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Vorkommen Antibiotika-resistenter Bakterien in der aquatischen Umwelt. Zusammenhänge zu dem Vorkommen antibiotisch wirkender Substanzen

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[Quelle: https://d-nb.info]

Ein Anstieg der Resistenzen bei gleichzeitiger Stagnation hinsichtlich der Ent-wicklung neuer Antibiotika ist vor allem für Infektionen mit Gram-negativen Bakte-rien kritisch. Die WHO spezifizierte bereits 2014 Antibiotika-resistente Bakterien als eine ernsthafte Bedrohung für die moderne Medizin. Ein Zusammenhang zwischen medizinischem Fortschritt und schwer therapierbaren Erregern ist nicht zu leugnen. Diese Arbeit zeigt, dass Antibiotika-resistente Bakterien und antibiotisch wirkende Substanzen in allen der untersuchten (Ab-)Wasser Kompartimenten nachweisbar sind. Der methodische Ansatz zur Bestimmung von Antibiotika-resistenten Bakterien in aquatischen Umweltproben, der durch Anpassung und Verbesserung standardi-sierter, ursprünglich für humanmedizinische Zwecke entwickelter Tests erfolgte, erweist sich als praxistauglich. Das Verfahren wurde optimiert, um Interferenzen durch die Hintergrundflora in Umweltproben zu reduzieren. Das optimierte Arbeitsschema wurde im Hinblick auf Nachweisgrenzen, Wiederfindung und Qualität der Testleistungen evaluiert. Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Erhöhung der Inkubationstemperaturen eine Verbesserung des Nachweises Antibiotika-resistenten Bakterien erzielt werden konnte, ohne dass der Nachweis der Zielspezies reduziert wurde. Dies führte zu guten Wiederfindungsraten und Qualitätsleistungen in Bezug auf Sensitivität, Selektivität und korrekte Klassifizierung. Limitationen durch unterschiedliche Nachweisgrenzen in den verschiedenen Kompartimenten des Abwasserpfades sind dargestellt. Rohabwasser hat eine höhere Nachweisgrenze als geklärtes Abwasser oder Oberflächengewässer. Während die Ergebnisse in dieser Arbeit zeigen, dass Antibiotika-resistente Bakterien in Proben aller Abwasser-Probenahmestellen der beiden Untersuchungsge-biete isoliert werden konnten, variierte der Grad der Multiresistenz in den einzelnen Isolaten nach ihrer Herkunft. Es konnten signifikante Zusammenhänge zwischen dem Vorkommen von Antibiotika-resistenten Bakterien und antibiotisch wirkenden Sub-stanzen im Abwasser gezeigt werden, insbesondere zwischen klinisch eingesetzten Antibiotika wie Ciprofloxacin, Meropenem sowie Ceftazidim und mit P. aeruginosa 3GCR sowie ESBL-produzierende KEC. Die Streudiagramme dieser Beziehungen zeigten einen signifikanten Einfluss des klinischen Abwassers, der innerhalb der Ka-nalisation durch Fließstrecke und Verdünnung abnahm, bis das Abwasser den jewei-ligen Kläranlagen-Abfluss erreichte. Im Gegensatz dazu konnte für die ländlich-kom-munalen Probenahmestellen ohne klinisches Abwasser keine spezifische Clusterbil-dung beobachtet werden, sondern nur die erwartete Unterscheidung zwischen Zuflüs-sen und Abflüssen der Kläranlagen. Klinisches Abwasser enthält deutlich mehr multiresistente