Der Nachweis von Indikatorbakterien (wie z.B. E. coli) zeigt eine fäkale Belastung im Gewässer, erlaubt jedoch keinen Rückschluss auf den Ursprung. Mit Hilfe sogenannter Microbial Source Tracking-Methoden (MST) ist es möglich, der Herkunft solcher Verunreinigungen auf die Spur zu kommen.
Die Implementierung von effizienten und kostengünstigen Maßnahmen zur Verbesserung der mikrobiologischen Wasserqualität fordert die Bestimmung der Herkunft und des Ausmaßes fäkaler Verunreinigungen. Je mehr Informationen über das Einzugsgebiet sowie die fäkalen Verunreinigungen vorliegen, um so gezielter können administrative oder technische Maßnahmen ergriffen werden. Die Erfassung von Indikatorbakterien ermöglicht den Nachweis von Beeinträchtigungen der Wasserqualität durch Fäkaleinträge, gibt jedoch keinen Aufschluss über die Herkunft der Kontamination. Neue vorwiegend molekularbiologische Methoden haben das Potential, die Herkunft von Fäkaleinträgen möglichen Quellen zuzuordnen. Diese Methoden werden auch Microbial Source Tracking (MST)-Methoden genannt. Vielversprechende genetische Marker für MST-Anwendungen sind u.a. wirtsspezifische Bacteroides 16S rRNA-Genabschnitte oder Bereiche der eukaryotischen mitochondrialen DNA (mtDNA).
Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung und Prüfung neuer Methoden zur Identifizierung von fäkalen Eintragsquellen im Einzugsgebietsmaßstab. Die Praxistauglichkeit der neuen molekularbiologischen Marker wurde in Bezug auf Spezifität, Sensitivität und Stabilität beurteilt. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass mit etablierten Microbial Source Tracking-Verfahren sehr empfindliche und spezifische Werkzeuge für die Identifizierung von fäkalen Einträgen im Einzugsgebietsmaßstab zur Verfügung stehen.
Durch die Untersuchungen von MST-Markern konnten Aussagen über das Auftreten und die Stärke von spezifischen fäkalen Belastungen in zwei städtisch und zwei ländlich geprägten Einzugsgebieten getroffen werden. Kontaminationsquellen wurden identifiziert und Vorschläge für gezielte Maßnahmen im Einzugsgebiet abgeleitet. Insgesamt zeigen die Ergebnisse die Praxistauglichkeit und das Potential der entwickelten molekularbiologischen Microbial Source Tracking-Methoden.
Veröffentlichungen
Stange C., Tiehm A.: Molekularbiologische Identifizierung fäkaler Eintragsquellen in einem Karst-Einzugsgebiet. Veröffentlichungen aus dem Technologiezentrum Wasser, ISSN 1434-5765, TZW-Band 65: 35-50 (2014)
Stange C., Yin D., Xu T., Guo X., Schäfer C., Tiehm A.:
Distribution of clinically relevant antibiotic resistance genes in Lake Tai, China. Science of the Total Environment 655: 337-346 (2019) DOI 10.1016/j.scitotenv.2018.11.211
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