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Indikator: Badegewässerqualität

Indikator: Badegewässerqualität Die wichtigsten Fakten Seit 2015 sollen alle Badegewässer der EU in einem mindestens ausreichenden Zustand sein. Im Jahr 2023 erfüllten 97,9 % aller Badegewässer in Deutschland die EU-Vorgabe. Damit wurde das Ziel nur knapp verfehlt. Schließt man die nicht beurteilten Badegewässer aus, erfüllten 2023 sogar 99,7 % der Badegewässer die EU-Vorgaben. Rund 91 % der Binnengewässer und fast 88 % der Küstengewässer hatten 2023 eine ausgezeichnete Qualität. Welche Bedeutung hat der Indikator? 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 gesundheitsgefährdenden Bakterien beeinflussen können. Der ⁠ Indikator ⁠ 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 ⁠ Starkregen ⁠ 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 ⁠ Cyanobakterien ⁠ kommen. Treten diese Bakterien in Massen auf, müssen Maßnahmen ergriffen werden. Das Vorkommen von Cyanobakterien fließt jedoch nicht in die Qualitätseinstufung ein. Wie ist die Entwicklung zu bewerten? Die Badegewässer Deutschlands sind in einem guten Zustand. Im Jahr 2023 erfüllten 97,9 % 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 sogar 99,7 % der beurteilten Badegewässer die Vorgaben. Rund 91 % der Binnengewässer und fast 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 Richtlinie über die Qualität der Badegewässer (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 2023 knapp verfehlt. Im europäischen Vergleich belegt Deutschland dennoch weiterhin einen der vorderen Plätze. Wie wird der Indikator berechnet? 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 „Escherichia coli“ ( E. coli ) 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 Badegewässerbericht der Europäischen Umweltagentur. Ausführliche Informationen zum Thema finden Sie im Daten-Artikel "Qualität von Badegewässern“ .

Offizieller Start in die Badesaison 2000: Öffentliche Badegewässer sind okay/Neue Badegewässerkarte wird ausgeliefert