Bakterien als klinisch unbeeinflusstes Abwasser. Für alle untersuchten Resistenzparameter konnten innerhalb der untersuchten Kläranlagen Reduktionsraten von 3 bis 4 Log10-Stufen festgestellt werden. Es konnte gezeigt werden, dass behandeltes Kläranlagenabwasser eine Punktquelle für Antibiotika-resistente Bakterien in die Umwelt darstellt. Neben den Einleitungen des geklärten Abwassers aus Kläranlagen in Oberflä-chengewässer wurde die Belastung von Mischwasser und dessen Behandlung durch einen RBF untersucht. Mischwasser besteht sowohl aus Abwasser als auch aus Abflusswasser von versiegelten Flächen. Die Abflussereignisse sind kurz, setzen aber große Wassermengen und erhebliche Schadstofffrachten frei. Die Reduktion über die Passage des RBFs für die untersuchten Resistenzparameter lagen im Median zwischen 1,3 Log10-Stufen bis 3,1 Log10-Stufen; Sie stellen somit eine wichtige Option zur Reduktion von Gewässerbelastungen dar. Für die Matrix Oberflächengewässer konnte gezeigt werden, dass antibiotisch wirksame Substanzen sowohl im gereinigten Abwasser als auch in Abwasser-beein-flussten Abschnitten von Oberflächengewässern nachgewiesen werden konnten. Im klinisch-urbanen Untersuchungsgebiet ist die Anzahl der positiven Nachweise im Unterstrom der Einleitung der Kläranlage höher. Auch die Maximal- und Medianwerte zeigen den Einfluss der Kläranlage, auch wenn die Konzentrationen im Unterstrom der Kläranlage nur leicht erhöht waren. Die Maximalwerte waren im ländlich-kommunalen Untersuchungsgebiet höher als im untersuchten Fließgewässer des klinisch-urbanen Untersuchungsgebietes. Dies ist durch den Abwasseranteil im jeweils aufnehmenden Fließgewässer (Swist, Rhein) plausibel erklärbar. Es konnten allerdings keine statistisch signifikanten Zusammenhänge zwischen der Konzentration von Antibiotika-resistenten Bakterien und dem Anteil an Abwasser in der Swist für die dargestellten Ergebnisse berechnet werden. Eine signifikante positive Assoziation von Antibiotika-resistenten Bakterien und antibiotisch wirkenden Substanzen konnte in der Matrix Oberflächengewässer nur für das Antibiotikum Erythromycin in Verbindung mit den hygienisch-mikrobiologischen Parametern ESBL-produzierende E. coli und Acinetobacter spp. 3GCR belegt werden. Der Weg eines resistenten Bakteriums aus der Umwelt zum Menschen ist gene-rell überall dort möglich, wo direkter Kontakt zu einem belasteten Umweltkomparti-ment besteht. Für eine synoptisch quantitative Risikobewertung und Identifizierung verschiedener Übertragungswege sind Informationen über Prävalenz, Konzentration und Arten von Antibiotika-resistenten Bakterien in der Umwelt unerlässlich. Für die meisten der in dieser Arbeit untersuchten Antibiotika-resistenten Bakterien kann aufgrund fehlender Daten zu Infektionsdosen von den meisten fakultativ pathogenen Bakterien derzeit noch keine Betrachtung im Sinne eines QMRA durchgeführt werden. Die ubiquitäre Verbreitung der ESBL-produzierenden Gram-negativen Bakterien in der aquatischen Umwelt kann dennoch ein Risiko für die menschliche Gesundheit bedeuten.

