Verhalten und Identifizierung von Spurenstoffen und Mikroorganismen

Erkenntnisse zum Verhalten von „neuen“ bzw. bislang unbekannten Spurenstoffen in aquatischen Systemen und insbesondere bei der Trinkwasseraufbereitung sind in der Regel nicht verfügbar, können aber durch spezifische und praxisnahe Laborversuche mit nachfolgender Analytik erhalten werden. Hierbei werden insbesondere Fragestellungen zur Entfernbarkeit von Stoffen bei bestimmten Verfahren der Wasseraufbereitung adressiert. Da Spurenstoffe durch natürliche Abbauprozesse und bei der technischen Wasseraufbereitung aber auch umgewandelt werden können, ist die Aufklärung ihrer Transformationsprodukte ein wichtiger Baustein für die Bewertung eines Aufbereitungsverfahrens. Ebenso verfügen wir über modernste Methoden, um mikrobiologische Eintragspfade aufzuklären und den Befund „neuer“ Mikroorganismen zu bewerten. Wir bieten unseren Kunden durch analytisch-verfahrenstechnische Laboruntersuchungen unter praxisnahen Bedingungen Lösungsansätze und Konzepte, um bei aktuellen Fragestellungen zu Spurenstoffen und Mikroorganismen sowie möglichen Krankheitserregern gezielt zu prüfen und zu unterstützen.

Simulation der aeroben Uferfiltration

Zur Simulation biologischer Abbauprozesse bei der aeroben Uferfiltration wird Oberflächenwasser mit einem organischen Spurenstoff in umweltnahen Gehalten dotiert. Ein Test läuft über 30 Tage, wobei das Wasser ständig belüftet und vor Tageslicht geschützt über ein poröses Material (Sinterglasperlen) im Kreislauf gepumpt wird. Dieses poröse Material ist nicht adsorptiv und bietet Mikroorganismen optimale Bedingungen, um einen Biofilm ähnlich dem einer Infiltrationszone auszubilden. Die Interpretation der erhaltenen Abbaukurven mit der bereits breiten Datenbasis zuvor untersuchter Spurenstoffe führt zu einer guten Abschätzung der biologischen Abbaubarkeit.

Oxidative Umsetzung bei der Ozonung

Über Ozonungsversuche im Labormaßstab lässt sich die oxidative Umsetzung von Spurenstoffen bei der großtechnischen Aufbereitung gut simulieren. Dabei können je nach Fragestellung Behandlungen im Batch-Versuch oder Verfahren mit direktem Ozoneintrag angewendet werden. Über diverse nachgeschaltete analytische Methoden, z. B. hochauflösende massenspektrometrische Verfahren, können auch dabei entstehende Transformationsprodukte charakterisiert werden.

Ozonung gekoppelt mit biologisch aktiven oder sorptiven Behandlungsstufen

Untersuchungen zu Transformationsprodukten nach der Ozonung ohne Einbeziehung einer nachfolgenden biologisch aktiven Stufe bleiben in ihrer Aussagekraft unvollständig. Deshalb steht zur Realisierung kombinierter Versuche im Labormaßstab eine kontinuierlich betriebene Ozonung zur Verfügung, die bspw. mit einer biologisch aktiven Langsamsand- oder Aktivkohlefiltration gekoppelt werden kann. Hierüber können die oxidative Umsetzung und der biologische Abbau in Kombination simuliert werden.

Adsorptive Entfernung mittels Aktivkohle

Zur Charakterisierung des Stoffverhaltens in adsorptiven Prozessen können als Ergänzung zu Adsorptions-Isothermen auch Filtrationsversuche mit granulierter Aktivkohle in einem Kleinfiltertest durchgeführt werden, der auch kinetische Effekte der Adsorption berücksichtigt. Unter standardisierten Bedingungen werden innerhalb weniger Tage praxisnahe Aussagen zur wirtschaftlichen Entfernbarkeit von Spurenstoffen mittels Aktivkohle erhalten.

Bewertung mikrobiologischer Befunde (E. coli, coliforme Bakterien, Enterokokken) im Trinkwasser und Bewertung mikrobiologischer Befunde (Pseudomonas aeruginosa, Legionellen) in der Trinkwasserinstallation

Bei mikrobiologischen Problemen in der Trinkwasserinstallation geht es vor allem um Legionellen oder Pseudomonas aeruginosa. Wir beraten unsere Kunden bei Problemen in der Praxis, z. B. in Kliniken, und helfen bei der Bewertung und Einordnung von Befunden und der Ableitung von Gegenmaßnahmen

Nachweis und Bewertung von Krankheitserregern (z.B. Campylobacter, Pseudomonas aeruginosa, Legionellen)

In der Regel erfolgt die Untersuchung von Trinkwasser auf Indikatorbakterien. In verschiedenen Fällen, kann aber auch die Untersuchung auf Krankheitserreger sinnvoll sein oder es wird von Behörden gefordert (z.B. Untersuchung auf Pseudomonas aeruginosa nach Baumaßnahmen). Wir bieten kulturelle und molekularbiologische Untersuchungen verschiedener Krankheitserreger an und beraten bei der Bewertung von Nachweisen.

Identifizierung und Bewertung von fäkalen Eintragsquellen (Microbial Source Tracking)

Die Implementierung von effizienten und kostengünstigen Maßnahmen zur Verbesserung der mikrobiologischen Wasserqualität in einem Einzugsgebiet erfordert die möglichst exakte Bestimmung der Herkunft der fäkalen Verunreinigung. Die derzeit zur Qualitätskontrolle angewendeten mikrobiologischen Methoden geben jedoch keinen Aufschluss über die Herkunft der Kontamination. Wir bieten neue molekularbiologische Methoden an, die die Identifizierung von fäkalen Eintragsquellen ermöglichen.

Nachweis und Bewertung von Antibiotikaresistenten Bakterien und Antibiotikaresistenzgenen

Die langjährige und umfangreiche Verwendung von Antibiotika hat die Bildung und Verbreitung von antibiotikaresistenten Bakterien und Antibiotikaresistenzgenen nicht nur im klinischen Bereich sondern auch in der aquatischen Umwelt begünstigt. Aus diesem Grund werden antibiotikaresistente Bakterien und Antibiotikaresistenzgene als neue Parameter zur Beurteilung der hygienischen Wasserqualität zunehmend diskutiert. Wir verfügeb durch eine Reihe von Forschungsvorhaben über langjährige Erfahrungen zum Nachweis von Antibiotikaresistenzen in der Umwelt. Die entsprechende Untersuchungen sowie eine Bewertung der Ergebnisse stehen auch für Auftragsarbeiten zur Verfügung.

Nachweis und Bewertung von Viren

Humanpathogene Viren können durch ihre niedrige Infektionsdosis auch in sehr geringen Konzentrationen gesundheitlich bedenklich sein. Die WHO empfiehlt deswegen bei Risikobewertungen von Rohwässern das Vorkommen von humanpathogenen Viren ebenfalls zu berücksichtigen. Der schnelle Nachweis dieser hygienisch relevanten, geringen Virenkonzentrationen stellt die Nachweistechnik vor eine große Herausforderung. Das TZW konnte in laufenden und abgeschlossenen Forschungsvorhaben bereits umfangreiche Erfahrung in der Detektion von Viren in der Umwelt sammeln. Gleichermaßen setzt sich das TZW für eine ständige Weiterentwicklung und Validierung molekularbiologischer Methoden zum schnellen Nachweis von Viren – beispielsweise auch für den Einsatz bei Desinfektionsverfahren - ein.