Wasserbürtige Krankheitserreger können über den Wasserpfad Erkrankungen beim Menschen verursachen. Dies geschieht zum Beispiel durch orale Aufnahme von oder direkten Kontakt mit erregerhaltigem Wasser oder durch Inhalation erregerhaltiger Aerosole. Die meisten wasserassoziierten Infektionskrankheiten werden durch Bakterien oder Viren fäkalen Ursprungs hervorgerufen. Es kann aber auch durch Mikroorganismen, die natürlich in der Umwelt vorkommen, also nicht-fäkalen Ursprungs sind, zu wasserbezogenen Erkrankungen des Menschen kommen, wie beispielsweise durch Legionellen. Hygienisch-relevante Mikroorganismen in Abwässern Durch die Einleitung von behandeltem oder unbehandeltem kommunalen Abwasser aus Kläranlagen und Mischwasserentlastungen können humanpathogene Krankheitserreger in Fließgewässer gelangen. Die konventionelle mechanisch-biologische sowie chemisch-physikalische Abwasserbehandlung, welche in kommunalen Kläranlagen erfolgt, verringert zwar die Konzentration von in Rohabwasser (unbehandeltes Abwasser) vorkommenden hygienisch-relevanten Mikroorganismen – wie parasitische Protozoen (wie Kryptosporidien und Giardien), Bakterien fäkalen Ursprungs (wie Escherichia coli und Enterokokken) sowie human-pathogene enterale Viren (wie Noroviren, Rotaviren, Enteroviren) – erheblich, führt aber nicht zu deren vollständigen Entfernung. Daher können humanhygienisch-relevante Mikroorganismen auch nach Behandlung des Abwassers in einer kommunalen Kläranlage an deren Ablauf ins Gewässer enthalten sein. Unbehandeltes Abwasser kann zudem bei erhöhten Niederschlägen durch Abschläge aus der Mischkanalisation in Gewässer gelangen. In der Mischkanalisation (Mischsystem) wird das Schmutzwasser (wie häusliches Abwasser aus Toiletten) und das Niederschlagswasser gemeinsam in einer Kanalisation abgeleitet. Fallen in kurzer Zeit große Mengen an Niederschlagswasser an, kann dies eine hydraulische Entlastung der Kanalisation erforderlich machen. Mit solchen Mischwasserentlastungen (Mischwasserabschlägen) werden in menschlichen Fäkalien enthaltene Mikroorganismen – wenn auch durch das Niederschlagswasser in ihrer Konzentration verdünnt – ins Gewässer eingeleitet. Mit den genannten Abwassereinleitungen können auch klinisch-relevante antibiotikaresistente Bakterien in Fließgewässer gelangen. Dabei handelt es sich beispielsweise um Enterobakterien (wie Escherichia coli ) mit Resistenzen gegen mehrere Antibiotikagruppen, die im Falle einer Infektion mit diesen Bakterien die verfügbaren Therapieoptionen stark einschränken. In warmen Abwässern, vorwiegend aus Industriebetrieben (wie Brauereien, Betrieben der Fleischwirtschaft oder der Zuckerherstellung sowie der Papierherstellung), können hingegen hohe Konzentrationen humanpathogener Legionellen vorkommen. Medizinische Illustration von ESBL-produzierenden Enterobakterien, Illustration: A. Eckert/D. Higgins, CDC Medizinische Illustration von Carbapenem-resistenten Enterobakterien, Illustration: S. Rossow, CDC Computergeneriertes Bild von Legionella pneumophilia, Illustration D. Higgins, CDC
Das Projekt "ELARIA: Entfernungseffizienz und Risikobewertung von Antibiotikaresistenzen, Pathogenen und Fäkalindikatoren bei der weitergehenden Abwasserbehandlung (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Die herkömmliche Abwasserreinigung reicht nicht aus, um fäkale Mikroorganismen wie multiresistente Erreger oder pathogene Viren vollständig zu entfernen. Um die Freisetzung dieser biologischen Verunreinigungen zu minimieren und die Wasserqualität im Hinblick auf die Wiederverwendung von Wasser zu verbessern, wird eine weiterführende Abwasserbehandlung immer wichtiger. Ziel des Forschungsprojektes ist es, verlässliche Daten über zusätzliche Abwasserbehandlungsschritte hinsichtlich der Entfernung von multiresistenten Erregern, Antibiotikaresistenzgenen, Enteroviren, Protozoen und Indikatormikroorganismen zu gewinnen.
Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Abteilung für Hygiene, Sozial- und Umweltmedizin durchgeführt. Entwicklung der Ruhr als Badegewässer für die Region. Verbesserung der Sicherheit der Trinkwassergewinnung aus der Ruhr hinsichtlich der Verminderung von Krankheitserregern. AP 1: Bestandsaufnahme und Gefährdungsanalyse der Ruhr- und Trinkwasserqualität. Dies umfasst den Virennachweis (Adenoviren, Polyomaviren, Rotaviren, Noroviren GI/GII, Enteroviren) aus ca. 24 Gewässerproben an je 8 Stellen sowie aus der Trinkwasseraufbereitung. Hinzu kommen zusätzliche Probenahmen bei besonderen hydrologischen oder meteorologischen Gegebenheiten. Die Probenahmestellen sind am Baldeney-See, im Oberlauf der Ruhr, an potentiellen Einleitequellen (Kläranlagenablauf, Regenwasserüberläufe) und im Wasserwerk lokalisiert. Ca. 50 pos. Proben werden sequenziert, um die Ergebnisse der Real-Time PCR zu bestätigen. AP 2: Hygienische Bewertung der Daten aus AP 1. Die Risikobewertung erfolgt dabei zum einen aus den mikrobiologischen Daten aus AP1, aber auch mit Hilfe chemischer Daten aus anderen Projekten des Landes NRW. Abschließendes Ziel ist es ein Priorisierungsschema für Maßnahmen im Einzugsgebiet zu erstellen, um eine sichere Trinkwasser- und Badegewässernutzung zu gewährleisten. AP4a: Untersuchung von Abwasser nach der Installation von innovativen Behandlungsmaßnahmen. An 2 Probenahmestellen sind insgesamt 30 zu analysierende Proben geplant. AP4b:Begleitung des Online Monitorings im Hinblick auf Viren. Geplant sind 2x24 Proben auf oben gen. Viren zu untersuchen.
Das Projekt "Virus elimination in wastewater treatment systems - determining rates and developing mathematical models" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik durchgeführt. Human waterborne pathogens such as bacteria, protozoa and enteric viruses in surface water, which is used for drinking water purposes, are a major health concern. Among the enteric viruses adenovirus 40/41, norovirus, rotavirus and hepatitis A virus occur to a large extent in faecal contaminated water resources worid wide. The main reason for viral contamination of such waters is that during wastewater treatment processes enteric viruses show stronger resistance patterns than bacteria. Thus viral particles are present in the final effluent of wastewater treatment plants and are discharged into surface waters. Dependent on their numbers and on exposure pathways, they cause gastroenteritis related diseases in humans.Up to now the vinjs elimination in wastewater treatment systems, especially in activated sludge processes and separation systems (sedimentation, filtration) is still poorly understood. Therefore in this research project the elimination of F-specific bacteriophages, which are widely used as indicators for enteric viruses in activated sludge systems will be tested dependent on process parameters. In batch experiments selected parameters such as temperature, pH-value, sludge age, sludge loading and hydraulic retention time etc. for virus elimination in activated sludge processes will be determined. The results obtained from those batch experiments will provide fundamental knowledge on process parameters in wastewater treatment plants to achieve maximal viral elimination rates. Additionally the virus removal in sedimentation and filtration processes (separation systems) will be examined. The obtained data will be used to develop a 'virus tool' for the existing activated sludge model No. 3 (ASM3), which demonstrates the viral elimination in respect to process parameters for the activated sludge as well as for separation systems. Finally the model will be calibrated, validated and integrated into a plant-wide model. On the basis of the data from our research partners the model will be also applied for virus elimination in rivers.
Das Projekt "Teilprojekt 11" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Abteilung für Hygiene, Sozial- und Umweltmedizin durchgeführt. AP1-1.2: Entwicklung und Validierung molekularbiologischer Methoden zum Nachweis von Viren; AP 1-3.1: Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln gegen Viren; AP1-4.2: Humantoxikologische Bewertungen von Problemstoffen mit Trinkwasserrelevanz AP1-1.2:Etablierung des Nachweis mittels Luminex Technologie und anschließende Validierung der Methode durch Standardanwendungen wie z. B. qRT-PCR und integrated cell culture PCR. Die Luminex Methode erlaubt aufgrund der Kombination verschiedener Nachweissysteme mit dem gleichen Trägermaterial eine Differenzierung von infektiösen und nicht-infektiösen Viren. AP1-3.1: Die Desinfektionsleistung verschiedener Verfahren, z. B. UV Licht, Chlor, Peroxide, wird in diesem AP hinsichtlich ihrer Effektivität gegenüber Viren getestet. Als virologische Parameter würden untersucht: Adenoviren, Polyomaviren, Noroviren, Rotaviren und Enteroviren. Die unter AP1-1.2 etablierte Methode kommt in diesem AP bereits zur Anwendung da eine Differenzierung von infektiösen und nicht-infektiösen Viren eine besondere Bedeutung zukommt. Im AP1.-4.2 erfolgt die humantoxikologische Bewertung auf Grundlage bestehender Bewertungskonzepten für Trinkwasserkontaminanten (GOW Konzept u.a.).