Ministerium für Arbeit, Frauen, Gesundheit und Soziales - Pressemitteilung Nr.: 047/00 Magdeburg, den 15. Mai 2000 Offizieller Start in die Badesaison 2000: öffentliche Badegewässer sind okay/Neue Badegewässerkarte wird ausgeliefert Magdeburg. Auch wenn sich das Wetter in diesem Jahr nicht nach amtlichen Terminen richtet und viele Kommunen mit vorzeitiger öffnung ihrer Badestellen reagiert haben: Am heutigen Montag beginnt offiziell die Badesaison 2000. Die gute Nachricht zum Tage: Der Saisonstart an den natürlichen Badegewässern in Sachsen-Anhalt verläuft ungetrübt. Bei den bisher entnommenen und im Hygieneinstitut Sachsen-Anhalt untersuchten Wasserproben wurden keine Grenzwertüberschreitungen festgestellt. Das geht auch aus der aktuellen Badegewässerkarte hervor, die pünktlich zum Saisonstart ab sofort verfügbar ist. Grundlage der überwachung durch die Gesundheitsämter ist eine Richtlinie der Europäischen Union über die Qualität der Badegewässer, in der einheitliche Qualitätsanforderungen festgelegt sind. Die Gesundheitsämter überprüfen die bakterielle Belastung des Badewassers und beurteilen die allgemeine hygienische Gesamtsituation der Badestellen. Dazu finden bei den im 14-tägigen Abstand durchzuführenden Probenahmen umfangreiche Ortsbesichtigungen statt, bei denen u.a. auf Wasserfärbung, Sichttiefe, Geruch, Schaumentwicklung, Zuflüsse, Algenmassenentwicklungen sowie Besatz mit Wasservögeln geachtet wird. Auskünfte zu den aktuellen überwachungsdaten erteilen die zuständigen Gesundheitsämter bis zum Ende der Badesaison, die bis zum 15. September dauert. Die Badegewässerkarte des Landes Sachsen-Anhalt führt 57 Badestellen an natürlichen Gewässern auf. Obwohl grundsätzlich an all diesen Seen ohne Bedenken gebadet werden kann, stuft die übersichtskarte noch einmal in drei Kategorien ein: in "sehr gut geeignet" über "gut geeignet" bis "geeignet". Grundlage der vorgenommenen Eingruppierung sind die bakteriologischen Untersuchungsergebnisse des Jahres 1999 und die Einschätzung der Gesundheitsämter in Bezug auf die Einhaltung allgemeiner Ordnungs- und Sicherheitskriterien (Beschaffenheit des Ufers, Gestaltung des Strandes, Zustand der sanitären Einrichtungen, Sicherheit der Badegäste während des Badebetriebes). Anhand dieser Kriterien erhielten 15 Badestellen die Empfehlung "sehr gut geeignet", 27 das Prädikat "gut geeignet" und 15 die Einstufung "geeignet". Zwei Badeseen haben gegenüber dem Vorjahr eine Höherbewertung geschafft. Das betrifft den Wolmirsleber Schachtsee, der nunmehr in der höchsten Kategorie liegt, und den Albertinesee im Landkreis Schönebeck, der in diesem Jahr "gut" ist. Alle anderen Gewässer blieben in der Qualitätsbewertung gleich. Die Badegewässerkarte informiert weiterhin über das mögliche Auftreten von Blaualgen und die damit verbundenen gesundheitlichen Risiken. Es wird empfohlen, aus Vorsorgegründen bei intensiver Grünfärbung des Wassers und verminderter Sichttiefe oder Vorhandensein eines Algenteppichs in Ufernähe auf das Baden zu verzichten. Besonders Kinder sind gefährdet, wenn sie bei starken Algenanschwemmungen baden oder in Ufernähe spielen. Das Verschlucken des Wassers oder sehr langer Hautkontakt kann dann nämlich übelkeit, Erbrechen, Durchfälle, Fieber oder allgergische Reaktionen hervorrufen. In Sachsen-Anhalt gibt es neben den in der Badegewässerkarte ausgewiesenen Badestellen noch weitere Gewässer, vorwiegend Kiesseen, Baggerlöcher, kleinere Teiche, die in den Sommermonaten von der Bevölkerung zum Baden genutzt werden. Diese Gewässer unterliegen aber nicht der strengen 14-tägigen überwachung durch die Gesundheitsämter. Die Behörden sind jedoch verpflichtet, bei konkreten Anhaltspunkten einer gesundheitlichen Gefahr für die Badenden, z. B. festgestellten Einleitungen von Schadstoffen, Auftreten von Erkrankungsfällen, Algenmassenentwicklungen u. ä., entsprechende Maßnahmen (Untersuchung des Badewassers, Aussprechen von Badeverboten) zu ergreifen. Deshalb wird empfohlen, zum Baden grundsätzlich nur die in der Badegewässerkarte ausgewiesenen Badestellen zu nutzen. Diese unterliegen einer regelmäßigen Kontrolle durch die Gesundheitsämter und verfügen größtenteils über eine entsprechende Infrastruktur, wie z. B. ausgebaute Zufahrten, Sanitäranlagen, organisierte Müllentsorgung. Die Badegewässerkarte wird in dieser Woche an die Gesundheitsämtern ausgeliefert und kann von