SCREENING - Frühwarnsystem Kanalnetz am Beispiel SARS-CoV-2
Finanzielle Förderung:
- Europäischer Fond für regionale Entwicklung (EFRE)
Ein quartiersscharfes Fühwarnsystem basierend auf Kanalnetzen zur Eindämmung von Epidemien
Projektleitung:
Forschungsteam:
- Prof. Dr.-Ing. Artur Mennerich (Ostfalia)
- Prof. Dr.-Ing. Regina Nogueira (Leibniz Universität Hannover)
Laufzeit: 01.12.2020 - 31.03.2023
Kooperationspartner:
- Leibniz Universität Hannover
- Stadtentwässerung Hildesheim
- Eigenbetrieb Stadtentwässerung Celle
- Abwasserzweckverband Uelzen
- Gesundheitsamt Landkreis Hildesheim
- DWA Landesverband Nord
Fördersumme: 855.000 € (Gesamtvolumen)
Fakultät: Bau-Wasser-Boden
Forschungsfeld:
- Anwendungsorientierte Forschung an Fachhochschulen
Spezialisierungsfeld Gesundheits- und Sozialwirtschaft
Projektbeschreibung:
Die derzeitige Lage hinsichtlich der Corona-Pandemie zeigt deutlich, dass das rechtzeitige Erkennen von Infektionsherden ein wesentliches Instrument der Beherrschung von Seuchen ist. Eine Möglichkeit, mit relativ geringem Aufwand ganze Bevölkerungsgruppen zu überwachen, ist das gezielte Monitoring von Abwasser („abwasserbasierte Epidemiologie“). Viele Infizierte scheiden Virenfragmente von SARS-CoV-2 ins Kanalnetz aus, möglicherweise sogar bevor sie Symptome entwickeln. Auch die Teile der Bevölkerung, bei denen die Erkrankung asymptomatisch oder mit schwachen Symptomen verläuft, werden erfasst. Infektionsherde können daher unter Umständen deutlich schneller erkannt werden.
Gemeinsam mit der Leibniz-Universität Hannover soll ein Frühwarnsystem basierend auf Kanalnetzen entwickelt werden, welches Infektionsherde regionsspezifisch lokalisieren soll. SARS-CoV-2 dient innerhalb dieser Studie als Referenzparameter. Ziel ist allerdings die zukünftige Anwendung dieser Methode auch auf weitere Krankheitserreger, um auf zukünftige Epidemien/Pandemien besser vorbereitet zu sein. Das abschließende Ziel dieses Projektes ist die Erstellung eines Maßnahmenkatalogs, welcher Kommunen aufzeigt, wie mit möglichst geringem Aufwand das vorhandene Kanalnetz im Falle von Epidemien optimal als Frühwarnsystem genutzt werden kann.
Bis dahin gibt es aber noch viele Herausforderungen zu meistern. Vor allem die Verfahrenstechnik zur Aufkonzentrierung von Virenfragmenten aus durch Regenwasser stark verdünnter Rohwasserproben oder der Einfluss von Streusalz und Temperatur bedarf noch einiger Forschungsarbeiten. Diese Verfahren werden in Kooperation mit dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfallwirtschaft an der Leibniz Universität Hannover unter der Regie von Prof. Dr.-Ing. Regina Nogueira weiterentwickelt. Mittels Kanalnetzsimulationen soll die Probenahme im Kanal optimiert werden, um mit möglichst wenigen Probenahmepunkten den größtmöglichen räumlich-zeitlichen Informationsgehalt zu erhalten. Des Weiteren werden die Kanalnetzsimulationen bei der Rückrechnung der Viruslasten auf spezifische Einzugsgebiete eine maßgebende Rolle spielen. Ein wesentliches Forschungsziel ist erreicht, wenn die Viruslasten aus der Abwasseranalyse mit den gemeldeten Krankheitsfällen regionsspezifisch korreliert und Methoden bzgl. Frühwarnsysteme, beispielsweise in Form eines dreistufigen Ampelsystems, erstellt werden kann.
Die Erarbeitung der Methoden erfolgt an den drei niedersächsischen Städten Uelzen, Celle und Hildesheim, wobei letzteres als Schwerpunktgebiet definiert wird. Mit etwa 100.000 Einwohnern repräsentiert Hildesheim den Übergang von Mittelstadt zu Großstadt.