Nachweis des „pepper mild mottle virus“ (PMMoV) in Lebensmitteln, Stuhlproben und Abwasser sowie Oberflächenwasser

Bachelor Thesis , 2010 , 47 Pages , Grade: 1,7

Chemistry - Other

Da humanpathogene Viren wie humane Adenoviren und humane Polyomaviren in den letzten Jahren verstärkt in geklärtem Abwasser und Oberflächenwasser nachgewiesen werden konnten, stellt sich die Frage, wie effektiv die Abwasseraufbereitung über Kläranlagen die Konzentration an humanpathogenen Viren reduzieren kann, denn aus der hohen Umweltpersistenz dieser Viren entspringt ein Gesundheitsrisiko für den Menschen. Da verschiedene mikrobiologische und chemische Parameter nur unzureichend geeignet sind, um die virale Belastung des Wassers festzustellen, bleiben die Viren selbst der einzige zuverlässige Parameter. Vor allem das „pepper mild mottle virus“ (PMMoV) findet unter diesem Aspekt seit einiger Zeit Beachtung, da es das am häufigsten nachgewiesene Virus in menschlichen Fäkalien ist. Bei diesem Virus handelt es sich um ein Pflanzenpathogen, welches hauptsächlich Pfefferpflanzen befällt, was derartige Lebensmittel als mögliche Eintragsquelle des Virus in den menschlichen Stuhl und darüber ins Abwasser relevant macht.

In dieser Arbeit wurde die Reduktion der Konzentrationen an PMMoV, HAdV und HPyV über die Reinigungsstufen einer Kläranlage untersucht. Zusätzlich wurden Stuhl- und Lebensmittelproben auf PMMoV analysiert, um die Nachweiskette der Viren vom Lebensmittel auf den Menschen und dann über den Stuhl und ins Abwasser zu schließen, wobei hier zur Bestätigung noch weitere, zukünftige Analysen wichtig sind. Methodisch wurde das VIRADEL-Verfahren zur Aufkonzentrierung der Viren mit anschließender qRT-PCR angewandt. Die Bakterien und Viren wurden mittels MPN- und Phagenplaquetest nachgewiesen.

PMMoV konnten in gemittelt 99 %, HAdV in 93 %, HPyV in 64 %, E. coli in 97 %, Enterokokken in 95 % und somatische Coliphagen in 96 % der Abwasserproben nachgewiesen werden. Während PMMoV sowie die Bakterien und Phagen über die Klärstufen eine konstante Reduktionsrate aufwiesen, war dies bei HAdV und HPyV nicht der Fall. Es konnte der Verdacht bestätigt werden, dass diese Viren mit dem Klärschlamm interagieren, denn in den zusätzlich untersuchten Schlammproben konnte eine um zwei bis drei log-Stufen erhöhte Konzentration dieser Viren gefunden werden.

Bis auf PMMoV wurden die Viren über die Kläranlage nicht signifikant reduziert, ein möglicher Grund hierfür könnte die Interaktion mit dem Schlamm sein. Mehr Lebensmittel- und Stuhlproben und vor allem Sequenzierungsanalysen könnten nachweisen, dass die PMMoV von den Lebensmitteln über den Menschen ins Abwasser gelangen.

Inhaltsverzeichnis

• Zusammenfassung
• Liste der verwendeten Abkürzungen
• Abbildungsverzeichnis
• 1. Einleitung
  • 1.1 Hintergrund
  • 1.2 Viren
    • 1.2.1 „Pepper mild mottle virus“
    • 1.2.2 Adenovirus
    • 1.2.3 Polyomavirus
  • 1.3 Phagen
    • 1.3.1 Somatische Coliphagen
  • 1.4 Bakterien
    • 1.4.1 E. coli
    • 1.4.2 Enterokokken
  • 1.5 Abwasser und die Rolle der Kläranlagen
    • 1.5.1 Die Kläranlage Bochum Ölbachtal
• 2. Ziel dieser Arbeit
• 3. Material und Methoden
  • 3.1 Listen der verwendeten Laborausrüstung
  • 3.2 Arbeitsmethoden
    • 3.2.1 Analyse der Wasserproben
    • 3.2.2 Analyse der Schlammproben
    • 3.2.3 Analyse der Lebensmittelproben
    • 3.2.4 Analyse der Stuhlproben
    • 3.2.5 MPN-Test
    • 3.2.6 Phagenplaquetest
    • 3.2.7 Extraktion
    • 3.2.8 Quantitative Real Time-PCR (qRT-PCR)
• 4. Ergebnisse
  • 4.1 Abwasserproben
  • 4.2 Lebensmittelproben
  • 4.3 Stuhlproben
• 5. Diskussion
  • 5.1 Abwasserproben
    • 5.1.1 Humanpathogene Viren
    • 5.1.2 somatische Coliphagen
    • 5.1.3 E. coli und Enterokokken
  • 5.2 Lebensmittelproben
  • 5.3 Stuhlproben
• 6. Literaturverzeichnis
• Danksagung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Arbeit untersucht die Reduktion der Konzentration an humanpathogenen Viren wie dem „pepper mild mottle virus“ (PMMOV), humane Adenoviren (HAdV) und humane Polyomaviren (HPyV) in einer Kläranlage. Der Fokus liegt auf der Wirksamkeit der Abwasseraufbereitung und der möglichen Interaktion dieser Viren mit dem Klärschlamm. Darüber hinaus werden Stuhl- und Lebensmittelproben auf PMMoV analysiert, um die Nachweiskette der Viren vom Lebensmittel auf den Menschen und ins Abwasser zu schließen.