dort bezogen werden. Hintergrund Anzahl der Badegewässer in Sachsen-Anhalt: 57 Gewässer, an denen öffentlich ausgewiesene Badestellen vorhanden sind Das Baden in diesen Gewässern wird grundsätzlich empfohlen. Diese Badestellen sind in der Badegewässerkarte des Landes Sachsen-Anhalt 2000 veröffentlicht. ca. 200 Gewässer, die in den Sommermonaten zum Baden genutzt werden An diesen Gewässern sind keine öffentlich ausgewiesenen Badestellen vorhanden, d. h. das Baden wird nicht empfohlen bzw. ist verboten (Aufstellen von Badeverbotsschildern durch Eigentümer des Gewässers) Badegewässerüberwachung im Land Sachsen-Anhalt: erfolgt auf Rechtsgrundlage der EG-Richtlinie über die Qualität der Badegewässer 76/160/EWG Umsetzung dieser EG-Richtlinie ist in einer gemeinsamen Verordnung des Ministeriums für Raumordnung und Landwirtschaft und des Ministeriums für Arbeit, Frauen, Gesundheit und Soziales erfolgt. Näheres zur überwachungspraxis regelt eine Durchführungsbestimmung. Badeverbot durch die überwachungsbehörden: wird von den Gesundheitsämtern ausgesprochen, wenn Grenzwertüberschreitungen (siehe: Kriterien) festgestellt und bei entsprechenden Nachkontrollen bestätigt werden. Auch wenn eine durchgeführte Ortsbesichtigung genügend Verdachtsmomente beispielsweise für eine fäkale Verunreinigung liefert, kann Badeverbot veranlasst werden. Kriterien für die Beurteilung der Badegewässerqualität: Die EG-Richtlinie schreibt verbindliche Gütekriterien vor, die in Richt- und Grenzwerte unterschieden werden: Richtwerte: Leitwerte für gute Wasserqualität, überschreitung bedeutet keine Gesundheitsgefahr für die Badegäste. Grenzwerte: liegen im Vorsorgebereich; geringe überschreitungen bedeuten noch keine Gesundheitsgefahr; Ursachen sollten aber recherchiert werden; Untersucht wird auf die mikrobiologischen Parameter gesamtcoliforme Bakterien (Grenzwert 10.000/100 ml) und fäkalcoliforme Bakterien (Grenzwert 2.000/100 ml) als sogenannte Indikatorkeime. Auf dieser Grundlage erfolgt die Abschätzung der bakteriellen Belastung des Badegewässers. Andere mikrobiologische Parameter, wie z. B. Salmonellen oder Darmviren werden nur dann bestimmt, wenn aufgrund der Ortsbesichtigungen diese Parameter im Wasser möglich erscheinen oder eine Verschlechterung der Wasserqualität vermutet wird. Bei den 14-tägigen Ortsbesichtigungen werden zusätzlich zur Bewertung der bakteriologischen Untersuchungsdaten noch andere Aspekte berücksichtigt, so z. B. Merkmale zur Einschätzung der hygienischen Situation der Badegewässer (Zustand der sanitären Einrichtungen und Umkleideräume, Organisation der Abfallentsorgung, Anschluss an die öffentliche Trinkwasserver- und Abwasserentsorgung, Vorhandensein von Abwassereinleitungen und/oder anderer möglicher Einträge in das Gewässer, Nähe von Abfalldeponien, Auftreten von Algenmassenentwicklungen, Vorhandensein von Wasservögeln u. ä.) Kriterien zur Gesamteinschätzung des Badegewässers einschließlich der Badestelle und deren Umgebung (Beschaffenheit des Ufers, Gestaltung des Strandes, überwachung durch einen Rettungsschwimmer u. ä.) über festgestellte Missstände z. B. Verunreinigungen durch Müll oder Unrat wird der Eigentümer/Betreiber der Badestelle informiert mit der Aufforderung, diese zu beseitigen. Ziel der überwachungen: ist in erster Linie der Schutz der Badegäste vor Infektionen und Allergien sowie die Bewahrung und Verbesserung der Wasserqualität Zuständigkeiten bei der überwachung: Verantwortlich: Landkreise und kreisfreie Städte in enger Zusammenarbeit zwischen Gesundheits- und Umweltbehörden Gesundheitsämter überwachen während der Badesaison die Gewässer und kontrollieren die hygienische Gesamtsituation; erteilen Auskünfte über die Badegewässerqualität; lassen mikrobiologische Parameter im Hygieneinstitut Sachsen-Anhalt untersuchen Staatliche ämter für Umweltschutz untersuchen im Rahmen eines Landesmessprogramms das Wasser auf bestimmte physikalische und chemische Parameter (z. B. pH-Wert, gelöster Sauerstoff, Ammoniak, Nitrate und Phosphate) Impressum: Ministerium für Arbeit, Frauen, Gesundheit und Soziales Pressestelle Seepark 5-7 39116 Magdeburg Tel: (0391) 567-4607 Fax: (0391) 567-4622 Mail: ms-presse@ms.lsa-net.de Impressum:Ministerium für Arbeit, Soziales und IntegrationPressestelleTurmschanzenstraße 2539114 MagdeburgTel: (0391) 567-4608Fax: (0391) 567-4622Mail: ms-presse@ms.sachsen-anhalt.de

