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.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Einnistung, Persistenz und Bekämpfung hygienisch relevanter Mikroorganismen in verockerten Brunnen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Fachbereich Chemie, Biofilm Centre, Umweltmikrobiologie und Biotechnologie (UMB) - Arbeitsgebiet Aquatische Mikrobiologie durchgeführt. Grundwässer können durch äußere Kontamination, zum Beispiel in Folge von Starkregen, Überschwemmungen oder raschen Kurzschlüssen mit Oberflächengewässern mit hygienisch relevanten Mikroorganismen verunreinigt werden. Beim Transport im Grundwasser können solche Mikroorganismen Brunnen der Trinkwassergewinnung erreichen. Liegt dort eine Inkrustierung vor, meist in Form von Eisen(III)-oxiden bzw. -oxyhydroxiden (Brunnenverockerung), wird den Organismen eine sehr große und poröse Oberfläche zur Ansiedlung geboten. Ziel des Projektes ist die Klärung folgender Fragen: - Kann bei Vorliegen einer Verockerung diese Matrix als Lebensraum dienen? - Können sich hygienisch relevante Mikroorganismen einnisten, halten, vermehren? - Und wenn ja, wie können diese am wirksamsten und nachhaltigsten bekämpft werden? Hierzu werden Realproben verockerter Brunnen auf das Vorkommen hygienisch relevanter Mikroorganismen untersucht, wobei neben Kulturmethoden vor allem auch kulturunabhängige Verfahren (FISH, PCR-basierte Methoden) eingesetzt werden. In Laborsystemen soll die Verockerung nachgestellt werden und durch definierte Beaufschlagung mit den Zielorganismen (Escherichia coli, intestinale Enterokokken, coliforme Bakterien, Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa, Aeromonas spp.) deren Einnistung, Persistenz und mögliches Wachstum untersucht werden. Die Effektivität von Sanierungsverfahren, speziell unter Einsatz von Wasserstoffperoxid, soll geprüft werden.
Das Projekt "Mikrobiologische Situation in Hausinstallationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V., Technologiezentrum Wasser Karlsruhe (TZW), Außenstelle Dresden durchgeführt. Neben Ressourcenschutz, Wasseraufbereitung und Wasserverteilung im Versorgungsnetz spielt die Trinkwasser-Installation bei den Kunden eine wichtige Rolle für die Sicherung einer einwandfreien Trinkwasserbeschaffenheit. Aus diesem Grund befasst sich der DVGW auch mit der Regelsetzung für den Bereich der Trinkwasser-Installation. Wird eine Trinkwasser-Installation nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik geplant, gebaut und betrieben, so kann nach dem derzeitigen Kenntnisstand davon ausgegangen werden, dass eine negative Veränderung der Trinkwasserbeschaffenheit in der Installation ausgeschlossen ist. Das Auftreten von Legionellenerkrankungen in öffentlichen Gebäuden sowie Kontaminationen von Installationen in Krankenhäusern und Arztpraxen mit Pseudomonas aeruginosa haben jedoch dazu geführt, dass der Verdacht geäußert wurde, dass derartige Kontaminationen in größerem Umfang auch in Trinkwasser-Installationen von Privathaushalten verbreitet sind. Ergebnisse systematischer Untersuchungen, die gleichzeitig eine Aussage über den Zustand der Trinkwasser-Installation liefern, liegen jedoch bis heute nicht vor. Diese sind aber erforderlich, um mögliche Schlussfolgerungen hinsichtlich einer ggf. notwendigen Anpassung bzw. Änderung der Regelsetzung ableiten zu können. In dem vom DVGW