Das Projekt "Efficacy of virus detection and elimination in natural waters and sediments - laboratory and technical scale investigations" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umweltbundesamt durchgeführt. Public health protection against human pathogenic viruses in water needs more efficient virus enrichment techniques and sensitive detection methods as well as an understanding of virus transport and attenuation in aquatic systems. This proposed project will develop and improve methods for the enrichment and subsequent detection of human pathogenic viruses (e.g. adenoviruses, noroviruses, enteroviruses, rotaviruses) as well as bacteriophages (coliphages) in water samples. Moreover, as a first step towards molecular virus monitoring, it will test the potential of adenoviruses and noroviruses in two roles: (i) as putative indicator viruses reporting the presence of human pathogenic viruses and (ii) as reference viruses for investigating the efficiency of virus removal. The project will then combine the reality check of the new methods with investigations of viral transport and attenuation in waters and sediments in technical-scale experiments, many of which will be conducted in collaboration with partners from the consortium. Our own laboratory (batch and column) and semi-technical-scale experiments will address mechanisms responsible for virus mobilization and transport in the subsurface, with a focus on colloidal transport and the phenomenon of 'preferential flow'. By investigating keystone conditions, we aim to derive a set of parameters to determine a basis for estimating the risk of virus transport.
Das Projekt "Zum Gehalt von oeffentlichen Badegewaessern und Schwimmbaedern der Stadt Dresden an enteralen Viren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene durchgeführt. Die Viruskontamination von Badewasser stellt ein spezifisches Gesundheitsrisiko fuer die Badenden dar. Untersuchungen zur Ermittlung des Grades der Viruskontamination von Badegewaessern sind somit aus hygienischer Sicht unerlaesslich fuer deren Qualitaetssicherung. Deshalb wurden waehrend der Badesaison 1994 zwei Dresdner Freibaeder auf ihren Gehalt an enteralen Viren getestet. Beobachtete Virusnachweishaeufigkeiten von bis zu ueber 50 Prozent weisen auf die Problematik der Inaktivierung von Viren durch Chlorung des Wassers hin.
Das Projekt "Der Nachweis von pathogenen Viren im Abwasser und Enteroviren in Oberflaechenwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hygiene-Institut des Ruhrgebiets, Institut für Umwelthygiene und Umweltmedizin durchgeführt.
Das Projekt "Mikrobiologische und virologische Untersuchungen zur Eignung des Enterobakteriennachweises als Qualitaetskriterium fuer Trinkwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Medizinische Fakultät, Hygiene-Institut durchgeführt. Der Nachweis einer faekalen Verunreinigung des Trinkwasser geschieht z.Z. ueberwiegend durch die Untersuchung auf E.Coli und coliforme Bakterien. Dieses Verfahren ist sowohl vom methodischen (insb. bezuegl. der coliformen) als auch hinsichtl. der Indikatorfunktion infrage zu stellen. Es soll daher eine groessere Anzahl von Wasserproben versch. Herkunft (Grundwasser,Quellwasser,Oberflaechenwasser) auf herkoemmliche Qualitaetskriterien, d.h. Koloniezahl, coliforme Bakterien, E.Coli, faekale Streptokokken und Clostridien untersucht werden, andererseits soll nach allen Enterobakterien sowie auch nach Enteroviren gesucht werden. Durch das Vorhaben soll festgestellt werden, wie sich der Ersatz des Kriteriums: Nachweis von E. Coli und coliformen Bakterien - durch das Kriterium: Nachweis von Enterobakterien - hinsichtlich der Haeufigkeit von Beanstandungen und der Vorhersagemoeglichkeit anderer hygienisch relevanter Bakterien und Viren im Wasser auswirkt ...
Das Projekt "Das Verhalten pathogener Keime im Abwasser in Abhängigkeit von verschiedenen Phosphatfällungsmethoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Tübingen, Hygiene-Institut, Abteilung Allgemeine Hygiene und Umwelthygiene durchgeführt. Nachweis von humanpathogenen Enteroviren und Indikatorbakteriophagensystemen im Abwasser verschiedener Abwasserreinigungsanlagen in Baden-Wuerttemberg. Die Elimination von Enteroviren soll mit der Anwendung von Flockungs- oder Faellungsmitteln in Verbindung gebracht werden, die neben der Faellung problematischer Wasserinhaltsstoffe wie Nitrat oder Phosphat auch die Sedimentation von Bakterien oder Viren bewirken koennen. Die moeglichen negativen Auswirkungen einer Reduzierung dieser Faellungsmittel sollen an mehreren Anlagen untersucht werden. Ziel ist es, die verfahrenstechnisch erprobte chemische Phosphat-Faellung mit Fe-III-Chlorid, Eisen (II)-Sulfat oder Kalk, der sich mehr und mehr durchsetzenden biologischen Phosphat-Faellung (Bio-P) gegenueberzustellen. Die Bio-P, bei deren Anwendung auf Faellungsmittel teilweise oder ganz verzichtet wird, wurde waehrend der ISWW-Tagung im Dezember 1993 in Karlsruhe als das zukunftsweisende Verfahren einer effektiven Reduzierung des Phosphatgehalts im gereinigten Abwasser diskutiert.
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