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Bücher, Broschüren

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2021, 162 S., 106 Abb., 27 Tab.,

 

 

Der Themenband ergänzt das Merkblatt DWA-M 911 "Möglichkeiten der Effizienzkontrolle von Maßnahmen zur grundwasserschonenden Bodennutzung am Beispiel des Stickstoffs" mit einer bundesweiten Beispielsammlung für den Einsatz von Maßnahmen, Anbauverfahren und Fruchtfolgen zur Reduzierung des Stickstoffaustrags in der Landwirtschaft. Die Beispiele umfassen einerseits betriebliche Maßnahmen und Verfahren zur Steuerung des Stickstoffaustrags. Andererseits werden Maßnahmen und Auswirkungen auf der Ebene von Einzugsgebieten mit einem breiten regionalen Querschnitt vorgestellt und schließlich Landesprogramme zur Nitratminderungsstrategie und Umsetzung der Vorgaben der EG-Wasserrahmenrichtlinie. Zielgruppe: in der Landwirtschaft Tätige und landwirtschaftliche Berater*innen, Verantwortliche für die Steuerung der Nährstoffflüsse in der Umwelt. Der DWA-Themenband wird inhaltsgleich als DVGW-Information Wasser Nr. 109 erscheinen.

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DWA-Themen T2/2017, März 2017. Niederschlagserfassung durch Radar und Anwendung in der Wasserwirtschaft
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Die Niederschlagsmessung mit Hilfe der Radartechnik hat seit den 90er Jahren stetig zugenommen. Dazu haben nicht nur die technischen Entwicklungen, sondern auch die zunehmenden Anforderungen der Nutzer beigetragen. In zahlreichen Projekten wurden bis heute gute Grundlagen für Vorsorgemaßnahmen und Handlungsoptionen für die Stadt- und Raumplanung, den Bevölkerungsschutz, die Wasserwirtschaft, die Energiewirtschaft und die Landwirtschaft entwickelt, um durch Starkregen besonders gefährdete Gebiete zu identifizieren und Grundlagen für deren Entwicklung bereitzustellen. Das Themenheft stellt den aktuellen Stand der Radarprodukte des Deutschen Wetterdienstes für die Niederschlagserfassung vor und bewertet und erläutert die Möglichkeiten und Grenzen von mit Radar erfassten Niederschlagsinformationen. Abschließend wird eine Übersicht über die Anwendungen der Radarprodukte in der Wasserwirtschaft gegeben.

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DWA-Themen T 2/2013, September 2013. Wechselwirkungen zwischen Grund- und Oberflächenwasser
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2013, 157 S., zahlr. Abb. u. Tab.,

 

 

Die vielfältigen Wechselwirkungen zwischen Grundwasserleitern und Oberflächengewässern prägen entscheidend den Landschaftswasserhaushalt. Der weitaus größte Anteil des Wassers in oberirdischen Gewässern sickert aus den angrenzenden Grundwasserspeichern ein. Bei hohen Wasserständen durch Hochwasser erfolgt umgekehrt eine Rückspeicherung von Oberflächenwasser in die angrenzenden Grundwasserleiter. Es wird über die in den letzten Jahren zahlreich entwickelten und auch angewandten Verfahren und Modelle für die Beschreibung und Quantifizierung der hydrologischen, hydraulischen, geochemischen und biologischen Prozesse zwischen Grund- und Oberflächenwasser berichtet, Fallbeispiele ergänzen die grundsätzlichen Erläuterungen.

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DWA-Themen T 5/2012, Oktober 2012. Grundwasserbiologie - Grundlagen und Anwendungen
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Der DWA-Themenband wurde mit dem Ziel verfasst, den aktuellen Stand des Wissens insbesondere im Hinblick auf die wasserwirtschaftliche Praxis zusammenzufassen. Die einzelnen Kapitel des Bandes sind als eigenständige Einheiten konzipiert und ordnen sich in die thematischen Bereiche (1) Organismengruppen im Grundwasser, (2) Stoffwechselleistungen der Mikroorganismen, (3) Biologische Prozesse im Grundwasser und Anwendungsbeispiele, (4) Probenahme und Untersuchungsmethoden sowie (5) Rechtliche Rahmenbedingungen. Mit praktischen Beispielen werden im Band die biologischen Prozesse im Grundwasser erläutert und Anregungen zur Bearbeitung spezifischer Fragestellungen gegeben. Die Schrift richtet sich sowohl an Entscheidungsträger auf der Ebene der Länder und Kommunen als auch an Ingenieure und Planer sowie Mitarbeiter von Forschungseinrichtungen.

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DWA-Themen T 1/2012, Juli 2012. Schadensanalysen und Projektbewertung im Hochwasserrisikomanagement
DWA-Themen, Band T 1/2012
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Ein wichtiger Aspekt bei der Planung und Umsetzung wasserwirtschaftlicher Projekte in Deutschland ist die Projektbewertung der geplanten Maßnahmen und ihre Einordnung im Rahmen von Hochwassermanagementplänen. Die DWA hat bereits im Jahr 2008 eine erste Arbeitshilfe zu diesem Themenkomplex als DWA-Themenband "Arbeitshilfe Hochwasserschadensinformationen" herausgegeben. Mit dem nun vorgelegten Band der DWA-Themen wird dieses Gesamtthema der Projektbewertung von Hochwasservorsorgemaßnamen u. a. auf der Grundlage eines Seminars, das im Jahr 2010 ausgerichtet wurde, um den aktuellen Stand der Technik ergänzt und erweitert. Mit praktischen Beispielen werden Anregungen zur Erarbeitung individueller Lösungen für jede einzelne Fragestellung im Rahmen der Projektbewertung vorgestellt. Ziele sind die umfassende Darstellung der heute zur Verfügung stehenden Vorgehensweisen zur Projektbewertung von Hochwasservorsorgemaßnahmen, um qualitativ hochwertige Planungen und Entscheidungsgrundlagen zu entwickeln, sowie deren Einordnung ins Hochwasserrisikomanagement.

