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23. October 2018

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Die sensible Haltbarkeit von Wasser

Die sensible Haltbarkeit von Wasser©piqs.de/fz18

Karl Landsteiner Privatuniversität Krems startet Forschungsprojekt „Aquascreen“ zur Vermehrung wassereigener Mikroorganismen. Wissenschaftlicher Schwerpunkt ist die Biostabilität sowie moderne DNA- und Zellanalysen mit möglichen Auswirkungen auch auf das Trinkwasser. Das Projekt passiert im Rahmen der neuen FTI-Strategie des Landes Niederösterreich.

Um die Qualität von Grund- und Quellwasser besser zu verstehen, sollen ab nun neue Methoden der Molekular- und Mikrobiologie sowie der chemischen Hochleistungsanalytik eingesetzt werden. Möglich wird dies über ein Projekt an der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften (KL Krems). Ziel ist dabei, disziplinenübergreifend neue Technologien zur Bewertung der Vermehrung von wassereigenen Bakterien und deren biochemischer Prozesse einzusetzen.

Wasser ist nicht nur H2O
Im Ergebnis soll damit die sogenannte Biostabilität von Wasser wesentlich genauer als bisher zu bestimmen und vorherzusagen sein – in Summe ein grundlegender Beitrag zur Wasserhygiene und Gesundheit. Das vom Land Niederösterreich im Rahmen des FTI-Programms geförderte Projekt baut dabei auf international beachtete Forschungsergebnisse des Interuniversitären Kooperationszentrums Wasser und Gesundheit (ICC Water & Health) und des Departments für Agrarbiotechnologie IFA-Tulln der Universität für Bodenkultur Wien auf. Diese erlauben Mikroorganismen und ihre Aktivitäten in Wasserproben genau zu charakterisieren.
Wasser ist nicht nur H2O, etwa wenn es als Grund- oder Quellwasser sprudelt. Wasser enthält auch eine Reihe von Mikroorganismen, deren natürlicher Lebensraum das kühle Nass bildet. Die Entwicklungsdynamik der wassereigenen Bakteriengemeinschaft in Grund- und Quellwasser ist bis heute kaum bekannt. Daher ist es immer noch schwierig, ihren möglichen Einfluss auf die Qualität des Wassers nach Lagerung und Verteilung zu bestimmen bzw. vorherzusagen. Das Projekt der KL Krems nimmt sich nun dieser Problematik an und entwickelt eine Verfahrenskombination, die erstmals eine umfassende Analyse der Dynamik wassereigener Bakterien und damit zusammenhängender, biochemischer Schlüsselprozesse im Zuge der Nutzung von Wasserressourcen erlauben soll.

Projektschwerpunkte
Das als Aquascreen bezeichnete Projekt wird dabei von Andreas Farnleitner, Leiter des Fachbereichs Wasserqualität und Gesundheit an der KL Krems koordiniert: "Bestehende Standardmethoden zum Nachweis von Mikroorganismen in Grund- und Quellwasser gehen noch auf Nachweisprinzipien aus dem 19. Jahrhundert zurück. Diese zielen hauptsächlich auf Bakterien ab, die eine Verschmutzung des Wassers von der Oberfläche her anzeigen, nicht aber auf die wassereigenen, teilweise gänzlich unbekannten Bakterien“, so Farnleitner.
In der Regel können weniger als 1 Prozent der wassereigenen Bakterien mit den Standardverfahren nachgewiesen werden. Bis heute ist entsprechend wenig über die Entwicklung dieser natürlichen Wassermikrobiota bekannt und das inkludiert auch wie sich diese über längere Zeiträume bei Lagerung und Verteilung auf die Qualität von Wasser auswirkt. „Zur Einschätzung und Vorhersage der Qualität von Trinkwasser, aber auch zur Identifizierung möglicher Gesundheitsgefährdungen, ist ein besseres Verständnis dieser Dynamiken unter Berücksichtigung der vorhandenen Nährstoff- und Umgebungssituation notwendig,“ unterstreicht Andreas Farnleitner.

Neue Verfahrenskombination
In Zusammenarbeit mit dem ICC Water& Health, dem IFA-Tulln und der EVN wird nun eine neue Verfahrenskombination entwickelt, die das Vorkommen und Wachstum von wassereigenen Bakterien genauer, schneller und unmittelbarer bestimmen kann. Dabei setzt das Team nach entsprechender Simulation der Lagerung des Wassers auf modernste DNA-Sequenzierungstechniken und zytometrische Methoden, bei denen Bakterienzellen fluoreszierend markiert und optisch erfasst werden.
"Wir können die aktiven und sich vermehrenden wassereigenen Bakterien direkt nachweisen und nicht nur indirekt nach ausgesuchten Indikatorbakterien suchen, die eine Verunreinigung andeuten können,“ so Alexander Kirschner vom Projektteam zu den Vorteilen des neuen Verfahrens. Darauf aufbauend wird Wolfgang Kandler vom IFA Tulln dieses Verfahren mit einem dritten Element verknüpfen – der chemischen Hochleistungsanalytik. Diese soll ermöglichen, zusätzlich zu Vorkommen und Wachstum der wassereigenen Bakterien auch damit verbundene biochemische Schlüsselprozesse im Rahmen der Wasserversorgung besser nachverfolgen zu können.

Das FTI-Programm von Niederösterreich
Das Projekt wird vom Land Niederösterreich (NOe) mit Fördermitteln aus dem FTI Programm unterstützt, das einen interdisziplinären Themenschwerpunkt zu Ernährung – Medizin – Gesundheit hat (economy berichtete). Das Land NOe trägt damit auch maßgeblich zum weiteren Ausbau des Schwerpunkts Wasserqualität und Gesundheit der KL Krems bei. Aquascreen kann so auch nahtlos auf laufende Ergebnisse eines von der NÖ Forschungs- und Bildungs GmbH. (NFB) im Rahmen des Science Call 2015 geförderten Projektes (Aquasafe) komplementär aufbauen.
Dabei wird ein neuer Ansatz zur Herkunftsbestimmung fäkaler Verunreinigungen in Wasser entwickelt sowie verfeinert und dazu werden hochspezifische, quantitative Nachweise geringster Mengen an genetischem Material (DNA) aus spezifischen Darmbakterien von Mensch oder Tier entwickelt. Dank der konsequenten Unterstützung dieser Forschungsarbeiten gelingt es der KL Krems eigenen Angaben zufolge, innerhalb kurzer Zeit mit dem Forschungsschwerpunkt Wasserqualität und Gesundheit wichtige Beiträge zur Gesundheit und Lebensqualität zu leisten.

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red/cc, Economy Ausgabe Webartikel, 07.09.2018