geförderten Projekt wird eine Bestandsaufnahme zur Erfassung der aktuellen mikrobiologischen Situation in Trinkwasser-Installationen von Ein- und Mehrfamilienhäusern durchgeführt. Beprobt werden insgesamt ca. 200 Trinkwasser-Installationen in drei Versorgungsgebieten. Schwerpunkte der Untersuchungen bilden eine mögliche Kontamination mit Pseudomonas aeruginosa im Kaltwasserbereich sowie mit Legionellen im Warmwasserbereich. Um Aussagen zur Beeinflussung der Wasserqualität durch die Hausinstallation zu erhalten, wird die Probenahme entsprechend EN ISO 19458 durchgeführt. Mit Hilfe eines Fragebogens soll gleichzeitig der allgemeine Zustand der Trinkwasser-Installation erfasst werden. Im Ergebnis der Bestandsaufnahme wird eine Aussage über die Relevanz der Problematik erwartet. Für den Fall, das Kontaminationen festgestellt werden, soll eine erste Einschätzung darüber getroffen werden, ob diese auf Installations- bzw. Betriebsfehler zurückzuführen sind. Die Notwendigkeit und Zielstellung weiterführender Forschungsarbeiten sollen aufgezeigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 4b: Begünstigung der Einnistung hygienisch relevanter Keime in Biofilme aufgrund von Materialveränderungen, bedingt durch Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Fachbereich Chemie, Biofilm Centre, Umweltmikrobiologie und Biotechnologie (UMB) - Arbeitsgebiet Aquatische Mikrobiologie durchgeführt. Hygienisch relevante Mikroorganismen wie Pseudomonas aeruginosa und Legionellen können sich in Biofilme einnisten, persistieren und dort und vermehren. Bei Materialveränderungen durch Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen kann es zur erhöhten Abgabe bioverfügbarer Stoffe kommen. Es gibt Anhaltspunkte, dass die Art dieser Stoffe für die Einnistung eine Rolle spielt. Auf entsprechend vorbehandelten Materialien (siehe IWW-Projekt) werden Biofilme erzeugt und mit Pseudomonas aeruginosa sowie Legionellen beaufschlagt. Deren Integration, Verbleib, eventuelle Vermehrung und Austrag in die Wasserphase soll mit Hilfe klassischer und molekularbiologischer Methoden untersucht werden. Besonderes Augenmerk gilt der Wechselwirkung mit Amöben sowie den nicht-anzüchtbaren (VBNC) Zielorganismen. Ergänzend wird die Begleitflora durch DGGE charakterisiert. So soll geklärt werden, ob es durch Reinigungs- und Sanierungsmaßnahmen indirekt zu einem erhöhten Belastungspotenzial mit Pseudomonas aeruginosa und Legionellen kommt. Ziel ist es, Anhaltspunkte für die Bewertung von Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen zu erhalten, die in dem geplanten Leitfaden aufgenommen werden.
Das Projekt "Nachweis luftgetragener Mikroorganismen: Untersuchung ueber die Moeglichkeit der Kombination der Enzymimmunotechnik EIA zum Nachweis von Bakterien mit der Keimsammlung im Impinger" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Tiermedizin und Tierhygiene durchgeführt. Mittels Impingement gesammelte, luftgetragene Bakterien sollen durch Anwendung verschiedener Techniken des Enzym-Immunoassay (EIA) nachgewiesen werden. Optimiert werden in diesem Zusammenhang Sammelfluessigkeit und verschiedene Varianten des EIA. Besondere Aufmerksamkeit wird biologischen Einmengungen (Bluetenpollen, Pilzsporen) in die Impingerfluessigkeit und deren Auswirkungen auf das Ergebnis des EIA geschenkt. Modellkeime sind Pseudomonas spp und Bacillus spp.
