Weltweit einzigartiger Ansatz zur Bewertung der Auswirkungen von Abwasser auf die Navigation auf der Donau
Ein aktuelles Forschungsprojekt der inter-universitären Kooperation zwischen der MedUni Wien, der TU Wien und der Karl Landsteiner Universität Krems war das erste weltweit, das starke Evidenz hinsichtlich des Einflusses von nagivationsbedingten small-scale Abwasser und Fäkalien auf Wasserläufe liefert. Eine neue integrative Methode wurde zu diesem Zweck entwickelt. Die praktische Anwendung auf ein 230 Kilometer langes Stück der Donau zeigte den potenziell hohen Einfluss, aber auch die korrekte Entsorgung, die während dieser Periode stattgefunden haben musste. Die verwendete Methode, die großes Interesse von Experten auf sich zog, wurde nun international publiziert im renommierten Journal „Water Research“, wodurch sie für die Anwendung auf andere Gewässer rund um den Globus verfügbar wird.
Durch die emotional aufgeheizte Debatte der letzten Jahre im Hinblick auf die mögliche Verschmutzung der Donau durch Flussfahrten und Frachttransport per Schiff strebte ein Team, geführt von Alexander Kirschner (MedUni Wien und KL Krems) und Andreas Farnleitner (KL Krems und TU Wien) eine wissenschaftliche Untersuchung des realen Sachverhalts an, sowie die Entwicklung einer Methode mit hoher räumlicher Auflösung.
Ein dreistufiger Prozess
Der „ICC Water & Health“, bestehend aus Forschungsgruppen unseres Instituts an der MedUni Wien (Alexander Kirschner & Regina Sommer), der TU Wien und der Karl Landsteiner Universität Krems arbeiteten für diese Studie eng mit dem Abwassermanagement des Bundeslandes Niederösterreich zusammen.
Der Prozess an sich umfasst theoretische Vorhersagen des Verschmutzungspotenzials, präzise Felddetektion und komplexe statistische Kalkulationen. Für den ersten Schritt spielt das Vorkommen des Indikator-Bakteriums E.Coli innerhalb einer spezifischen Flussregion („pollution source profiling“) eine wichtige Rolle. Die möglichen Einflüsse von kommunalen Kläranlagen und Schiffnavigation wurden separat berechnet, basierend auf Größen relevanter Indikatorbakterien pro Tag und Person. Ebenso wurden die Verarbeitungskapazitäten existierender Kläranlagen in die Kalkulation miteinbezogen. Es zeigte sich, dass der Input der Kläranlagen und die Verschmutzung durch Schifffahrt sich die Waage halten, falls die Abwässer der Schiffe nicht entsprechend verwertet werden.
Auch Satellitendaten wurden einbezogen
Im zweiten Schritt verwendete das Team sowohl traditionelle, standardisierte Kultivierungstechniken als auch state-of-the-art molekulargenetische Methoden um den Ursprung der fäkalen Verschmutzung auszumachen. Zusätzlich wurden zahlreiche chemische und physikalische Werte der Proben bestimmt. Im letzten Schritt wurden immense Datenvolumina aus Satellitendaten der Schiffsbewegungen (via Automated Identification System, AIS) innerhalb der analysierten Flussregion miteinbezogen. Es zeigte sich, dass die Ausflüsse der Kläranlagen einen deutlichen Einfluss haben, wobei aber flussabwärts einer Anlegestelle in Krems der Einfluss von Schiffabwasser zu erhöhten Levels fäkaler Verschmutzung führte. Aus diesem Grund sind strenge Kontrollen der Abwasserableitung von Schiffen auf der Donau anzuraten.
