UmweltJournal Ausgabe 2019
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16 WASSER-, ABWASSERBEHANDLUNG<br />
<strong>UmweltJournal</strong> /September <strong>2019</strong><br />
DNA entlarvt Mensch als Hauptverursacher von Fäkalien in der Donau<br />
Wer hat da in die Donau gemacht?<br />
Karl Landsteiner Privatuniversität Krems, Technische Universität Wien und Medizinische Universität Wien legten vergangenes Jahr Ergebnisse der größten Wasserhygiene-<br />
Studie ihrer Art vor.<br />
CSI und Forensik identifizieren<br />
nicht nur Serienmörder,<br />
sondern<br />
auch die Verursacher von Wasserverschmutzungen.<br />
Zumindest<br />
wenn es um Fäkalien geht.<br />
Das hat ein Team um Andreas<br />
Farnleitner von der Karl Landsteiner<br />
Privatuniversität Krems<br />
(KL Krems) und der TU Wien<br />
vergangenes Jahr für die Donau<br />
zeigen können. Grundlegend<br />
dafür war eine von ihm gemeinsam<br />
mit Kollegen des Interuniversity<br />
Cooperation Centre for<br />
Water & Health (ICC Water<br />
& Health) verfeinerte molekulargenetische<br />
Methode, die anhand<br />
von Bakterien-DNA eine<br />
Unterscheidung von menschlichen<br />
und tierischen Fäkalien erlaubt.<br />
Mit den bisherigen Standardmethoden<br />
ist dies nicht<br />
möglich gewesen. Doch genau<br />
das ist wichtig, wenn es darum<br />
geht, bei einer akuten Wasserverschmutzung<br />
die Verursacher<br />
zu identifizieren.<br />
Damit ist klar: Der Mensch ist<br />
weiterhin die Hauptquelle für die<br />
mikrobielle Fäkalverunreinigung<br />
in der Donau – trotz Abwassermanagement<br />
und Kläranlagen.<br />
Das ist das Ergebnis der umfangreichen<br />
Analyse der Fäkalbelastung<br />
der Donau. Dabei kam die<br />
neue molekulargenetische Methode<br />
zum Einsatz.<br />
Mensch oder Tier<br />
Foto: colourbox<br />
Der Mensch ist weiterhin die Hauptquelle für die mikrobielle<br />
Fäkalverunreinigung in der Donau – trotz Abwassermanagement<br />
und Kläranlagen.<br />
„Flüsse dienen häufig der Gewinnung<br />
von Trinkwasser“, erklärt<br />
Andreas Farnleitner, der den<br />
Fachbereich Wasserqualität und<br />
Gesundheit an der KL Krems leitet.<br />
„Verunreinigungen mit Fäkalien<br />
stellen daher eine potenzielle<br />
Gefährdung der Gesundheit<br />
dar. Die standardisierten Nachweismethoden<br />
basieren auf der<br />
Kultivierung von Fäkalindikatorbakterien<br />
und geben keine Auskunft<br />
über die Kontaminationsverursacher,<br />
also ob die Fäkalien<br />
menschlichen oder tierischen<br />
Ursprungs sind. Das von uns in<br />
der Donau-Studie angewendete<br />
genetische Verfahren gibt hingegen<br />
genau darüber Auskunft.“<br />
Grundlage des Verfahrens<br />
sind dabei genetische Marker<br />
spezifischer Bakterienarten<br />
(Bacteroidetes), die Bestandteil<br />
der Ausscheidungen von<br />
Mensch und Tier sind. Anhand<br />
ihrer jeweiligen typischen<br />
DNA-Sequenzen lassen diese<br />
Marker Rückschlüsse darüber<br />
zu, ob eine Fäkalienbelastung<br />
von Menschen, Wiederkäuern<br />
oder Schweinen stammt. Da<br />
die wirtsassoziierten Fäkalmarker<br />
(host-associated Bacteroidetes<br />
genetic faecal marker)<br />
im Donauwasser jedoch in<br />
geringer Konzentration vorkommen,<br />
vervielfältigte das<br />
Team um Farnleitner diese<br />
mit der sogenannten PCR-Methode<br />
(Polymerase Chain Reaction),<br />
um sie anschließend zu<br />
identifizieren und Menschen,<br />
Wiederkäuern oder Schweinen<br />
zuzuordnen.<br />
„Das Ergebnis war eindeutig:<br />
Über eine Länge von 2.580 Kilometern<br />
stammen die mikrobiellen<br />
Fäkalbelastungen in der<br />
Donau vor allem vom Menschen.<br />
Die Rolle von Weidevieh<br />
und intensiver Schweinehaltung<br />
entlang des Flusses war überall<br />
vergleichsweise gering“, erläutert<br />
Alexander Kirschner vom<br />
Institut für Hygiene und Angewandte<br />
Immunologie der Medizinischen<br />
Universität Wien, der<br />
gemeinsam mit Farnleitner die<br />
Studie koordinierte. „Das ist insofern<br />
bedeutend, als menschliche<br />
Verunreinigungen potenziell<br />
gefährlicher sind. Denn die darin<br />
enthaltenen Arten von Krankheitserregern<br />
besitzen für den<br />
Menschen in der Gesamtheit<br />
ein höheres Infektionspotenzial<br />
als dies tierische Erreger haben.<br />
Aber – auch das muss in aller<br />
Deutlichkeit gesagt werden – die<br />
Donau ist für ihre Größe, dank<br />
der zahlreichen Gewässerschutzmaßnahmen,<br />
ein ausgesprochen<br />
sauberes Gewässer”.<br />
Internationale Studie<br />
Tatsächlich gelang es dem Team,<br />
die praktische Nutzanwendung<br />
der neuen Methode für ein großes<br />
internationales Fluss- und<br />
Einzugsgebiet unter Beweis zu<br />
stellen. Begonnen hatte diese<br />
Arbeit bereits im Jahr 2013 und<br />
wurde von Wissenschaftlern<br />
vorwiegend aus dem Donauraum<br />
im Rahmen des Joint Danube<br />
Survey 2013 (JDS2013)<br />
durchgeführt.<br />
An über 70 Stellen der Donau<br />
wurden damals sowohl im<br />
Mittellauf des Flusses, als auch in<br />
Ufernähe Proben entnommen.<br />
Zusätzlich wurde an drei ausgesuchten<br />
Entnahmestellen die<br />
mikrobiologische Wasserqualität<br />
über einen Zeitraum von einem<br />
ganzen Jahr beobachtet. Alle<br />
Proben wurden dann sowohl<br />
mit den Standardmethoden auf<br />
Basis von Indikatorbakterien, als<br />
auch mit molekularbiologischen<br />
Methoden zum Nachweis von<br />
genetischen Markern untersucht.<br />
Die weitere Analyse der über<br />
4.000 Proben wurde dann bereits<br />
zusammen mit dem Team der<br />
KL Krems durchgeführt.<br />
Die großen Mengen an<br />
Daten zur räumlichen und zeitlichen<br />
Verteilung von mikrobiellen<br />
Fäkalbelastungen in der Donau,<br />
sowie die Identifizierung<br />
ihrer Verursacher machen diese<br />
durchgeführten Untersuchungen<br />
zu den umfangreichsten<br />
ihrer Art.<br />
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