Bactotrans: Multiparametrischer Ansatz zur Skalierung von bakteriellem Transport im Oberflächenabfluss
Projektleitung
Peter Strauß
Forschungseinrichtung
Bundesamt für Wasserwirtschaft
Projektnummer
102058Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft | Technische Universität Wien
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Mit menschlichen und tierischen Darmpathogenen verunreinigtes Wasser stellt eine ernsthafte Gefahr für die öffentliche Gesundheit dar. Alle Länder und Regionen der Welt benötigen eine äußerst robuste und effektive Wasserbewirtschaftung und -aufbereitung, und Systeme zur Gewährleistung der Wasserqualität und zum Schutz der öffentlichen Gesundheit. Dazu benötigen wir genaue Vorhersagen
woher Krankheitserreger kommen, und wie und wohin sie sich durch die Umwelt bewegen. Das gegenständliche Projekt zielt darauf ab, existierende Wissenslücken zu schließen, die derzeit zuverlässige Vorhersagen über den Transport von Mikroorganismen im Oberflächenabfluss verhindern, und zwar mit Schwerpunkt auf Bakterienzellen einschließlich pathogener Bakterien.
Dies soll durch eine Reihe von Aktivitäten errreicht werden, einschließlich a) multiparametrischer mikrobiologischer und quellenbezogener molekularbiologischer Analysen zur genaueren Quantifizierung des bakteriellen Transports (BOT) im Oberflächenabfluss, b) Untersuchungen zu den Auswirkungen des Alterns und der Unterschiede in den physikalisch-chemischen Eigenschaften von Tierkot und der Umgebungsvariablen auf den bakteriellen Trasnport durch Oberflächenabfluss (BOT). Weiters werden "Upscaling" Regeln festgelegt, die der Verbesserung der Modellvorhersagbarkeit von BOT durch Einbeziehung der Bodenfeuchtigkeit in der Modellanalyse dienen sollen.
Um physikalisch-chemische, umweltbedingte und alterungsbedingte Auswirkungen auf quantitative BOT-Prozesse zu untersuchen, wird Tierkot verschiedener Wirtstypen mit hohem Einfluss auf die menschliche Gesundheit analysiert, um auch die Auswirkungen von Unterschieden in den Nahrungsbestandteilen und Oberflächeneigenschaften zu untersuchen.
Beobachtungen der Bodenfeuchtigkeit werden verwendet, um die Vorhersagbarkeit des Modells zu verbessern.
Niederschlagsexperimente werden im kleinen Maßstab im Labor und im größeren Maßstab mit einem einzigartigem Regensimulator unter realen Umweltbedingungen durchgeführt, sodass das gegenständliche Projekt einen quantitativen Ansatz zur Übertragung von BOT-Modellparametern auf größere Massstabsebenen verfolgen kann.
Dieses Projekt ist ein Begleitprojekt zum Projekt 'Bactotrans' das vom Fond zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung mit der Nummer P35733-B gefördert wird. Im gegenständlichen Dafne Antrag werden nur die Bereiche mit Beteiligung des Bundesamtes für Wasserwirtschaft dargestellt.
Schlagwörter (deutsch)
Oberflächenabfluss, Erosion, Transportprozess, Mikrobielle Belastung, Gewässerschutz
Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)
Titel (englisch)
Upscaling bacterial overland transport – a multi-parametric approach
Abstract (englisch)
Water contaminated with human and animal enteric pathogens puts public health at serious risk. All
countries and regions of the world require highly robust and effective water management and treatment
systems to guarantee water quality and protect public health. To do this, we need accurate predictions of
where pathogens come from, how they move through the environment, and where they end up.
The proposed project aims to fill major knowledge gaps, currently hindering reliable predictions of microbial
overland transport (with a focus on bacterial cells including pathogenic bacteria), by including
- multi-parametric microbiological and source-targeted molecular biological analysis to precisely quantify bacterial overland transport (BOT).
- Studying effects of aging and differences in physical-chemical characteristics of animal feces, and environmental variables on BOT.
- Establishing upscaling rules and improving the model predictability of BOT by including soil moisture information in the model analysis.
- Studying physical-chemical, environmental, and aging effects on quantitative BOT processes, animal feces of different host types with high impact on human health will be analysed also to study the effects of differences in the dietary constituents and surface properties.
- Upscaling rules will be established for adequately predicting BOT at larger scales.
- Soil moisture observations will be used to improve the model predictability.
The proposed project follows a holistic, quantitative approach to transfer BOT model parameters to large
scales. Rainfall experiments will be conducted on a small scale in the laboratory and at a larger scale using a
unique rainfall simulator under real environmental conditions.
This project is a companion project to the 'Bactotrans' project, which is funded by the Fund for Scientific Research with the number P35733-B. In the present DAFNE application, only those areas with the involvement of the Federal Agency for Water Management are presented.
Schlagwörter (englisch)
Surface runoff, Erosion, Transport process, microbial pollution, surface water protection
Projektziele
Um den Schutz der öffentlichen Gesundheit zu gewährleisten, wie er in den UN-Zielen für nachhaltige Entwicklung und der WHO für die Wassersicherheitsplanung vorgesehen ist, benötigen wir genauere Vorhersagen der mikrobiologischen Wasserqualität in Wasserressourceneinzugsgebieten. Daher ist ein besseres Verständnis der Prozesse des mikrobiellen Transports durch Oberflächenabfluss (MOT) erforderlich.
Die Projektziele sind:
A1. Einbeziehung multiparametrischer mikrobiologischer und quellenbezogener molekularbiologischer Analysen zur präzisen Quantifizierung des bakteriellen Transports Im Oberflächenabfluss (BOT).
A2. Untersuchung der Auswirkungen der Alterung fester tierischer Abfälle, der Unterschiede in den physikalisch-chemischen Eigenschaften zwischen Nutz- und Wildtierkot sowie von Umweltvariablen auf den BOT.
A3. Festlegung von Upscaling-Regeln und Verbesserung der Modellvorhersagbarkeit von BOT durch Einbeziehung zusätzlicher Bodenfeuchtigkeitsinformationen in die Modellanalyse.
Praxisrelevanz
-Gewährleistung der öffentlichen Gesundheit
-Vorhersage mikrobieller Belastung von Wasserressourcen
-Verbesserung des Prozessverständnisses mikrobiellen Transportes durch Oberflächenabfluss
-Quantifizierung des bakteriellen Transportes durch Oberflächenabfluss (BOT)
-Festlegung von Upscaling-Regeln, Verbesserung der Modellvorhersagen von BOT