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Wie haltbar ist Wasser?

Der Biostabilität von Wasser mit modernster DNA-& Zellanalyse auf der Spur

13.08.2018

Um die Qualität von Grund- und Quellwasser besser zu verstehen, werden ab sofort modernste Methoden der Molekular- und Mikrobiologie sowie der chemischen Hochleistungsanalytik eingesetzt. Möglich wird dies dank eines jetzt gestarteten Projekts an der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften (KL Krems). Ziel des Projektes ist es, disziplinenübergreifend neue Technologien zur Bewertung der Vermehrung von wassereigenen Bakterien und deren biochemischer Prozesse einzusetzen. So wird es möglich werden, die Biostabilität von Wasser wesentlich genauer als bisher zu bestimmen und vorherzusagen – ein grundlegender Beitrag zur Wasserhygiene und Gesundheit. Das vom Land Niederösterreich geförderte Projekt baut dabei auf international beachtete Forschungsergebnisse des Interuniversitären Kooperationszentrums Wasser und Gesundheit (ICC Water & Health) und des Departments für Agrarbiotechnologie IFA-Tullnder Universität für Bodenkultur Wien auf, die es erlauben, Mikroorganismen und ihre Aktivitäten in Wasserproben genau zu charakterisieren.

Wasser ist nicht nur H2O, wenn es etwa als Grund- oder Quellwasser sprudelt. Wasser enthält auch eine Reihe von Mikroorganismen, deren natürlicher Lebensraum das kühle Nass bildet. Die Entwicklungsdynamik der wassereigenen Bakteriengemeinschaft in Grund- und Quellwasser ist bis heute kaum bekannt. Daher ist es immer noch schwierig, ihren möglichen Einfluss auf die Qualität des Wassers nach Lagerung und Verteilung zu bestimmen bzw. vorherzusagen. Ein jetzt vom FTI Programm des Landes Niederösterreich gefördertes Projekt an der KL Krems nimmt sich nun dieser Problematik an und entwickelt eine zukunftsweisende Verfahrenskombination, die erstmals eine umfassende Analyse der Dynamik wassereigener Bakterien und damit zusammenhängender, biochemischer Schlüsselprozesse im Zuge der Nutzung von Wasserressourcen erlauben soll.

„Wasser marsch“ für AQUASCREEN

Das als AQUASCREEN bezeichnete Projekt wird dabei von Prof. Andreas Farnleitner koordiniert. Der Leiter des Fachbereichs Wasserqualität und Gesundheit an der KL Krems erklärt den Hintergrund zum Projekt: „Bestehende Standardmethoden zum Nachweis von Mikroorganismen in Grund-und Quellwasser gehen noch auf Nachweisprinzipien aus dem 19. Jahrhundert zurück. Diese zielen hauptsächlich auf Bakterien ab, die eine Verschmutzung des Wassers von der Oberfläche her anzeigen, nicht aber auf die wassereigenen – z. T. sogar gänzlich unbekannten – Bakterien. In der Regel können weniger als 1% der wassereigenen Bakterien mit den Standardverfahren nachgewiesen werden. So wissen wir bis heute wenig über die Entwicklung dieser natürlichen Wassermikrobiota und wie sich diese über längere Zeiträume bei Lagerung und Verteilung auf die Qualität von Wasser auswirken kann. Zur Einschätzung und Vorhersage der Qualität von Trinkwasser, aber auch zur Identifizierung möglicher Gesundheitsgefährdungen, ist ein besseres Verständnis dieser Dynamiken unter Berücksichtigung der vorhandenen Nährstoff- und Umgebungssituation notwendig.“

Mit AQUASCREEN ins 21. Jahrhundert

In Zusammenarbeit mit dem ICC Water& Health, dem IFA-Tulln und der EVN Wasser GesmbH wird nun eine neue Verfahrenskombination entwickelt, die das Vorkommen und Wachstum von wassereigenen Bakterien genauer, schneller und unmittelbarer bestimmen kann. Dabei setzt das Team zunächst, nach entsprechender Simulation der Lagerung des Wassers, auf modernste DNA-Sequenzierungstechniken und zytometrische Methoden, bei denen Bakterienzellen fluoreszierend markiert und optisch erfasst werden. Die Vorteile dieser Methoden liegen für Prof. Farnleitners Team-Kollegen, Prof. Alexander Kirschner sowie Prof. Regina Sommer vom Institut für Hygiene und Angewandte Immunologie der Medizinischen Universität Wien, auf der Hand. So meint Prof. Kirschner: „Es wird möglich sein, die aktiven und sich vermehrenden wassereigenen Bakterien direkt nachzuweisen und nicht nur indirekt nach ausgesuchten Indikatorbakterien zu suchen, die eine Verunreinigung andeuten können“. Darauf aufbauend wird Dr. Wolfgang Kandler vom IFA Tulln dieses Verfahren mit einem dritten Element verknüpfen – der chemischen Hochleistungsanalytik. Diese soll es ermöglichen, zusätzlich zu Vorkommen und Wachstum der wassereigenen Bakterien auch damit verbundene biochemische Schlüsselprozesse im Rahmen der Wasserversorgung besser nachverfolgen zu können.

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