten entwickelt und auf eine Alterungszeitreihe der Tierantibiotika im Boden angewandt. Die Bindung der Stoffe an Bodenbestandteile (Mineralphasen, org. Substanz, Gülle-DOC) wird mittels batch-Sorptionsversuchen untersucht; dies wird wiederum an frisch kontaminierten und gealterten Proben durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit den anderen Projekten der Forschergruppe vernetzt, um auf die 'Bioverfügbarkeit von sorbierten Fraktionen der Tierarzneimittel rückzuschließen.
The proposed project is a research cooperation between the TU Dresden’s chair of Urban Water Management and the chair of Hydrobiology. The project aims to detect and quantify the contribution of a city’s sewer system on the spread, dynamics and seasonality of antibiotics and antibiotic resistance genes within an urbanized water body. Antibiotic resistance represents a high risk to human health as well as the public health system, due to their presence in, or acquisition by, pathogenic and/or opportunistic bacteria occurring in the environment. One among other emission sources of resistant strains into the environment is the sewer network, which should be exemplary investigated at our study site, the Lockwitzbach catchment within the city of Dresden. Six monitoring stations are already in operation there, equipped with online sensors for water quantity. Four out of six are recording water quality, including auto samplers. Two of the stations are dedicated to river monitoring, four further stations were mounted within the sewer system at rain water outlets and at a combined sewer overflow (CSO) structures, draining into Lockwitzbach. This monitoring network will be used and enhanced for the detection and sampling of specific contributions from the urban drainage network on the presence and dispersion of antibiotic resistances. Event-based and seasonal sampling campaigns coupled with analysis on chemical and microbiological parameters should be performed on water and biofilm samples to detect contribution patterns from the sewer outlets together with seasonal trends in composition and presence of antibiotic resistance in the bacterial community. Furthermore, emission pathways and the remaining of heavy metals from the sewer network, that also select for antibiotic co-resistancence, will be under examination. A particle transport model for the sewer catchment will be coupled with a hydraulic model for stream and sewer network and calibrated to predict gained water quality parameters as well as antibiotic resistant gene discharge patterns. Different treatment methods will be implemented in the model and evaluated. These results will yield valuable information on possible emission scenarios and pathways, as well as their importance on the spread of antibiotic resistance in the aquatic environment.
A. Einleitende Problemstellung, B. Mikroorganismen und deren Stoffwechselproduke, C. Stoffe zum vorbeugenden Gesundheitsschutz und zur Leistungsfoerderung, 1. Mittel zur Bekaempfung von Vorratsschaedlingen, 2. Konservierungsmittel, 3. Arzneimittel, 4. Reinigungsmittel, 5. Desinfektionsmittel, 6. Stoffe, die die Futterverwertung verbessern, D. Weitere anorganische und organische Stoffe, E. Schlussbetrachtung und Ausblick.
Der Energiehaushalt von Bachoberläufen in bewaldeten Einzugsgebieten hängt stark vom Eintrag allochthonen organischen Materials (bspw. Laubstreu) ab. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, zu verstehen, wie die in diesem Material gebundene Energie für das Nahrungsnetz verfügbar gemacht werden. Dies istbesonders vor dem Hintergrund des stetig zunehmenden Drucks durch Schadstoffe von Signifikanz. Obwohl sich ca. 90 % dieses organischen Materials im Hyporheal akkumulieren, wurden die Auswirkungen von chemischem Stress auf dessen Abbau fast ausschließlich in der benthischen Zone untersucht. Die Bedeutung dieser Wissenslücke wird durch die fehlende Übertragbarkeit der beobachteten Auswirkungen von Schadstoffen auf diesen ökosystemaren Prozess zwischen benthischen auf hyporheische Habitat unterstrichen. Darüber hinaus unterscheiden sich innerhalb des hyporheische Habitats die Umweltbedingungen zwischen Zonenmit ab- bzw. aufsteigendes Oberflächen- bzw. Grundwasser deutlich, was eine Verallgemeinerung der Beobachtungen zusätzlich erschwert. INFUSED tritt an unser Verständnis über die Auswirkungen von Schadstoffen auf den Abbau organischen Materials besser zu verstehen, indem das Projekt über benthische Systeme hinaus geht. INFUSED wird die Auswirkungen von Fungiziden und Antibiotika auf die Zersetzung organischer Stoffe in den auf- und absteigenden Zonen des Hyporheal experimentell untersuchen und diese Beobachtungen den Auswirkungen in der benthischen Zone gegenüberstellen; letztere dient als Referenzpunkt. Die indirekten Auswirkungen dieser antimikrobiellen Schadstoffe auf Detritivorenwerden durch Nahrungswahlversuche und anschließende Langzeit-Fütterungstests adressiert. Ein Folgeexperiment wird sich auf Insektizide konzentrieren, die sich direkt auf die Aktivität von Detritivoren auswirken können. Diese Studie testet die Hypothese, dass die Aktivität der Detritivoren sich ins Sediment einzugraben negativ beeinflusst wird, was sich auf ihre Fähigkeit auswirkt, vergrabenes organisches Material zu erreichen und folglich zu konsumieren. Durch die Kombination beider Ansätze werden direkte und indirekte Effekte in einem naturnahen Nahrungsnetz untersucht. Durch die Nutzung von organischem Material, markiert durch stabile Isotopen, kann INFUSED die relative Bedeutung dieser Nahrungsquelle für komplexe Nahrungsnetze quantifizieren. INFUSED basiert somit auf der Hypothese, dass Fungizide und Antibiotika sowohl den Abbau organischen Material als auch dessen Qualität als Nahrung für Detritivore (in)direkt beeinträchtigt. Im Gegensatz dazu wirken sich Schadstoffe welche Detritivoren beeinflussen (z. B. Insektizide) top down auf den Abbau organischen Materials aus. Folglich wird INFUSED unser Verständnis der möglichen Auswirkungen von Schadstoffen auf den Abbau organischen Materials im Hyporheal deutlich erweitern.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 526 |
| Kommune | 2 |
| Land | 598 |
| Wissenschaft | 4 |
| Zivilgesellschaft | 9 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 29 |
| Daten und Messstellen | 556 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 418 |
| Gesetzestext | 3 |
| Taxon | 1 |
| Text | 88 |
| unbekannt | 37 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 150 |
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| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1070 |
| Englisch | 120 |
| Resource type | Count |
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|---|---|
| Boden | 924 |
| Lebewesen und Lebensräume | 1079 |
| Luft | 887 |
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