Der kontinuierliche und hohe Einsatz von Antibiotika hat in den letzten Jahren zu einer Zunahme von Antibiotikaresistenzen nicht nur bei Mensch und Tier, sondern auch in Grund- und Oberflächenwässern geführt. Davon ausgehend stellt sich die Frage wie sich diese Resistenzen bei der Wasseraufbereitung verhalten.
Die zunehmende Anwendung von Antibiotika in der Human- und Veterinärmedizin, hat zu einer besorgniserregenden Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen geführt, die die Therapierbarkeit von Infektionskrankheiten erschwert. Internationale Studien belegen, dass Antibiotikaresistenzen in Abwasser, Oberflächengewässern aber auch im Grundwasser vorkommen. Diese Antibiotikaresistenzen wurden für Mikroorganismen nachgewiesen, die keine Krankheitserreger sind. Es gibt aber Hinweise, dass es im Körper zu Genübertragungen auf die Darmflora und auf pathogene Mikroorganismen kommen kann. In Deutschland wird größtenteils Grundwasser zur Trinkwassergewinnung genutzt. Aber auch Oberflächenwasser bzw. Uferfiltrat stellen wesentliche Rohwasserquellen dar.
Aus diesem Grund wurden in diesem DVGW-Projekt die wesentlichen zur Wasseraufbereitung eingesetzten reaktiven Verfahren, d.h. Ozonung, UV-Behandlung und Desinfektion mit Natriumhypochlorit, in Bezug auf die Verminderung von antibiotikaresistenten Keimen untersucht. Hierzu wurden Proben eingesetzt, die mit Modellkeimen aufdotiert wurden. Die Keimzahlen wurden mittels Kulturverfahren bestimmt, außerdem wurde die Kopienzahl ausgewählter Antibiotika-Resistenzgene bestimmt. Die Anzahl der kultivierbaren Bakterien nahm mit steigender Chlor-, Ozon- und UV-Dosis im erwarteten Maß ab. Beim Eliminationsverhalten der Antibiotikaresistenzgene zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen den untersuchten Wasseraufbereitungsverfahren. Bei der Ozonung war eine gleichzeitige Abnahme der Keimzahlen und Resistenzgene zu beobachten, während bei der Chlorung die Abnahme der Resistenzgene im Vergleich zur Keimzahl langsamer erfolgte. Durch Chlor werden die Bakterienzellen derart geschädigt, dass sie nicht mehr kultivierbar sind, die DNA aber zunächst intakt bleibt. Auch bei der UV-Bestrahlung wurde eine geringe Reduktion der Antibiotika-Resistenzgene im Vergleich zur Abnahme der Bakterienzahlen im Kulturverfahren ermittelt. Die unterschiedlichen Eliminationsleistungen der Aufbereitungsverfahren in Bezug auf Antibiotika-Resistenzgene sind in den unterschiedlichen Reaktionsmechanismen der reaktiven Verfahren begründet, wobei die Ozonung zur stärksten Reduktion der Resistenzgene führte.
Veröffentlichungen
Stange C., Tiehm A.: Verhalten von Antibiotika-Resistenzgenen bei der Trinkwasseraufbereitung. Veröffentlichungen aus dem Technologiezentrum Wasser, ISSN 1434-5765, TZW-Band 76 (2017)
Stange C., Sidhu J.P.S., Tiehm A., Toze S.: Antibiotic resistance and virulence genes in coliform water isolates. International Journal of Hygiene and Environmental Health 219: 823-831 (2016)
Stoll C., Sidhu J.P.S., Tiehm A., Toze S.: Prevalence of clinically relevant antibiotic resistance genes in surface water samples collected from Germany and Australia. Environmental Science & Technology 46: 9716-9726 (2012)
Stange C., Sidhu J.P.S., Toze S., Tiehm A.: Comparative removal of antibiotic resistance genes during chlorination, ozonation, and UV treatment. Int. J. Hyg. Environ. Health 222: 541-548 (2019) DOI 10.1016/j.ijheh.2019.02.002
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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