Verweise
Steinbacher SD, Ameen A, Demeter K, Lun D, Derx J, Lindner G, Sommer R, Linke RB, Kolm C, Zuser K, Heckel M, Perschl A, Blöschl G, Blaschke AP, Kirschner AKT*, Farnleitner AH* (2024) Assessing the impact of inland navigation on the faecal pollution status of large rivers: A novel integrated field approach. Water Research 261: 122029; doi.org/10.1016/j.watres.2024.122029, *corresponding authors
Wasser-Ressourcen und Trinkwassergewinnung
Vienna Water Resource Systems 2020+ (VIWa2020+)
Fördergeber: Wiener Wasser
PI: Alexander Kirschner
Partner: TU Wien, KL Krems
Laufzeit: Nov 2020 – Okt 2028
Mikrobiologische und chemo-physikalische Echtzeitparameter zur Qualitätskontrolle in der mobilen Trinkwasseraufbereitung (SEWAT)
Fördergeber: FFG
PI: Alexander Kirschner, Lena Campostrini
Partner: Österr. Bundesheer – ABC Abwehr, Österr. Rotes Kreuz, Deutsche Bundeswehr - WIS, TU Wien, KL Krems, S:can, Vienna Water Monitoring Systems, bNovate
Laufzeit: Nov 2020 – Okt 2028
Fäkale Belastung und Antibiotikaresistenzen
Fäkale Ausbreitungswege von Antibiotikaresistenzen in der Donau
Fördergeber: FWF
PI: Alexander Kirschner (MUW)
Partner: MedUni Graz, KL Krems, IFA Tulln, Uni Belgrad
Laufzeit: 6/2019 – 6/2024
RIVAR-A quantitative concept for the investigation of human-associated antibiotic resistances in rivers along the human wastewater path
Fördergeber: GFF
PI: Alexander Kirschner (MUW, KL)
Partner: KL Krems, MedUni Graz, IFA Tulln
Laufzeit: 3/2020 – 8/2024
Harmonization of the microbiological methods for the assessment of the Danube River water quality
Fördergeber: ÖAD
PI: Alexander Kirschner (MUW)
Partner: TU Wien, MedUniGraz, Univ. Belgrad
Laufzeit: 9/2018 – 7/2019
Joint Danube Survey 2019 – Basic Microbiological Program
Fördergeber: BMNT, ICPDR
PI: Alexander Kirschner
Partner: KL Krems, TU Wien, MedUniGraz, Univ. Belgrad, u.a.
Laufzeit: 6/2019 – 6/2020
FECAL-FISH – A cell based approach to detect abundant fecal associated bacteria in water
PI: Alexander Kirschner
Partner: KL Krems, TU Wien,
Laufzeit: 1/2018 – 7/2019
Vibrio cholerae in Badegewässern
An innovative strategy for the quantification and prediction of toxigenic and non-toxigenic Vibrio cholerae in environmental water resources
Fördergeber: NFB (Life Science Call 2017)
PI: Alexander Kirschner
Partner: TU Wien, IFA Tulln, WC Lunz, Amt der NÖ Landesregierung-Umwelthygiene, Univ. Carleton, Canada
Laufzeit: 1/2019 – 03/2023
Optimization of CARD-FISH for detection of Vibrio cholerae in water
PI: Alexander Kirschner
Partner: TU Wien
Laufzeit: 10/2018 – 12/2019
Biostabilität und Flow Cytometry
MultiSense Aqua – Automated Online Flow Cytometry for Real-time Monitoring of Bacteria and Particles in Drinking Water
Fördergeber: Eurostars – Horizon 2020/FFG
PI: Alexander Kirschner
Partner: TU Wien, bNovate (Schweiz), Sigrist (Schweiz), MA 31 – Wiener Wasser
Laufzeit: 5/2019 – 10/2022
Projektbeteiligungen
AQUASAFE – Establishing water safety monitoring for tomorrow – new technologies for the detection and tracking of faecal contamination
Fördergeber: NFB (Life Science Call 2016)
PI: Andreas Farnleitner (KL Krems)
Partner: TU Wien, EVN
Laufzeit: 9/2017 – 8/2019
AQUASCREEN – Entwicklung eines zukunftsweisenden Wasseruntersuchungsverfahrens für die Trinkwasserversorgung von morgen
Fördergeber: FTI Programm NÖ, Fördercall 2017: Ernährung, Medizin und Gesundheit
PI: Andreas Farnleitner (KL Krems)
Partner: TU Wien, EVN
Laufzeit: 9/2018 – 8/2020
Protozoan Mimics – Validating and Upscaling a new Cryptosporidium Surrogate for Groundwater Transport Studies
Fördergeber: FWF-Herta Firnberg-Projekt
PI: Margaret Stevenson (TU Wien)
Laufzeit: 5/2018 – 4/2020
Selection and Characterization of DNA Aptamers for Health-relevant Bacteria in Water
Fördergeber: ÖAW-Doc-Stipendium
PI: Claudia Kolm (TU Wien/IFA Tulln)
Laufzeit: 10/2017 – 9/2020
The impact of Giardia spp. as a reference pathogen in urban water systems
Fördergeber: WWTF-Projekt ESR17-070
PI: Silvia Cervero-Aragó
Laufzeit: 2018 – 9/2021
Weitere bereits abgeschlossene Projekte finden Sie auf der Website unseres ICC Water & Health.