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01.10.2021

Corona-Pandemie: Leonbergs Kläranlage wird zum Frühwarnsystem 

Das Coronavirus lässt sich im Abwasser nachweisen – und zwar schon rund neun Tage, bevor die Daten aus den individuellen Tests vorliegen. 

Die Laborantin des Leonberger Klärwerks, Lenka Hazlikova, entnimmt eine Wasserprobe

Die Laborantin des Leonberger Klärwerks, Lenka Hazlikova, entnimmt eine Wasserprobe  | © Dominic Braun

 

Untersuchungen laufen seit November 2020

Seit November 2020 führt das DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) mit Sitz in Karlsruhe auch in der Kläranlage in Leonberg Analysen im Auftrag des Landratsamtes Böblingen durch.

Die Ergebnisse sind verblüffend – und könnten politische Entscheidungen künftig beeinflussen.

Wer mit dem Coronavirus infiziert ist, scheidet beim Stuhlgang winzige Teile dessen Erbguts aus. Sucht man im Abwasser nach ihm, können Wissenschaftler feststellen, ob das Virus in dieser Region vorkommt und wie weit es sich bereits verbreitet hat.

"Die Kläranlage Leonberg nutzen wir für diese Untersuchungen bereits seit November 2020. Dort waren die Fallzahlen zu Beginn der Pandemie besonders hoch. Deshalb haben wir in Absprache mit dem Landratsamt Böblingen und der Stadtverwaltung diese Kommune mit rund 50.000 Einwohnern ausgewählt", erklärt der Chef der Untersuchungen, Andreas Tiehm.

Professor Tiehm ist Leiter der Abteilung Wassermikrobiologie am TZW. Vor kurzem wurden die aktuellen Ergebnisse vorgestellt und mit Befunden anderer Regionen verglichen.

Auf- oder Abwärtstrend der Infektionszahlen deutlich früher erkennbar

Das Fazit: Analysen über einen Zeitraum von mehr als eineinhalb Jahren belegen, dass durch die Untersuchungen im Abwasser ein Auf- oder Abwärtstrend der Inzidenzen in einer bestimmten Gegend schon rund neun Tage vor der medizinischen Diagnostik möglich ist.

"Wir haben die Fallzahlen der nachgewiesenen Infektionen mittels Antigen- und PCR-Test mit der Anzahl des Viren-Erbguts im Abwasser in einem Diagramm eingetragen", erläutert Tiehm. Die Abwasser-Kurve verläuft sehr ähnlich wie die Kurve der medizinischen Diagnostik – mit einem entscheidenden Unterschied: Die Abwasser-Kurve liegt rund neun Tage vor der Kurve des Robert-Koch-Instituts, was auch ein Abgleich mit den ermittelten Daten für das Gesundheitsamt des Landkreises Böblingen belegt.


Die Suche nach Winzlingen im Abwasser

Wie kann das sein? Jede infizierte Person scheidet beim Stuhlgang Coronaviren aus. Die Viren selbst überleben im Wasser nur sehr kurz. Aber ihr Erbgut bleibt erhalten. Das für die Forscher des TZW relevante Teilchen heißt Nukleinsäure. Und nach diesen Winzlingen suchen die Wissenschaftler, wenn sie Proben im Leonberger Klärwerk untersuchen.

Mindestens zwei Proben pro Woche á 40 Milliliter werden benötigt, um ein valides Ergebnis darzustellen. Je mehr diese Art der Nukleinsäuren vorkommt, desto mehr Infizierte gibt es im Einzugsgebiet der Kläranlage.

"Wo genau diese Infizierten leben, können wir natürlich nicht feststellen, wenn wir die Proben im Klärwerk entnehmen. Dort läuft das Abwasser schließlich zusammen", sagt der Leiter des Projekts, Andreas Tiehm. Andere Forschungsgruppen gehen aber schon weiter. Sobald sie feststellen, dass die Kurve ansteigt, verkleinern sie den Radius, um die Suche einzuschränken, indem sie Proben an unterschiedlichen Kanälen entnehmen, die zum Klärwerk hinführen. Der Radius wird dadurch eingegrenzt. Das kann so weit fortgeführt werden, bis der mögliche Kreis der Infizierten auf einen Wohnblock oder auch ein Unternehmen reduziert wird.


Unternehmen nutzen Abwassertests heute schon

"Es gibt mittlerweile große Unternehmen, die die Tests an ihrem Kanal in Auftrag geben. Wenn dort die Anzahl der speziellen Nukleinsäuren des Coronavirus steigen, führt das Unternehmen anschließend Tests durch, um die infizierte Person zu finden – bevor andere unwissentlich angesteckt werden können", erklärt Tiehm. Flächendeckend sind solche engmaschigen Tests nur schwer denkbar. Eigentlich soll das Monitoring des Technologiezentrums Wasser in Karlsruhe sowieso "nur2 eine Art Frühwarnsystem für eine bestimmte Region sein.

"Wir können mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit rund neun Tage im Voraus vorhersagen, wie sich die Infektionszahlen etwa in Leonberg entwickeln. Gemeinsam mit anderen Indikatoren können unsere Auswertungen in die Bewertung der Gesamtsituation frühzeitig mit einfließen", sagt Tiehm.


Licht in die Dunkelziffer bringen

Und nicht nur das. Die Tests im Abwasser können auch Licht in die Dunkelziffer bringen. Da viele Menschen mit einem asymptomatischen Verlauf gar nicht wissen, dass sie das Coronavirus in sich tragen, fliegen sie in den Fallzahlen und Inzidenzen häufig unter dem Radar. Da aber jeder Infizierte oder jede Infizierte, egal ob mit oder ohne Symptome, das Virus beim Stuhlgang ausscheiden, laufen sie bei den Auswertungen der Forscher am Technologiezentrum Wasser in die Statistik mit ein.

"Medizinische Diagnostik und Abwasserproben lassen sich zwar nicht direkt miteinander vergleichen. Aber die Differenz lässt zumindest erahnen, wie viele Infektionen unerkannt bleiben", sagt Tiehm.

Bundesweit arbeiten Forscher wie er daran, die Abwassertests weiter zu optimieren. Auch in Leonberg sollen die Untersuchungen künftig fortgeführt werden. Zusätzliche Fördermittel wurden bereits vom TZW beantragt und eine Fortführung mit eigenen Mitteln von Seiten des Landratsamtes in Aussicht gestellt.

"Wir hoffen sehr, dass sie genehmigt werden. Wir sind nämlich noch lange nicht am Ende", so Tiehm. Umweltdezernent Martin Wuttke vom Landratsamt Böblingen bewertet das Projekt ebenfalls sehr positiv und wird weiterhin mit seinem Fachamt Bauen und Umwelt die Fortführung forcieren.

OB Cohn befürwortet Teilnahme an Forschung

"Ich würde mich sehr freuen, wenn die Tests in unserer Kläranlage fortgeführt werden", sagt Leonbergs Oberbürgermeister Martin Georg Cohn.

Die Untersuchungen des TZW könnten – gemeinsam mit anderen Informationen – ein wichtiger Indikator für künftige Entscheidungen sein.

"Daher stellen wir unsere Kläranlage auch weiterhin für diese wichtigen Tests zur Verfügung. Ich werde mich persönlich dafür einsetzen, dass wir an den Forschungen auch künftig teilnehmen werden", so Cohn.


 

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