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Forschungsberichte

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Hochwasser-Kolloquium vom 24.Okt.1991 in Bad Liebenzell. 3.Bericht zum Hochwasser
Bauforschung, Band T 2487
1992, 70 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Am 24.10.1991 veranstalteten der Wasserwirtschaftsverband Baden-Württemberg e.V. und der Regionalverband Nordschwarzwald in Bad Liebenzell das Kolloquium "Hochwasserbewirtschaftung in der Region Nordschwarzwald am Beispiel von Enz und Nagold". Ziel des Kolloquiums war es, die unterschiedlichen Interessenlagen im Flußgebiet der Nagold zum Hochwasserschutz aufzuzeigen. Zentrale Frage war die Diskussion, ob es realistische Alternativen zu dem Großprojekt eines Hochwasserspeichers gibt. Anlaß hierzu war die Aufarbeitung der Hochwasserereignisse von 1990 durch den Regionalverband Nordschwarzwald. Zur Verbesserungd des Hochwasserschutzes im Nagoldtal standen dabei 3 Vorschläge zur Überprüfung an: 1. Waldachspeicher als Einzelmaßnahme, 2. Flutmuldenkonzept, 3. Lokale Ausbau- und Schutzmaßnahmen. Vom beauftragten Ingenieurbüro Wald und Corbe konnte eindrucksvoll nachgewiesen werden, daß das Prinzip der dezentralen Maßnahmen nach Vorschlag 3 am wirkungsvollsten ist. Auf den Bau eines ökologisch und ökonomisch fraglichgen Wasserrückhaltebeckens an der Waldach kann somit verzichtet werden. (-y-)

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Wolfgang Hartl
Pestizidrückstände in Boden- und Grundwasserproben des Bezirkes Gänserndorf
Bauforschung, Band T 2322
1989, 45 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Umweltbundesamt hat in Zusammenarbeit mit Landwirten aus dem Bezirk Gänserndorf, einem der fruchtbarsten und landwirtschaftlich am intensivsten genutzten Gebiet Österreichs, Untersuchungen auf Pestizidrückstände (Pflanzenschutzmittelrückstände) in Boden und Grundwasser durchgeführt. Boden- und Grundwasserproben wurden auf jene Pestizide untersucht, deren Anwendung im Bezirk Gänserndorf allgemein üblich und weit verbreitet ist. Es handelt sich dabei um die Fungizide Bayleton 25 (Triadimefon), Vigil (Diclobutrazol) und Tilt 250 EC (Propiconazol) sowie um die Herbizide 2,4-D, 2,4-DP, MCPA und MCPP. In den Bodenproben wurden relativ hohe Werte mit bis zu 35 ppb Fungizidwirkstoff und bis zu 5 ppb Fungizidwirkstoff bedeutet, daß 15 Wochen nach der Applikation noch max. 80% der bei der Spritzung ausgebrachten Wirkstoffmenge in den obersten 20 cm Boden gefunden wurden. Aus diesen Bodenrückstandswerten konnten jedoch keine unmittelbaren Bodenschädigungen abgeleitet werden. Demgegenüber kam es bei den Herbiziden zu teilweise sehr starken Überschreitungen der EG-Grenzwerte für Trinkwasser. 9 von 11 Grundwasserproben lagen bezüglich der 2,4-D-Rückstände und alle Grundwasserproben bezüglich der 2,4-DP-Rückstände über dem EG-Trinkwassergrenzwert für pestizide Einzelwirkstoffe von 0,1 ppb. Die in der EG erlaubte Gesamtkonzentration für pestizide Wirkstoffe im Trinkwasser (0,5 ppb) wurde in allen Grundwasserproben überschritten. (-y-)