• Wirksamkeit der Abwasseraufbereitung in Bezug auf die Reduktion humanpathogener Viren
• Interaktion von Viren mit dem Klärschlamm
• Die Rolle von Lebensmitteln als mögliche Eintragsquelle für PMMOV in den menschlichen Stuhl und ins Abwasser
• Nachweiskette der Viren vom Lebensmittel auf den Menschen und ins Abwasser
• Verwendung von qRT-PCR zur Quantifizierung von Viren

Zusammenfassung der Kapitel

• Kapitel 1: Einleitung: Präsentiert den Hintergrund der Arbeit und die Bedeutung des Themas im Kontext der öffentlichen Gesundheit. Es werden die relevanten Virusarten, Phagen und Bakterien beschrieben, die in der Studie untersucht werden. Die Rolle von Kläranlagen in der Abwasserreinigung und die Besonderheiten der Kläranlage Bochum Ölbachtal werden ebenfalls beleuchtet.
• Kapitel 2: Ziel dieser Arbeit: Definiert die spezifischen Ziele und Forschungsfragen, die in dieser Arbeit beantwortet werden sollen.
• Kapitel 3: Material und Methoden: Beschreibt die verwendeten Laborausrüstung und detailliert die Arbeitsmethoden, die zur Analyse der Wasser-, Schlamm-, Lebensmittel- und Stuhlproben eingesetzt wurden. Dies beinhaltet die Beschreibung des VIRADEL-Verfahrens zur Aufkonzentrierung von Viren, die qRT-PCR zur Quantifizierung, sowie die MPN- und Phagenplaquetest zur Bestimmung von Bakterien und Viren.
• Kapitel 4: Ergebnisse: Präsentiert die Ergebnisse der Analyse der Abwasser-, Lebensmittel- und Stuhlproben in Bezug auf die Konzentration der untersuchten Viren, Bakterien und Phagen. Die Ergebnisse werden klar und prägnant dargestellt, um die gewonnenen Erkenntnisse deutlich zu machen.
• Kapitel 5: Diskussion: Interpretiert die gewonnenen Ergebnisse und setzt sie in Bezug zu anderen Studien und dem aktuellen Stand der Forschung. Die Diskussion fokussiert auf die Wirksamkeit der Abwasseraufbereitung, die Interaktion von Viren mit dem Klärschlamm, die Rolle von Lebensmitteln als Eintragsquelle für PMMOV und die Bedeutung der gewonnenen Erkenntnisse für die öffentliche Gesundheit.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter dieser Arbeit sind: „pepper mild mottle virus“ (PMMOV), humane Adenoviren (HAdV), humane Polyomaviren (HPyV), Abwasseraufbereitung, Kläranlagen, Klärschlamm, Lebensmittel, Stuhlproben, qRT-PCR, MPN-Test, Phagenplaquetest, Umweltpersistenz, öffentliche Gesundheit.

• College: University of Duisburg-Essen (Fakultät für Chemie)
• Grade: 1,7
• Author: Frederik Santer (Author)
• Publication Year: 2010
• Pages: 47
• Catalog Number: V339803
• ISBN (eBook): 9783668296541
• ISBN (Book): 9783668296558
• Language: German
• Tags: pepper mild mottle virus, PMMoV, Lebensmittel, Stuhlproben, Abwasser, Oberflächenwasser, Kläranlage, Abwasserkontrolle, Viren, Polyomaviren