Online-Erfassung pathogenbürtiger Wasserverunreinigungen über Fäkalpigmente (Fec-Online)

Fluoreszenz eines Fäkalpigments

Bei dem Projekt Fec-Online handelt es sich um ein Deutsch-Indisches Forschungsvorhaben, das auf die Entwicklung einer Methodik zur zeitnahen Detektion von fäkalen Verunreinigungen im Wasser abzielt.

Eine vielversprechende Alternative für zeitaufwändige Messungen von Pathogenen in Wasser ist der Nachweis von Fäkalpigmenten (FP) als Indikatorverbindungen durch 2D-Fluoreszenzspektroskopie. Die Pigmentanalyse ist sehr effektiv und wird für die Frühwarnung gegen Cyanotoxine in Wasser seit langem verwendet. Während Algenpigmente direkt gemessen werden können, sind die Fäkalpigmente von geringerer Konzentration, so dass die Empfindlichkeit sowie die Selektivität der Methode verbessert werden muss.

Im Ergebnis wurde eine Methode entwickelt, die auf die Komplexierung von FP mit Übergangsmetallen basiert und zu einer deutlichen Empfindlichkeitssteigerung der FP-Fluoreszenz führt. Die erzielte Nachweis- und Bestimmungsgrenze des fluoreszenzspektroskopischen Verfahrens liegt bei 28 ng/L bzw. 77 ng/L.

Im Rahmen eines Überwachungsprogramms an verschiedenen Oberflächengewässern sowie Kläranlagenzu- und abläufen wurde die Eignung der FP-Fluoreszenz als Indikator für fäkale Bakterien (Enterokokken, E. coli) untersucht. Dabei wurden die fluoreszenzspektroskopischen Analysen neben bakteriologischen Untersuchungen auch über eine chromatographische Methode (LC-MS) zur Erfassung von FP abgesichert. Im Ergebnis konnten signifikante Korrelationen zwischen der FP-Fluoreszenz und mikrobiologischen Parametern (Enterokokken, E. coli) ermittelt werden.

Weiterhin konnte von der Firma bbe Moldaenke ein Prototyp für ein Onsite-Gerät entwickelt und gefertigt werden, welches FP mittels Fluoreszenz bestimmt. Im Rahmen des Überwachungsprogrammes konnte gezeigt werden, dass es prinzipiell für die Bestimmung der FP-Fluoreszenz geeignet ist.

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