Transportprozesse und räumlich-zeitliche Dynamik von Partikeln und Fäkalbakterien in Karstgrundwasserleitern - IMPART

Das Projekt "Transportprozesse und räumlich-zeitliche Dynamik von Partikeln und Fäkalbakterien in Karstgrundwasserleitern - IMPART" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Geowissenschaften, Abteilung Hydrogeologie durchgeführt. 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.

Neusiedler See: Hygienisch-bakteriologische und limnologische Entwicklung

Das Projekt "Neusiedler See: Hygienisch-bakteriologische und limnologische Entwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologisches Forschungsinstitut für Burgenland, Biologische Station Neusiedler See durchgeführt.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Ingenieurhydrologie und Wasserwirtschaft durchgeführt. Die Verbesserung der Wasserqualität ist weltweit eine der großen gesellschaftlichen Herausforderungen und folgerichtig ein Kernpunkt der UN-Agenda 2030 zur nachhaltigen Entwicklung (insbesondere des Nachhaltigkeitsziels 6 mit dem Unterziel 6.3). Grundlage für die erforderlichen Strategien und Maßnahmen ist eine kohärente Ermittlung und Analyse der Wasserqualität von Grund- und Oberflächengewässern von regionalen bis globalen Skalen, der maßgeblichen Treiber der Veränderungen und der Auswirkungen auf menschliche Nutzungen und die Ökosysteme. Das zentrale Projektziel von GlobeWQ ist die Erarbeitung, Testung und pilothafte Anwendung einer integrierten und skalenübergreifenden Analyse- und Bewertungsmethodik der Wasserqualität von Oberflächen- und Grundwasser für einen 'GlobeWQ Plattform Prototyp'. Das Teilvorhaben der RUB hat folgende Ziele: (i) Erweiterung des großskaligen Wasserqualitätsmodells WorldQual zur Modellierung von Frachten und Fließgewässerkonzentrationen durch organischen Belastung, fäkal-coliforme Bakterien und Nährstoffe auf der globalen Skala für die Baseline sowie Szenarien bis 2030, (ii) Raum-zeitliche Analysen von Ursache-Wirkungszusammenhängen für Fallstudien, (iii) Simulation von Mikroschadstoffen in Europa, (iv) Unsicherheits-/Sensitivitätsanalyse.

