Corona Virus Darstellung und Abwasseranlage seitlich gesehen

Der Nachweis von Coronaviren im Abwasser könnte eine bessere Überwachung des Infektionsgeschehens und ein flächendeckendes Frühwarnsystem ermöglichen. (Bild: Amadeus Bramsiepe, KIT)

Inwiefern sich auf dieser Grundlage in Deutschland ein abwasserbasiertes Covid-19-Frühwarnsystem umsetzen ließe, prüft seit Februar der am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierte Projektverbund „Systematische Überwachung von Sars-Cov-2 im Abwasser“.

Abwegig ist das nicht: Vergleichbare Systeme sind in den Niederlanden, Kanada und Australien bereits im Einsatz. Zukünftig könnte diese Art des Monitorings auch die Ausbreitung anderer Krankheitserreger wie Polio- oder Grippeviren überwachen.

„Dieses ressortübergreifende Forschungsvorhaben bietet die Chance, das wissenschaftliche Know-how und bisherige Erfahrungen im Abwassermonitoring deutschlandweit zu bündeln und bei der Eindämmung der Covid-19-Pandemie systematisch zu nutzen“, sagt Dr. Verena Höckele, Projektkoordinatorin beim Projektträger Karlsruhe (PTKA) am KIT.

In das Pilotprojekt steigen während dessen einjähriger Laufzeit nach und nach bundesweit 20 Standorte ein. An diesen werden zweimal pro Woche und über einen Zeitraum von jeweils 24 Stunden Mischwasserproben aus dem Zulauf der Kläranlagen entnommen, aufbereitet und mittels PCR-Test analysiert. Anschließend sollen die Ergebnisse mit den Pandemiedaten der örtlichen Gesundheitsämter verknüpft werden und nach Möglichkeit in die pandemische Lagebeurteilung einfließen.

Virusvarianten schneller erkennen

„Das Verfahren, die Häufigkeit und Dynamik von Sars-Cov-2 Viren über das kommunale Abwasser zu bestimmen, wurde in Deutschland bereits im Zuge einzelner Forschungsprojekte erfolgreich erprobt“, so Professor Harald Horn, Leiter des Bereichs Wasserchemie und Wassertechnologie am Engler-Bunte-Institut des KIT. Es könne nicht nur dazu beitragen, die Dunkelziffer von Infizierten besser abzuschätzen, sondern auch die Verbreitung von Varianten und Mutationen schneller zu erkennen als es durch die Testung einzelner Personen möglich sei, ist Horn überzeugt.

Im Projekt wollen die Forschenden nun auf der Basis vergleichbarer Ergebnisse analysieren, welche Methoden sich für ein flächendeckendes Monitoring eignen könnten und welche Daten hierfür erhoben werden müssen, um Coronaviren im komplex zusammengesetzten Abwasser nachweisen zu können. Dies zeigt sich aktuell bei der Erfassung der Omikron-Variante, deren Virenfragmente vorwiegend über die oberen Atemwege ausgeschieden werden und im Vergleich zur Delta-Variante nur zu einem Drittel ins Abwasser gelangen. Eine besondere Herausforderung ist es deswegen, die Qualität der Probenentnahme, der Laboranalyse und der Datenauswertung weiter zu verbessern. Am Ende der Pilotphase steht die Entscheidung, ob für Deutschland ein flächendeckendes Abwassermonitoring oder eher ein repräsentatives Monitoring empfehlenswert ist.

Die Europäische Union fördert das Projekt „Systematische Überwachung von Sars-Cov-2 im Abwasser“ (ESI-Cora) im Rahmen des Soforthilfeinstruments ESI (Emergency Support Instrument) mit rund 3,7 Mio. EUR. Initiiert wurde es vom Bundesministerium für Gesundheit, dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz sowie dem Bundesministerium für Bildung und Forschung. Der Projektträger Karlsruhe (PTKA) am KIT koordiniert das Projekt, Partner sind neben dem KIT die Technische Universität Darmstadt, das Umweltbundesamt und das Robert Koch-Institut. Ein Steuerungsgremium aus Vertreterinnen und Vertretern von Bund, Ländern und Verbänden soll nach Ende des Pilotierungsvorhabens im Februar 2023 über die Verstetigung der Ergebnisse entscheiden.

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