Risikocharakterisierung
Biologische und oxidative Reinigungsverfahren (zum Beispiel Ozonung) führen in der Regel nicht zum vollständigen Abbau, sondern oft zur Bildung von Transformationsprodukten mit häufig nur geringfügig veränderter chemischer Struktur. Transformations-produkte können daher sehr stabil sein und in einigen wenigen Fällen weisen sie sogar ein höheres (öko-) toxikologisches Wirkpotenzial als die Ausgangsverbindungen auf.
Im Arbeitspaket Risikocharakterisierung ist daher beabsichtigt, die Relevanz von Problemstoffen für die Gesundheit von Mensch und Ökosystem zu ermitteln. Neu entwickelte chemisch-analytische Verfahren sollen dazu dienen, das Auftreten von Schadstoffen mit toxikologisch relevanten funktionellen Gruppen, das heißt Molekülteilen mit bestimmten Eigenschaften, zu identifizieren. Ziel ist es, ihre ökotoxikologische Wirkung vorherzusagen. Ergänzend zu den chemisch-analytischen Arbeiten kommen computergestützte Methoden zur humantoxikologischen Bewertung von Spurenstoffen und Transformationsprodukten zum Einsatz. Dabei geht es um die physikalische Modellierung von biologischen Zielstrukturen wie Enzymen, Rezeptoren, Kanal-, Transport- und Strukturproteinen, die mit Transformationsprodukten interagieren. Die simulierten Wechselwirkungen von „Transformationsprodukt-Zielstruktur“- Paaren dienen der Identifizierung von Transformationsprodukt-Wirkklassen. Das Verfahren soll zukünftig als Plattform angeboten werden, um weitere anthropogene Spurenstoffe und mögliche Zielstrukturen zu bewerten. Parallel dazu wird das Verhalten der betreffenden Stoffe in den einzelnen Aufbereitungsstufen der Pilotkläranlage in Darmstadt untersucht. Wesentlich ist dabei, die Wirkung von Spurenstoffgemischen vor und nach der technischen Abwasserbehandlung zu erfassen. Dies geschieht mithilfe von in-vitro-Assays (in Zellkulturen) im Labor und in-vivo-Tests (mit lebenden Organismen vor Ort) an der Pilotanlage in Darmstadt. Hiermit wird auch der Frage nachgegangen, inwieweit sich durch die Behandlung unerwünschte, problematische Transformationsprodukte bilden. Die Belastung von Grund- und Oberflächenwasser bzw. von Abwässern mit anthropogenen Spurenstoffen, deren Transformationsprodukten und Krankheitserregern wird im Wasserschutzgebiet Donauried-Hürbe detailliert untersucht. Auch das Verhalten der anthropogenen Spurenstoffe und der Krankheitserreger in den einzelnen Aufbereitungsstufen des Wasserwerks Langenau steht im Fokus des Projekts.
Zudem soll ein Konzept entwickelt werden um das Risiko des Auftretens von Krankheitserregern und die Antibiotika-Resistenzlage von Bakterien abschätzen zu können. Es basiert auf dem genetischen Nachweis von Krankheitserregern und humanmedizinisch relevanten Antibiotika-Resistenzgenen. Mit dieser Vorgehensweise ist es möglich, verschiedene abwasser-beeinflusste Habitate im Donauried zu testen und zu bewerten. Eine besondere Herausforderung im Hinblick auf den Nachweis von resistenten Krankheitserregern ist zudem, dass diese unter Stress in eine Art „Schlafzustand“ fallen, das heißt, sie wachsen zwar nicht auf Nährmedien, können aber dennoch pathogen (potentiell krankmachend) sein. In diesem Zustand lassen sich die Keime nicht mithilfe standardisierter Nachweisverfahren detektieren. Daher sind spezielle genetische Methoden erforderlich, um lebende, aber gegebenenfalls „schlafende“, von toten Bakterien zu unterscheiden.
Poster - Vorstellung der Risikocharakterisierung
Verfeinerte Probenahme- und Analysemethoden liefern erste Erkenntnisse