Transport und Verbleib von Fäkalkeimen in Fließgewässern nach Mischwasserentlastungen

in beantragten forschungsvohaben soll as wehselspiel病原菌Keime as fäkalen Verunreinigungen in der Bulkphase von Fließgewässern mit dem benthischen Biofilm and der Gewässersohle untersute und die auftretenden Transport and Umsatzprozesse mit Hilfe eines zu entwickelnden mathematischen模型系统beskleben和quantifiziert werden。在德国，<s:1> die Untersuchungen ausgewählten Gewässersystem der Isar geschieht der der pathogens in der Regel durch mischasserentlastungen bei Starkregenereignissen。另外，印度经济发展计划<s:1>和发展计划Fäkalcoliforme和Fäkalstreptokokken gewählt，我们将在EU-Badegewässer-Richtlinie节日庆典活动中进行讨论。Zur Entwicklung eines mathematischen modelells des Fatums and Transportverhaltens der Keime and experimentelle Daten zum Verhalten der fredidient and festoffe des mischassers吸附bibierten Keime in der fly - enden Welle des Gewässers， zum Übergang der Keime as der Bulkphase in den Biofilm and die erneute Freisetzung von keien aus dem Biofilm zurck in den Wasserkörper experimentell zu erheben。[5] [5] [j] [j] [j] [j]。研究进展，Nähr- und feststoffkonconcentration systematisch untersucht。利用实时定量聚合酶链反应（RTQ-PCR）技术，建立了一种新型的荧光定量pcr技术。用荧光原位杂交技术（FISH-Technik）和激光扫描显微镜（CLSM）研究了生物膜溶胶在流体化聚合和生物膜上的标记性。Untersuchungen der microbiologischen Prozesse werden der Laborbedingungen in Batchversuchen sowosche im Versuchsreaktor als auch in iner kleinen Laborrinne (im Folgenden als workforce - versuchsrinne bezeichnet) durchgefhrt和dienen der Erforschung der population dynamik der indicatorororganismen。Untersuchungen in einer großmaßstäblichen Laborrinne (im Folgenden als nature - versuchsrinne bezeichne) dienen vonwiegend der Erforschung des sediment - and Resuspensionsverhaltens der微生物在自然条件下，hydroischen Beanspruchungen des originalen Isar- sohl substrate and under control （Wachstums-Randbedingungen）。demgegen <e:1> ber können die in situ vorgesehenen Feldversuche in der Isar nur mehr einer stichprobenweisen Überprüfung dienen, da in nature system die Variation der Randbedingungen dem Zufall unterliight and somit weder Vergleichbarkeit mit den Laborversuchen noch die erforderliche Variationsbreite der Randbedingungen gewährleistet ist。平行空间物理、空间物理、空间数学、空间物理、空间物理、空间物理等。al Grundlage der Entwicklung dient der vorhandene and verizierte finite - volume Code FAST3D, der rundlage verschiedenste“State of art”Ansätze der Turbulenzabbildung sonderen Schwebstoff- und geschiebemodulur Simulation komplexer, morphodynamischer Prozesse unfast。Die im Laborversuch erhobene, sowie in situ abgesicherte mathematische Beschreibung der Populationsdynamik fly， t in einen neu zu entwickelnden模块内部halb des bestehenden FAST3D Kerns ein， der somit Die Hydrodynamik, Die Morphodynamik sowie das Fatum, Die Transportverhalten von Keimen abzubilden vermag。在预测仪器方面，<s:1> Hochleistungsrechner vektorisierte和parallellerte Werkzeug stellit somit in umfassendes，在验证和自然-预测仪器方面，<s:1>计划和durchf<e:1> konkreter field实验方面，在später zum Wasserqualitätsmanagement方面，在Isar方面，在Fließgewässer方面。在德国，劳动和经济技术的联合导致了德国经济的发展，德国经济的发展和德国经济的发展，导致了德国经济的发展。研究人员在研究中发现：在研究中发现：在研究中发现：在研究中发现：在研究中发现：在研究中发现：在研究中发现：在研究中发现：在研究中发现：在研究中发现：Die Antragsteller versprechen sich von der combination irer been Disziplinen einen wissenzugewin, der sich positive audie publicier barkeit auswirken wind。

