Technische Universität Wien
> Zum Inhalt
2017-11-10 [

Florian Aigner

 | Büro für Öffentlichkeitsarbeit ]

DNA-Tests für das Abwasser

René Mayer vom Interuniversitären Kooperationszentrum für Wasser und Gesundheit an der TU Wien testete innovative Methoden zur Wasseranalyse und wurde dafür mit dem Wissenschaftlichen Förderpreis der Wiener Umweltschutzabteilung ausgezeichnet.

Dr. Wolfgang Zerobin, Dr René Mayer und Prof. Josef Glößl (v.l.n.r.)

Sauberes Wasser ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für unsere Gesundheit. Um dafür zu sorgen, dass unsere hohe Wasserqualität erhalten bleibt, braucht man möglichst aussagekräftige standardisierte Testmethoden. Biologische Verunreinigungen – etwa Bakterien, die durch Fäkalien ins Wasser geraten sind – lassen sich heute mit DNA-Tests nachweisen. René Mayer vom ICC Water  Health am Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften hat in seiner Dissertation die Aussagekraft solcher Tests genau analysiert. Von der Wiener Umweltschutzabteilung wurde er dafür nun mit einem Förderpreis ausgezeichnet.

Das ICC Water and Health (Interuniversitären Kooperationszentrum für Wasser und Gesundheit, www.waterandhealth.at) wird von der TU Wien, der Medizinischen Universität Wien und der Karl Landsteiner Universität für Gesundheitswissenschaften Krems getragen. Die Ausgezeichnete Dissertation wurde vom FWF gefördert.

Mensch oder Tier?
Fäkale Verunreinigungen des Wassers können sowohl auf Menschen als auch auf Tiere zurückgehen – in jedem Fall enthalten sie eine große Anzahl an Krankheitserregern und werden daher als gefährliche Kontamination von Wasserressourcen angesehen. „Die genaue Herkunft der Verunreinigung zu kennen spielt in solchen Fällen eine wichtige Rolle“, erklärt René Mayer. „Einerseits, um das hygienische Risiko genau beurteilen zu können, andererseits auch, um im jeweiligen Wassereinzugsgebiet die passenden Schutzmaßnahmen ergreifen zu können.“

Daher wurden in den letzten Jahren unter anderem an der TU Wien Methoden entwickelt, um spezifische Mikroorganismen anhand spezieller DNA-Abschnitte zu erkennen. So kann man auch rasch und zuverlässig klären, ob es sich um Mikroorganismen handelt, die von Weidetieren ins Wasser gelangt sind, oder ob es sich um Bakterien menschlichen Ursprungs handelt. „Allerdings gab es bei dieser Methode noch eine Vielzahl unbeantworteter Fragestellungen“, sagt Mayer. „Wie man etwa bei Kläranlagen Proben entnehmen muss, um zuverlässige und aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten, war bisher noch unklar.“

Mischproben: Über einen Tag gemittelt
Für chemische Untersuchungen in Kläranlagen greift man normalerweise auf 24h-Mischproben zurück. Nachdem die Inhaltsstoff-Konzentrationen über den Tag hinweg schwanken können, entnimmt man die Probe nach und nach über 24 Stunden hinweg und analysiert die daraus entstehende Wassermischung. „In der Mikrobiologie war das bisher nicht üblich, da gab es noch methodologische Bedenken“, berichtet René Mayer. „In meiner Dissertation konnte ich allerdings zeigen, dass diese repräsentative Probenentnahmetechnik, wenn man sie richtig durchführt, auch bei mikrobiologischen Untersuchungen die richtigen Ergebnisse liefert.“

Mit diesem Wissen machte sich René Mayer daran, zahlreiche Abwasserproben zu untersuchen. Dabei zeigte sich, dass die verwendeten DNA-Untersuchungsmethoden genau genug sind, um human-assoziierte Bakterien und auch bestimmte Viren zuverlässig zu detektieren. Schließlich wurde auch noch getestet, ob die Erkenntnisse weltweit anwendbar sind: Der Zu- und Ablauf von 29 Kläranlagen aus 13 Ländern auf 6 Kontinenten wurde analysiert – und tatsächlich konnten die Bakterien überall, unabhängig von Herkunftsland, Jahreszeit und Kläranlagengröße nachgewiesen werden.

Wissenschaftlicher Förderpreis
Am 6. November 2017 vergab die Wiener Umweltschutzabteilung (MA22) den Wissenschaftlichen Förderpreis 2017 an René Mayer. Dieser Preis wird jährlich für eine wissenschaftliche Arbeit im Bereich des Umweltschutzes vergeben, die prämierte Arbeit wird von einer Fachjury ausgewählt.

Foto: MA22, Wien

Die ausgezeichneten Publikationen:

Mayer R, Bofill-Mas S, Egle L, Reischer G, Schade M, Fernandez-Cassi X, Fuchs W, Mach R, Lindner G, Kirschner A, Gaisbauer M, Piringer H, Blaschke AP, Girones R, Zessner M, Sommer R, Farnleitner A (2016): Occurrence of human-associated Bacteroidetes genetic source tracking markers in raw and treated wastewater of municipal and domestic origin and comparison to standard and alternative indicators of faecal pollution. Water Research 90: 265–276

Mayer RE, Vierheilig J, Egle L, Reischer GH, Saracevic E, Mach RL, Kirschner AKT, Zessner M, Sommer R, Farnleitner AH (2015): Automated Sampling Procedures Supported by High Persistence of Bacterial Fecal Indicators and Bacteroidetes Genetic Microbial Source Tracking Markers in Municipal Wastewater during Short-Term Storage at 5°C. Applied and Environmental Microbiology 81(15): 5134-5143