NanoWater: Entwicklung plasmonischer Nanoarray-basierter optischer Nachweisverfahren für mikrobielle Pathogene aus Wasserproben (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Das Projekt "NanoWater: Entwicklung plasmonischer Nanoarray-basierter optischer Nachweisverfahren für mikrobielle Pathogene aus Wasserproben (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. durchgeführt. Aquatische Umgebungen sind anfällig für mikrobielle Kontaminationen. Daher ist die Echtzeiterkennung für die Überwachung und das Management der Wasserqualität von entscheidender Bedeutung. Der Zielbereich umfasst alle Wasserverbrauchs- und Qualitätsniveaus: von Trinkwasser bis hin zu recyceltem industriellem und kommunalem Abwasser. Für eine schnelle und effiziente Multiplexerkennung mikrobieller Kontaminationen gibt es heute jedoch keine praktikable Lösung. Dieses Problem wird im vorgeschlagenen Projekt anvisiert. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung der plasmonischen Nanoarray-Chip-Technologie für das Monitoring der mikrobiellen Wasserqualität. Als Proof-of-Prinzip wird ein Nachweis für durch Wasser übertragene Erreger (Vibrio vulnificus als Modell) sowie für Fäkalcoliformen und der Gesamtbakteriendosis für die schnelle und empfindliche Überwachung der mikrobiellen Qualität von Wasser über die routinemäßige mikrobielle Kultivierungsüberwachung hinaus entwickelt. Dabei wird das Knowhow in Mikrobiologie und Bioinformatik der israelischen Biotechnologie-Gruppe mit der Technologie des plasmonischen Nanoarray-Chips der deutschen Gruppe zusammengeführt, die durch einen innovative Ansatz der israelischen Ingenieursgruppe für ein elektrisch Feld -basiertes Aufkonzentrieren der Zielmoleküle verstärkt wird und dadurch die Entwicklung eines neuen Mikrobiologie-Monitoring für Wasser erlaubt.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Institut für Wasser und Umwelt, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur integrativen Bewertung von Aufbereitungstechniken zur indirekten Abwasserwiederverwendung, wobei der regionale Wasserkreislauf vom Abwasser über die aquatische Umwelt bis hin zum Trinkwasser betrachtet wird. Das Bewertungsverfahren berücksichtigt potenzielle Risiken für Mensch und Umwelt aufgrund chemischer aber auch mikrobieller Kontaminationen sowie die (Kosten-) Effizienz der technischen Lösungen. Im Rahmen des Projekts führt die TUM Pilotversuche durch, in denen verschiedene vor allem oxidative und biologische Verfahren und Verfahrenskombinationen untersucht werden, die bei der indirekten Abwasserwiederverwendung eingesetzt werden können. Die Bewertung der Verfahren erfolgt über verschiedene Parameter, wobei die TUM für die Betriebsparameter sowie die Bestimmung pathogener Keime und Antibiotikaresistenzen verantwortlich ist. Die TUM koordiniert das AP 2 zur Entwicklung von Strategien zur Entfernung von relevanten Spurenstoffen bei indirekter Abwasserwiederverwendung. Sie ist verantwortlich für die Durchführung von Pilotstudien zur Oxidation (Ozon, weitergehende Oxidationsverfahren UV/H2O2), Biofiltration (Langsamsandfilter, Schnellfilter, Biologisch aktive Kohle), Grundwasseranreicherung und zur Kombination verschiedener Verfahren. Zudem ist sie maßgeblich an der Untersuchung von Anlagen im Vollmaßstab in Deutschland und Spanien beteiligt. Zur Bewertung von Aufbereitungsverfahren, die bei der indirekten Abwasserwiederverwendung eingesetzt werden, entwickelt die TUM Methoden für die Bestimmung von Fäkalindikatoren (z.B. E. Coli, Enterokokken), trinkwasserrelevanten Keimen (z.B. Pseudomonas Aeruginosa, Chlostridium Perfringens) und antibiotikaresistenten Genen.