Das Projekt "Standardisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Universitätsklinikum, Institut für Hygiene und Öffentliche Gesundheit durchgeführt. Auslegungsleistung und Energiebedarf für Raumheizung und Klimatisierung von Gebäuden können durch die konsequente Anwendung der bei Neubau und Sanierung heute gültigen relevanten Verordnungen und Gesetze gegenüber Bestandsbauten drastisch reduziert werden. Damit eröffnen sich gleichzeitig zahlreiche Möglichkeiten zum Einsatz sogenannter LOW TEMPERATURE SYSTEME für die aufgrund der klimatischen Bedingungen und Nutzeranforderungen erforderliche Wärmeversorgung. Wesentliches Merkmal dieser Systeme sind die niedrigen Vorlauftemperaturen, die wiederum zu geringeren Wärmeverlusten in den Wärmeverteilungs- und Wärmespeicherprozessen führen und die Nutzung regenerativer Energiequellen erleichtern. Im Zusammenhang mit den sinkenden Energiebedarfswerten für die Raumheizung zeichnet sich für die zentrale Trinkwassererwärmung (TWE) der Trend ab, dass der Anteil der Trinkwassererwärmung am Gesamtwärmebedarf eines Gebäudes ansteigt. Außerdem wird die Vorlauftemperatur des Heizungssystems bei Konzepten der zentralen TWE von den allgemein anerkannten Regeln der Technik (a.a.R.d.T.) zur Trinkwasserhygiene vorgegeben (ab-gestellt auf die Spezies Legionella pneumophila). Daher dominieren die Leistungsanforderungen und das Exergieniveauder Trinkwassererwärmung zunehmend die Dimensionierung der Wärmeerzeuger und den Primärenergiebedarf im Betrieb. Dies gilt für Wohngebäude und Nichtwohngebäude mit Trinkwarmwasserbedarf gleichermaßen. Die konsequente Umsetzung und Fortschreibung des LOW TEMPERATURE-Ansatzes in der Wärmeversorgung von Gebäuden scheitert somit an den unter Abwägung der hygienischen und gesundheitlichen Aspekten formulierten Anforderungen an die Systemtemperaturen auf der Trinkwarmwasserseite. Das Teilprojekt verfolgt deshalb in Kooperation mit den Projektpartnern die folgenden wesentlichen, in transdisziplinärer Zusammenarbeit zu realisierenden, wissenschaftlich-technischen Ziele: - Neue Erkenntnisse durch umfassende thermohydraulische und hygienische Untersuchung und Bewertung einer repräsentativen Anzahl von bundesweit verteilten Trinkwasser-Installationen und Vergleich mit der allgemeinen Statistik von in der Projektlaufzeit zugängigen Ergebnissen der nach Trinkwasserverordnung verpflichtenden Untersuchungen hinsichtlich Legionella spp. bzw. Legionella pneumophila. - Quantifizierung des Energieeinsparpotentials ohne Einsatz chemischer Desinfektionsmittel bei Nachweis der hygienisch-mikrobiologischen bei verschiedenen Erzeugertechnologien und neuen Arten des adaptiven thermohydraulischen Abgleichs von Zirkulationssystemen. - Nutzung (neuer) mikrobiologischer und molekularbiologischer Analysemethoden zur hygienisch-mikrobiologischen Beurteilung der Qualität des erwärmten und kalten Trinkwassers hinsichtlich der Parameter Legionella spp., Legionella pneumophila und Pseudomonas aeruginosa. Etablierung derselben in der gezielten Bewertung des Anlagenzustandes und Ableitung von Maßnahmen.
Das Projekt "Gesamtkoordination, Simulation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung durchgeführt. Das Verbundprojekt stellt sich folgende wesentlichen, in transdisziplinärer Zusammenarbeit zu realisierende, wissenschaftlich-technische Ziele: 1) Neue Erkenntnisse durch umfassende und zeitgleiche thermohydraulische und hygienische Untersuchung und Bewertung einer repräsentativen Anzahl von bundesweit verteilten Trinkwasser-Installationen (TWI) sowie Vergleich mit der allgemeinen Statistik Legionella spp. und Pseudomonas aeruginosa. 2) Quantifizierung des Energieeinsparpotentials ohne Einsatz chemischer Desinfektionsmittel bei Nachweis der hygienisch-mikrobiologischen Unbedenklichkeit durch gezielte Technikumsversuche insbesondere mit neuen Methoden des adaptiven thermohydraulischen Abgleichs von Zirkulationssystemen. 3) Nutzung neuer mikrobiologischer und molekularbiologischer Analysemethoden zur hygienisch-mikrobiologischen Beurteilung der Qualität des erwärmten und kalten Trinkwassers und Etablierung derselben in der gezielten Ableitung von Maßnahmen. 4) Schaffung neuer Simulationswerkzeuge für die Abbildung der speziellen thermohydraulischen Vorgänge in der TWI unter Berücksichtigung der gegenseitigen Beeinflussung der Installationen für erwärmtes (TWW) und kaltes (TW) Trinkwasser. Die Bearbeitung wird in folgende Arbeitspakete (AP) strukturiert. AP I - Grundlagen; AP II - Bestandsaufnahme; AP III - Datenbanken für bundesweite Ergebnisse Legionella spp. und alle Projektergebnisse; AP IV - Neue Elemente TW-Installationen, AP V - neue Auslegungskriterien; AP VI - TW-TWW; AP VII- Gesamtsystembewertung; AP VIII - IEA DHC.
