Revolution bei Analyse von Wasserqualität

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Aktuelle Erhebungen unter Mitwirkung von Karl Landsteiner Uni zeigen großes Potenzial für molekulargenetische Methoden bei Nachweis und Charakterisierung fäkaler Verschmutzungsquellen in Wasser.

(red/czaak) Eine globale Auswertung von über 1.100 Publikationen der letzten 30 Jahre belegt nun den erfolgreichen Einsatz von DNA/RNA-Analytik zur Realisierung wissenschaftlicher Studien über hygienische Wasserqualität mittels mikrobiologischer Fäkalindikatoren und intestinaler Krankheitserreger. Das internationale Team dieser umfangreichen Metastudie definiert nun diesen wichtigen Themenbereich als die neue Wissenschaftsdisziplin „Genetic Faecal Pollution Diagnostics (GFPD)“. Diese umfasst Methoden wie DNA/RNA-PCR Analytik und -sequenzierung.

Die Bedeutung dieser neuen Disziplin wird auch durch eine derzeit weltweit laufende Umfrage zur Nutzung von GFPD in der täglichen Praxis der Wasserwirtschaft von Behörden, Organisationen und Instituten unterstrichen. Die Ergebnisse dieser beiden Arbeiten werden in den nächsten Monaten auf mehreren internationalen Konferenzen eine zentrale Rolle spielen und sollen helfen, das enorme Potenzial moderner molekulargenetischer Methoden noch mehr in den Dienst der Wasseranalyse und -hygiene zu stellen.

Hygienische Beurteilung fäkaler mikrobiologischer Verunreinigungen
Mikrobiologische Fäkalverschmutzungen von Wasser werden seit über 100 Jahren auf die gleiche Weise untersucht: Bakterienkulturen werden angelegt. Diese standardisierte und weltweit eingesetzte Methodik kann nach ein bis zwei Tagen Mikroorganismen der Darmflora nachweisen, die eine Fäkalverunreinigung belegen. Der Einsatz molekulargenetischer Methoden in der Wasserhygiene erlaubt nun eine wesentliche Erweiterung der wissenschaftlichen Möglichkeiten in der Gefährdungs- und Risikoanalyse fäkaler mikrobiologischer Verschmutzungen von Wasser und -ressourcen.

Ein internationales Team um Andreas Farnleitner von der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften (KL Krems) und der TU Wien setzt sich nun für die stärkere Nutzung dieser Möglichkeiten zur hygienischen Beurteilung fäkaler mikrobiologischer Verunreinigungen ein und hat diesem Engagement mit einer weltweit beachteten Studie und weiteren Aktivitäten Nachdruck verliehen.

Alles im Fluss
„Der Einfluss moderner molekularbiologischer Technologien ist natürlich auch in der Wasseranalytik spürbar“, sagt Andreas Farnleitner, der an der KL Krems und an der TU Wien das Forschungszentrum ICC Water & Health leitet. „Doch in welchem Umfang das für den Bereich des wissenschaftlichen Nachweises und Charakterisierung fäkaler mikrobiologischer Verschmutzungen bereits der Fall ist, war bisher unbekannt. Gemeinsam mit einem globalen Team haben wir daher mehr als 1.100 Studien aus den letzten 30 Jahren analysiert und genau das erhoben“, erklärt Farnleitner.

Die in sogenannten FEMS Microbiology Reviews veröffentlichte Studie zeigt, dass GFPD bereits umfassend und vielgestaltig in wissenschaftlichen Untersuchungen eingesetzt wird. „GFPD hat in der Tat die Identifikation und Herkunftsbestimmung fäkaler Verschmutzung in Wasserressourcen bereits revolutioniert und erlaubt erstmals die praktikable Unterscheidung tierischer von menschlichen fäkalen Verunreinigungen. Das ist ein methodischer Quantensprung für ein zielgerichtetes Sicherheitsmanagement von Wasserressourcen.“, betont Farnleitner von der KLU.

Weltweiter Einsatz
Begleitet wird diese Umfrage, deren Datenerfassungsphase nun endete, von einer Reihe nationaler und internationaler Konferenzen und Workshops. International sichtbar wird dabei ein von Farnleitner geleiteter Workshop bei der IWA-Weltwasserkonferenz in Toronto, (CAN) letzten August. (Anm. Titel: “Use of genetic methods for microbial water quality testing: a global, water industry-wide survey”).

Bei der IWA Water Micro in den Niederlanden (2025) wiederum wird die Umfrage offiziell mit einem weiteren Workshop beendet und deren Ergebnisse anschließend für die internationale Fachgemeinschaft publiziert. „Bei gesetzlich vorgeschriebenen Wasseruntersuchungen ist derzeit noch viel Luft nach oben, was den Einsatz von GFPD betrifft. Es fehlen auch noch einfache Grundlagen wie etwa ausreichende Definitionen der praktischen Einsatztauglichkeit und weltweiter Standards“, resümiert Farnleitner.