Im beantragten Forschungsvorhaben soll das Wechselspiel pathogener Keime aus fäkalen Verunreinigungen in der Bulkphase von Fließgewässern mit dem benthischen Biofilm an der Gewässersohle untersucht und die auftretenden Transport- und Umsatzprozesse mit Hilfe eines zu entwickelnden mathematischen Modellsystems beschrieben und quantifiziert werden.Im für die Untersuchungen ausgewählten Gewässersystem der Isar geschieht der Eintrag der Pathogen in der Regel durch Mischwasserentlastungen bei Starkregenereignissen. Als Indikatorkeime werden für das Projekt Fäkalcoliforme und Fäkalstreptokokken gewählt, wie sie auch in der EU-Badegewässer-Richtlinie festgelegt sind. Zur Entwicklung eines mathematischen Modells des Fatums und Transportverhaltens der Keime sind experimentelle Daten zum Verhalten der frei suspendierten und der an Feststoffe des Mischwassers adsorbierten Keime in der fließenden Welle des Gewässers, zum Übergang der Keime aus der Bulkphase in den Biofilm der Gewässersohle, und zum Verbleib und zu den Abbaukinetiken der Keime im Biofilm und die erneute Freisetzung von Keimen aus dem Biofilm zurück in den Wasserkörper experimentell zu erheben. Für die Charakterisierung der Populationsdynamik der Indikatororganismen werden Absterbe- bzw. Wachstumskinetiken bestimmt und hierbei der Einfluss von Strahlungsexposition, Nähr- und Feststoffkonzentration systematisch untersucht. Neben den klassischen Kultivierungstechniken wird die Real-Time-quantitative Polymerase Kettenreaktion (RTQ-PCR) eingesetzt, um auch die nicht kultivierbaren Keime zu erfassen. Eine Lokalisierung der Indikatorkeime in den fluidisierten Aggregaten und im Biofilm soll mit Hilfe der FISH-Technik (Fluorescence In Situ Hybridization) und der konfokalen Laser Scanning Mikroskopie (CLSM) erreicht werden. Untersuchungen der mikrobiologischen Prozesse werden unter Laborbedingungen in Batchversuchen sowohl im Versuchsreaktor als auch in einer kleinen Laborrinne (im Folgenden als Labor-Versuchsrinne bezeichnet) durchgeführt und dienen der Erforschung der Populationsdynamik der Indikatororganismen. Untersuchungen in einer großmaßstäblichen Laborrinne (im Folgenden als Natur-Versuchsrinne bezeichnet) dienen vonwiegend der Erforschung des Sedimentations- und Resuspensionsverhaltens der Mikroorganismen unter naturnahen, hydraulischen Beanspruchungen des originalen Isar- Sohlsubstrats und unter kontrollierten Wachstums-Randbedingungen. Demgegenüber können die in situ vorgesehenen Feldversuche in der Isar nur mehr einer stichprobenweisen Überprüfung dienen, da im Natursystem die Variation der Randbedingungen dem Zufall unterliegt und somit weder die Vergleichbarkeit mit den Laborversuchen noch die erforderliche Variationsbreite der Randbedingungen gewährleistet ist.Parallel zu den physikalischen Untersuchungen soll ein komplexes, dreidimensionales mathematisches Modell entwickelt und validiert werden. Als Grundlage der Entwicklung dient der vorhandene und verifizierte Finite-Volumen Code FAST3D, der nicht nur verschiedenste „State of the art" Ansätze der Turbulenzabbildung sondern auch einen Schwebstoff- und Geschiebemodul zur Simulation komplexer, morphodynamischer Prozesse umfasst. Die im Laborversuch erhobene, sowie in situ abgesicherte mathematische Beschreibung der Populationsdynamik fließt in einen neu zu entwickelnden Modul innerhalb des bestehenden FAST3D Kerns ein, der somit die Hydrodynamik, die Morphodynamik sowie das Fatum und Transportverhalten von Keimen abzubilden vermag. Das für Hochleistungsrechner vektorisierte und parallellsierte Werkzeug stellt somit ein umfassendes Prognoseinstrument dar, welches nach einer umfassenden Validierung an der Natur-Versuchsrinne, für Planung und Durchführung konkreter Feldexperimente, als auch später zum Wasserqualitätsmanagement sowohl der Isar als auch anderer Fließgewässer eingesetzt werden kann. Als Fernziel wird die Kondensation der Labor- und Berechnungsresultate in einfache Gesetzmäßigkeiten angesehen, mit denen das Keimfatum und Keimtransportverhalten beschrieben werden kann.Das zentrale Ziel des beantragten Vorhabens ist die Verknüpfung der Transportprozesse in Fließgewässern auf der einen und der biotischen Prozesse auf der anderen Seite. Die Antragsteller versprechen sich von der Kombination ihrer beiden Disziplinen einen Wissenszugewinn, der sich positiv auf die Publizierbarkeit auswirken wird.