Der Klimawandel führt in vielen Regionen der Welt zu einer Verschärfung der Wasserknappheit und negativen Beeinträchtigung der Wasserqualität durch Starkregenereignisse und Dürreperioden. Ein besseres Verständnis der Ausbreitung von mikrobiologischen Verunreinigungen im Grundwasser ist wichtig um dem entgegenzuwirken.
Das DFG-Projekt PrePat („Development and application of non-pathogens and extracellular DNA for predicting transport and attenuation of pathogens and antibiotic resistance genes in groundwater“) hat zum Ziel, das Verständnis des Transportes von Bakterien, Viren und Antibiotikaresistenzgenen im Grundwasser zu verbessern. Dafür werden in Geländeuntersuchungen gezielt nicht-pathogene Mikroorganismen ins Grundwasser eingebracht und deren Transportverhalten analysiert. Die Transportstrecken im Untergrund liegen dabei zwischen 3 bis 12 km. In einigen Experimenten werden die Mikroorganismen mehrere Tage durch den Grundwasserleiter transportiert bevor sie wieder zu Tage treten. Zudem werden z.B. bei Starkregenereignissen auftretende Bakterien, Viren und Antibiotikaresistenzgene detektiert, ihre Quellen identifiziert und daraus Rückschlüsse auf ihre Mobilität gezogen.
Die Studien werden die Auswirkungen verschiedener Aquiferbedingungen und Eintragsszenarien auf den Transport und die Abschwächung von Mikroorganismen im Untergrund bewerten. Durch ereignisbasierte Studien können die gewonnenen Erkenntnisse anhand von Daten aus natürlichen Kontaminationsereignissen getestet werden. Das Projekt wird von den lokalen Behörden und Wasserversorgern unterstützt.
Schließlich wird eine Auswahl von nicht-pathogenen Mikroorganismen und extrazellulärer DNA als Tracer unter bestimmten Umweltbedingungen benannt, die zur Untersuchung des Transport- und Rückhalteverhaltens von Bakterien, Viren und Antibiotikaresistenzgenen in anderen Einzugsgebieten genutzt werden können. Durch ihren Einsatz können in Zukunft wichtige Fragen des Grundwassermanagements und der Risikobewertung beantwortet werden.
Veröffentlichung
Stange, C.; Tiehm, A.: Occurrence of antibiotic resistance genes and microbial source tracking markers in the water of a karst spring in Germany. The Science of the total environment 742: 140529 (2020) DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.140529