Das Projekt "Erkennung, Risiko und Bekämpfung von vorübergehend unkultivierenbaren Pathogenen in der Trinkwasserinstallation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Zentrum für Wasser- und Umweltforschung durchgeführt. Die Überwachung der hygienischen Qualität von Trinkwasser geschieht über die Detektion koloniebildender Einheiten (KBE). Wasserrelevante Pathogene wie Legionella pneumophila und Pseudomonas aeruginosa können jedoch auch dann in Trinkwasser-Installationen noch lebensfähig vorhanden sein, wenn sie durch Kulturmethoden nicht nachzuweisen sind. Sie befinden sich dann in einem vorübergehend nichtkultivierbaren Zustand, der als viable but not culturable (VBNC) bekannt ist, und in dem sie mit konventionellen Kultivierungs-Methoden nicht erfasst werden. Ziel des Projektes Biofilm Management ist es, eine Datenbasis zu schaffen, mit der die Voraussetzungen für die Abschätzung des Risikos durch lebende, aber vorübergehend nichtkultivierbare Pathogene geschaffen werden. Dies ist von unmittelbarer Bedeutung sowohl für die Aufklärung und Sanierung von Kontaminationsfällen als auch für die Konzeption und den Betrieb von Trinkwasser-Installationen in öffentlichen Gebäuden. Aufbauend auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen des Projekts sollen konkrete Hinweise für Wasserversorger, Gesundheitsbehörden und für andere verantwortlich Beteiligte entwickelt werden, die ein Management der Belastungen in der Trinkwasser-Installation und somit eine höhere Sicherheit der hygienischen Qualität von Wasser aus Trinkwasser-Installationen ermöglichen.
Das Projekt "Einfluss bakterieller Schleimbildung auf die Desinfektionsmittelresistenz von freien und an Oberflaechen angehefteten Gewaesserbakterien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gesamthochschule Duisburg, Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserchemie und Wassertechnologie durchgeführt. Die bakterielle Anheftung an Oberflaechen mit nachfolgender Biofilmbildung ist an aquatischen Standorten weitverbreitet und kann in technischen Systemen zu Betriebsstoerungen und hygienischen Problemen fuehren. Eine besondere Rolle bei der Biofilmbildung spielen extrazellulaere polymere Substanzen (EPS), meist Polysaccharide, die von den Bakterien ausgeschieden werden und zur Stabilitaet des Biofilms gegenueber physikalischen, chemischen und biologischen Einwirkungen beitragen. Anhand des im Wasser und Boden weit verbreiteten Bakteriums Pseudomonas aeruginosa soll untersucht werden, inwieweit die Bildung von EPS dieser Bakterien an der Resistenz gegenueber chemischen Desinfektionsmitteln ursaechlich beteiligt ist. Dazu sollen aus dem Aufwuchs aquatischer Standorte isolierte schleimbildende, sogenannte mucoide Staemme von P aeruginosa mit nicht-schleimbildenden Staemmen verglichen werden. Der Schleim mucoider Staemme von P aeruginosa enthaelt als charakteristisches EPS das saure Polysaccharid Alginat. Als Desinfektionsmittel werden Chlor und Wasserstoffperoxid verwendet. Im einzelnen sind folgende Untersuchungen vorgesehen: 1) Isolierung und Charakterisierung von freien und an Oberflaechen angehefteten P aeruginosa-Staemmen aus den Bereichen des aufbereiteten Trinkwassers, des Schwimmbeckenwassers, des Brauchwassers und natuerlicher Gewaesser. 2) Vergeichende Untersuchungen des Ueberlebens von P aeruginosa in An- und Abwesenheit von Alginatschleimbildung von suspendierten und an Aufwuchsmaterial (Aktivkohle, Metalloberflaechene) angehefteten Bakterien in Abhaengigkeit von Desinfektionsmittelkonzentration, Einwirkdauer, pH-Wert, Temperatur usw.
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