Molekularbiologische Analytik fäkaler Wasserverunreinigungen - FWF UNIFIED

Das Projekt "Molekularbiologische Analytik fäkaler Wasserverunreinigungen - FWF UNIFIED" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. Die Verfügbarkeit von Wasser mit ausreichender Qualität hat eine enorme Bedeutung für die Gesundheit der Menschen. Seit den bahnbrechenden Arbeiten von Robert Koch, vor mehr als 100 Jahren, basiert die Analyse der mikrobiologischen Wasserqualität vorwiegend auf kultivierungsabhängigen Nachweisen von Indikatororganismen. In diesem Zusammenhang liefern fäkale Standardindikatoren wie etwa Escherichia coli oder Enterokokken wichtige Informationen über den generellen Grad der fäkalen Beeinflussung in Wasser. Aussagen über die Herkunft der fäkalen Verschmutzung (z.B. Tier vs. Mensch) sind in der Regel jedoch nicht möglich. Steigende Anforderungen im Bereich der mikrobiologischen Gefährdungs- und Risikoanalyse lassen die umfassende Analyse fäkaler Belastungen in Wasser und Gewässern (d.h. Quantifizierung der fäkalen Verschmutzungen und gleichzeitige Zuordnung zu möglichen Verursachern) immer bedeutender werden. Die alleinige Anwendung fäkaler Standardindikatoren wird diesem Anspruch jedoch nicht gerecht. Abundante bestandsbildende intestinale Bakterien (BIB) stellen diesbezüglich vielversprechende alternative Indikatoren dar. Erste Hinweise deuten darauf hin, dass BIB abgrenzbare phylogenetische Linien im Vergleich zu mikrobiellen Populationen in der Umwelt (z.B. in anaeroben Böden und Sedimenten) darstellen und darüber hinaus eine starke Wirtsanpassung, aufgrund co-evolutionärer Vorgänge, besitzen. Ihre überaus große genetische Diversität konnte jedoch aufgrund methodischer Restriktionen in der Vergangenheit nicht aufgelöst werden. Alternative molekularbiologische Methoden zur Detektion und Herkunftsbestimmung fäkaler Belastungen basieren daher auf einer völlig unzureichenden Datenbasis. Das ZIEL des vorgelegten Forschungsantrages ist eine molekulare öko-phylogenetische Grundlage zum Vorkommen und Verteilung von BIB Gemeinschaften in Wirbeltieren zu schaffen und ihre Eignung als molekulare Marker zur Analyse fäkaler Kontamination zu testen. Die Verwirklichung dieses Zieles wird durch Anwendung revolutionärer DNA-Sequenzierungstechniken, umfassender bioinformatischer Werkzeuge und einer durch Hypothesen geleiteten Forschung gewährleistet. In PHASE - 1 wird eine molekulare ultra-hochauflösende 16S-rRNA-Gen Sequenzdatenbank erstellt. Dabei werden Fäkalproben von Säugetieren, Mensch, Vögeln, Reptilien, Amphibien und Fischen als auch Umweltproben (vor allem Böden), aus genau charakterisierten Bereichen, analysiert. In PHASE - 2 wird eine umfassende Analyse der erhobenen Daten, die Etablierung der molekularen öko-phylogenetischen Sequenzgrundlage und die Überprüfung der Hypothesen durchgeführt (Abgrenzbarkeit, Wirtsanpassung und Co-Evolution von BIB und Wirten). Darüber hinaus wird die Möglichkeit des Designs molekularer Analysemethoden zur umfassenden Analyse fäkaler Verschmutzungen aufgrund der etablierten Datenbasis getestet. Die vorgeschlagenen Forschungsaktivitäten sollen erstmals eine systematische molekularbiologische Grundlage und ein Verständnis zu

Transport und Verbleib von Fäkalkeimen in Fließgewässern nach Mischwasserentlastungen

Das Projekt "Transport und Verbleib von Fäkalkeimen in Fließgewässern nach Mischwasserentlastungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Engler-Bunte-Institut, Lehrstuhl für Wasserchemie und Wassertechnologie durchgeführt. Das zentrale Ziel des Projektes ist die Verknüpfung der Transportprozesse in Fließgewässern mit den Vorgängen in der Biozönose. Am Beispiel der Isar sollen die Wechselwirkungen pathogener Keime aus fäkalen Verunreinigungen in der Bulkphase von Fließgewässern mit dem benthischen Biofilm untersucht und aufgeklärt werden. Die Hauptprozesse sollen durch Labor- und Felduntersuchungen quantifiziert, kinetisch formuliert sowie anschließend in das mathematische Modell zur Simulation des Keimwachstums und -transportverhaltens integriert werden. Vorangegangene Untersuchungen haben aufgezeigt, dass Biofilme für den Rückhalt von pathogenen Keimen in Trinkwassersysteme eine Rolle spielen. Bisher existieren jedoch nur begrenzt Informationen über den Beitrag des benthischen Biofilms in Fließgewässern zum Rückhalt von Pathogenen. Im Vergleich zur Bulkphase eines Wasserkörpers bietet der Biofilm, ähnlich wie das Sediment, ein erhöhtes Angebot an Nährstoffen und Kohlenstoffverbindungen (Huminstoffe). Zusätzlich stellt der Biofilm einen Schutz vor hohen Strahlungsintensitäten (UV-Anteil des Sonnenlichtes) und Strömungsbedingungen der Bulkphase dar. Daher ist davon auszugehen, dass die günstigen Bedingungen im Biofilm die Entwicklung eines sogenannten Reservoir für pathogene Keime begünstigen können. Für die Aufklärung der Wechselwirkungen mit dem Biofilmkompartiment soll neben dem Übergang der Keime aus der Bulkphase in den benthischen Biofilm auch der Verbleib der Keime im Biofilm mittels einer Labor-Versuchsanlage (Fließrinne; Länge = 1 m, Breite = 0,1 m), Konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie (CLSM) und Particle Image Velocimetry (PIV) von Tracer-Keimen untersucht werden. Ergänzend erfolgt die Quantifizierung der Indikatorkeime (Fäkalkoliforme und Enterokokken) mit Hilfe klassischer Verfahren wie Filtrations- und Kultivierungstechniken, als auch real time-PCR und Mikrotiterplatten. Zusätzlich zu den Laborversuchen, wird im Sommer eine Natur-Versuchsrinne (Länge = 10 m, Breite = 0,5 m) in Betrieb gesetzt, um die Sedimentationsraten und Verteilung der Indikatororganismen zu bestimmen. Anhand der erhobenen Messdaten wird ein Modell entwickelt, welches die wesentlichen Transport- und Verteilungsprozesse pathogener Keime im Fließgewässer abbildet. Wechselwirkungen zwischen Bulkphase und Biofilm werden unter Integration einer Absterbekinetik ebenfalls durch das Modell beschrieben. So soll der Verbleib von mikrobiellen (Indikator-)Keimen - und damit die mögliche Belastung mit Pathogenen - in einem durch festes Sohlsubtrat geprägtem Gewässer zuverlässig abgebildet werden.