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Fridtjof Bauer
Die unterirdischen Abflußverhältnisse im Dachsteingebiet und ihre Bedeutung für den Karst-Wasserschutz
Bauforschung, Band T 2315
1989, 84 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Der Dachstein ist eines der größten Karstmassive Österreichs. Zahlreiche Gemeinden in den Bundesländern Oberösterreich, Steiermark und Salzburg beziehen ihr Trinkwasser aus den Quellen rings um das Gebirge. Diese Trinkwasservorkommen sollen durch eine Schongebietsverordnung vor Beeinträchtigungen, die sich aus verschiedenen Nutzungen (Gletschergebiet, Skipisten, Schutzhütten, Truppenübungsplatz, Land- und Forstwirtschaft) ergeben können, geschützt werden. Um die Einzugsgebiete der Quellen und das unterirdische Abflußverhalten zu erkunden, wurden von der Abteilung Wasserhaushalt von Karstgebieten in den Jahren 1984-1986 insgesamt 19 Einspeisungen mit Fluoreszentracern durchgeführt und nach dem neuesten Stand der Meßtechnik ausgewertet. Dabei wurden die Ergebnisse der bereits im Zeitraum 1953-1960 durchgeführten pionierhaften Sporentriftversuche überprüft und ergänzt. Dem Vergleich der mit diesen beiden Untersuchungsmethoden erzielten Ergebnisse wird in diesem Bericht besonderes Augenmerk geschenkt. (-z-)

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Johannes Grath, Martin Tschulik
Grundwasseruntersuchungen im Bereich der Katastralgemeinde Nonndorf
Bauforschung, Band T 2317
1989, 64 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Aufbauend auf Grundwasseruntersuchungen im Raum des unteren Kamptales wurden seitens des Landes Niederösterreich und des Umweltbundesamtes weitergehende Untersuchungen hinsichtlich der Nitratbelastung des Grundwassers im Gebiet der Kastralgemeinde Nonndorf, Marktgemeinde Gars am Kamp, durchgeführt. Für diese Untersuchungen wurden, zusätzlich zu dem durch die Hausbrunnen gegebenen Meßstellennetz, Grundwassersonden errichtet sowie entsprechende Wasserproben entnommen und analysiert. Die Ergebnisse wurden unter Berücksichtigung vorhandener Kenntnisse über relevante Rahmenbedingungen, wie z.B. der hydrogeologischen Situation und der lokalen landwirtschaftlichen Bewirtschaftungspraxis, ausgewertet und interpretiert. Entsprechend diesen Ergebnissen ist im Gebiet der Katastralgemeinde Nonndorf von einer Überlagerung von Einflüssen aus der Landwirtschaft mit Einflüssen aus unsachgemäßer Abwasserbeseitigung und der Lagerung von Wirtschaftsdünger auszugehen. Die Studie zeigt also, daß im verbauten Bereich durch bauliche Unzulänglichkeiten massive Grundwasserverunreinigungen auftreten können, aufgrund derer eine Versorgung aus Hausbrunnen unmöglich wird. (-z-)

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Manfred Sutterer
Wasserwirtschaftlicher Ressourcenschutz in Regionalplanung und Fachplanung. Referat zur Referendarausbildung im Innenministerium Stuttgart
1985, 20 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

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Zeitschriftenartikel

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Emde, Franz August
Die Nationale Wasserstrategie. Flächennutzung - nachhaltige Gewässernutzung: Strategische Themen 2 und 3
KW Korrespondenz Wasserwirtschaft, 2023

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Emde, Franz August
Die Nationale Wasserstrategie. Flächennutzung - nachhaltige Gewässernutzung: Strategische Themen 2 und 3
KA Korrespondenz Abwasser, Abfall, 2023

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Schwefel, Robert; Jordan, Sylvia; Köhler, Antje; Hupfer, Michael
Wie reagieren Seen auf den Klimawandel? Prognosen und mögliche Anpassungsstrategien
KW Korrespondenz Wasserwirtschaft, 2023

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Müller, Uwe
20 Jahre Hochwasserrisikomanagement in Sachsen
Wasserwirtschaft, 2022

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Bettmann, Thomas
Das Juli-Hochwasser 2021 in Rheinland-Pfalz
Wasserwirtschaft, 2022

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