Viren im Wasserkreislauf. Hans-Christoph Selinka II 1.4 Mikrobiologische Risiken Umweltbundesamt, Berlin

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1 Viren im Wasserkreislauf HansChristoph Selinka II 1.4 Mikrobiologische Risiken Umweltbundesamt, Berlin 1

2 Der Wasserkreislauf (Quelle: 2004: Wegleitung Grundwasserschutz. BUWAL Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, Schweiz) 2

3 GebrauchswasserKreislauf 3

4 Trinkwasserrelevante Viren VIRUS GENOM HÜLLE SYMPTOME Adenoviren dsdna Gastroenteritis; Konjunktivitis; Astroviren ssrna Gastroenteritis (Kinder); Noroviren ssrna Gastroenteritis; DarmGrippe; Erbrechen; Diarrhoe; Sapoviren ssrna Gastroenteritis; HepatitisEViren ssrna Gastroenteritis; Hepatitis HepatitisAViren ssrna Gastroenteritis; Hepatitis CoxsackieAViren ssrna Gastroenteritis; Sommergrippe CoxsackieBViren ssrna Gastroenteritis; Myokarditis Polioviren ssrna Gastroenteritis; Paralyse Rotaviren dsrna Gastroenteritis (Kinder!); 4

5 Nichteinhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik! 5

6 Vorkommen von Viren im Wasser Abwasser Rohwasser Trinkwasser > / 1 Liter ~ 1100 / 1 Liter ~ 01 / Liter Endproduktkontrolle im Trinkwasser ist nicht möglich! 6

7 Alternative zur Endproduktkontrolle RISIKOBEWERTUNG A. Bestimmung der Konzentration der Viren im Rohwasser B. Überprüfung der Leistungsfähigkeit der eingesetzten Aufbereitungsverfahren zur Rückhaltung von Viren C. Berechnung der theoretisch im Trinkwasser zu erwartenden Konzentrationen an Viren 7

8 Beprobung von Oberflächengewässern Fragestellung: Bandbreite an Viruskonzentrationen Nachweis von: Adenoviren, Noroviren Bakteriophagen Somatische Coliphagen F+spez. Coliphagen E. coli, Intestinale Enterokokken Clostridien, zahlreichen Begleitparametern 8

9 Virusnachweis im Rohwasser 10 Liter Wasserprobe 10 ml Probe für molekularbiologische und virologische Analysen 100 µl Probe für molekularbiologische Analysen ( DNA / RNA ) Rohwasser VirusNachweis mittels PCR 1. Entnahme einer Wasserprobe 2. Aufkonzentrierung der Probe (1:1000) 3. Extraktion der Nukleinsäuren 4. Spezifischer Virusnachweis Infektionsassay 9

10 Anreicherung von Viren aus Wasserproben Virus Eigenschaften Kapsidoberfläche (Polarität) Partikelgröße Dichte Methoden Adsorption / Elution Membranfiltration (Ultrafiltration) Ultrazentrifugation 10

11 Anreicherung von Viren aus Wasserproben Ultrazentrifugation Glaswolle/BeefextraktFiltration 11

12 Somatic Phages (DNA) Adenovirus: 80 nm DNAVirus F+spec. Phages (RNA) Norovirus: 28 nm RNAVirus 12

13 Adenoviren in der Havel Nachweis von Adenoviren in der Havel nach Konzentrierung mit Glaswolle HAV Kopien/100 ml Probe Vorkommen von Coliphagen und Adenoviren in der Havel HAV Jul Datum der Probenahme Coliphagen [pfu/100 ml] som. Coliphagen F+ Phage Adenoviren Probenahme 13

14 Experimente in der FSA Fragestellung: Überleben von Viren in Fliessgewässern Gerinne 8 Gerinne Liter Wasser und 300 Liter Abwasser / Gerinne Fliessgeschwindigkeit: 10 cm/sec Testdauer: 2030 Tage Umweltbedingungen: Frühjahr / Sommer / Herbst / Winter 14

15 Gerinne Experiment Liter Wasser mit 1% frischem Abwasser somatische Phagen F+spez. Phagen Adenoviren Anzahl in 100 ml Probenahme [Tage] 15

16 Fazit Aufgrund des in Deutschland praktizierten Multibarrierensystems mit Ressourcenschutz und mehrstufigen Verfahren der Trinkwasseraufbereitung ist die Gefahr der Übertragung von Viren über das Trinkwasser zur Zeit als gering einzustufen. Mittelfristig sollten jedoch auch für die Kontrolle der Aufbereitung des Trinkwassers virologische Methoden, die für Umweltproben validiert sind, Verwendung finden. Konzepte für eine regelmäßige und überprüfbare Dokumentation eines hohen gesundheitlichen Schutzniveaus, auch gegenüber Viren, müssen weiterentwickelt und praktiziert werden. 16

17 C. Arndt C. Baschien G. Bäz H. Dizer A. Frohnert J. Graeber A. Grunert N. Hartmann R. Hofmann E. Krumwiede S. Mamutcasvussoglu C. Mekonnen HC. Selinka B. Süssenbach R. Szewzyk II 1.4 Mikrobiologische Risiken Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 17

18

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