G3-FE-Pathogene Organismen

Das Projekt "G3-FE-Pathogene Organismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Verschiedene Studien zeigten, dass die Mortalität von Fäkalbakterien durch die Anheftung von Fäkalbakterien an Partikel deutlich reduziert wird, da nachteilige Umweltbedingungen, wie z.B. Fraßdruck durch Prädatoren oder Nährstoffmangel, abgemildert werden. Man geht davon aus, dass Sedimente nicht nur als Senke für Fäkalbakterien dienen können, sondern dass sich Fäkalbakterien unter günstigen Bedingungen sogar in Sedimenten vermehren können. Die häufig beobachtete Verschlechterung der Wasserqualität nach Niederschlagsereignissen wird somit vermutlich nicht nur durch den erhöhten Eintrag von Fäkalien verursacht, sondern kann teilweise auf eine Resuspension und Verdriftung sedimentgebundener Fäkalbakterien zurückgeführt werden. Man geht dabei davon aus, dass die Sedimentbeschaffenheit eine wichtige Rolle für die Überlebensfähigkeit der Fäkalbakterien spielt. Die Resuspension belasteter Sedimente als Folge von erhöhten Abflusssituationen, Schifffahrt oder Freizeitaktivitäten, ggf. auch im Rahmen der Unterhaltungsbaggerung, könnte somit eine potentielle Gesundheitsgefahr bergen. Bisher ist der Einfluss von Sedimenten auf die Überlebensdauer von Fäkalindikatoren und Krankheitserregern und die Rolle der Sedimentresuspendierung auf die mikrobiologisch-hygienische Qualität der Bundeswasserstraßen nur unzureichend geklärt. Nicht bekannt ist z.B., welche individuellen Verhaltensmuster mikrobielle Krankheitserreger in Sedimenten zeigen, welche Umweltfaktoren die Interaktionen zwischen Mikroorganismen und Sedimenten maßgeblich beeinflussen und welches Gefährdungspotenzial durch die Freisetzung von Krankheitserregern aus dem Sediment bzw. durch den direkten Sedimentkontakt für die Mitarbeiter der WSV oder andere Nutzer der Bundeswasserstraßen besteht. Diese Fragen sollen daher im Rahmen von Sedimentanalysen und experimentellen Ansätzen im Projekt bearbeitet werden. Ferner sollen Erkenntnisse darüber gewonnen werden, inwiefern hygienisch relevante Mikroorganismen durch Unterhaltungsbaggerungen aus Sedimenten freigesetzt werden und so zu einer Verschlechterung der mikrobiologisch-hygienischen Wasserqualität in flussabwärts gelegenen Bereichen führen können.

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