SARS-CoV-2-Abwassermonitoring zur Unterstützung des öffentlichen Gesundheitsmanagements

Bereits Mitte März forderte die EU-Kommission die Mitgliedstaaten auf, ein nationales Abwasserüberwachungssystem als zusätzliches diagnostisches Instrument für das COVID-19-Management einzurichten. Bund und Länder bereiten aktuell die Umsetzung dieser Richtlinie vor. Um sie zu unterstützen, bündelt die HPC AG, genauer ihre Ingenieurinnen und Ingenieure aus dem Bereich Abwassermanagement und die vermicon AG, Pionier der Abwasser-Mikrobiologie, ihre Kräfte. Zusammen können wir ein zuverlässiges und flächendeckendes Monitoring von SARS-CoV-2 in Kanalsystemen realisieren. Diese abwasserbasierte Epidemiologie umfasst unter anderem die kontinuierliche Probenahme und Analyse. Das Thema Corona ist wieder sehr aktuell geworden. Die vorgestellte Methode trägt dazu bei, unkompliziert und mit einem Vorlauf von einigen Tagen über das Infektionsgeschehen informiert zu sein und unterstützt dabei, rechtzeitig Maßnahmen einzuleiten.

Weitere Informationen

Möchten Sie:

• ein Angebot für eine zertifizierte Probenahme (durchgeführt von HPC AG) und RT-qPCR Testung (durchgeführt von vermicon AG)
• eine Beratung

Dann schicken Sie eine E-Mail an Herrn Luca Viola (M.Sc.), luca.viola@hpc.ag.

Hochwasser 2021: Sicherung & Inbetriebnahme von Grund- und Mineralwasserbrunnen

Von: Dr. Jörg Reuther, Dipl. Geologe und Niederlassungsleiter HPC Kassel

In der Nacht auf den 15. Juli kam es zu einem verheerenden Hochwasserereignis in der Eifelregion, vor allem in den Flusstälern der Ahr, Kyll, Erft, Nette und Rur. Die Situation war dramatisch: Bereits am Nachmittag des 14. Juli stieg der Wasserspiegel der Ahr innerhalb weniger Stunden um mehrere Meter an. Nach einem Pegelstand von 5,75 Metern, konnten keine Werte mehr aufgezeichnet werden. Modellierungen zufolge, war der Scheitelpunkt des Hochwassers der Ahr bei etwa sieben Metern Höhe erreicht. Damit war der Pegelstand der Ahr mehr als 3,50 Meter höher als bei vergangenen Hochwasserereignissen.

Durch das verheerende Hochwasser wurden auch zahlreiche Grund- und Mineralwasserbrunnen überflutet und waren dadurch in ihrer Funktion beeinträchtigt. Das Hydrogeologie-Team der HPC-Niederlassung Kassel war für die Stadt Bad Neuenahr, die Apollinaris – Mineralwasserbrunnen, den Gerolsteiner Brunnen und den Sinziger Mineralbrunnen im Einsatz, um betroffene Brunnen erfolgreich wieder in Betrieb zu nehmen.

Die Kolleginnen und Kollegen haben verschiedenste Arbeiten durchgeführt und koordiniert. Unmittelbar nach dem Hochwasser wurde ein auslaufender Gas-Arteser-Brunnen gesichert. Dadurch wurde ein unkontrollierter CO2-Austritt unterbunden. Zusätzlich wurde für diesen Brunnen kurzfristig eine Enteisenungsanlage im Feldbetrieb installiert (s. Foto) und dringend benötigtes Brauchwasser bereitgestellt.

An einigen Brunnen drang zudem Schmutzwasser in die Brunnenbauwerke ein, wodurch die Brunnen vorrübergehend nicht nutzbar waren. HPC ermöglichte durch eine flexible und gut-koordinierte Arbeitsweise mithilfe von Pump-, Reinigungs- und Desinfektionsarbeiten eine Wiederaufnahme des Förderbetriebs. Zusätzlich wurde die Dichtigkeitsprüfung der Wasserleitungen organisiert und begleitet.

Neben diesen Arbeiten wurde der Zustand der Brunnen bewertet. Auch die Inbetriebnahme von überfluteten Brunnen zur Brauchwasserversorgung durch die technische und chemische Überwachung wie etwa Stufenkontrollen, weitere Reinigungsmaßnahmen oder die Festlegung von Monitoringprogrammen wurden durch HPC begleitet.

Nicht zuletzt wurden die betroffenen Betriebe bei behördlichen Abstimmungen oder Änderungen der Quellnutzungskonstellation aufgrund des Ausfalls von Brunnen unterstützt. Die drastischen Erfahrungen der HPC-Teams und die Entwicklungen im Zuge der Klimakrise führten zu der Entscheidung: Die HPC AG richtet ein Kompetenzzentrum „Sturzfluten“ ein. In dieser Institution wird nun das gesamte Potenzial der HPC AG aus den Bereichen Ingenieurbau und Naturwissenschaft gebündelt. Somit können gesamtheitliche Strategien entwickelt werden, um komplexe Fragestellungen zu lösen wie Hochwasservorsorge, Infrastrukturschutz, Starkregenereignisse oder die Umsetzung von gesetzlichen und versicherungsrechtlichen Auflagen.

Die Sommerflut in der Eifelregion war eine menschliche Tragödie. Mit vereinten Kräften lassen sich solche Hochwasser zukünftig eindämmen oder bestenfalls verhindern.

Erfolgsgeschichten

Dem Wasser gefolgt: Generalentwässerungsplan für Meerbusch

Von: Stefan Raskin, Ingenieur und stellv. Niederlassungsleiter HPC Aachen und Pia Bünis, M. Sc. Umweltingenieurwissenschaften und Projektingenieurin

Wer kommunale Abwasserinfrastruktur analysiert, trifft auf viele Fragen: Ist die Infrastruktur auch gegen Starkregenereignisse gewappnet? Wo tritt Wasser wieder an die Oberfläche und wo könnte es besonders viel Schaden anrichten? Ein Generalentwässerungsplan beantwortet diese Fragen – so auch in Meerbusch in Nordrhein-Westfalen, genauer: im Stadtteil Strümp. Das HPC-Team der Niederlassung (NL) Aachen stieß in dem Einzugsgebiet von 160 Hektar und einem Kanalnetz mit einer Gesamtlänge von 55 Kilometern auf einige Überraschungen:
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Neue Projekte

Projekt Revitalisierung des Pfaff-Geländes in Kaiserslautern

Von: Roland Schiffler, Dipl.-Geograf und Abteilungsleiter Vertrieb, HPC Bremen

Seit 1896 produzierte die Firma Pfaff auf dem rund 20 ha großen Areal Nähmaschinen für den weltweiten Verkauf. Nach einer wechselvollen Geschichte wurde 1999 die Produktion auf diesem Standort eingestellt. Infolge der jahrzehntelangen industriellen Nutzung und massiver Kriegsschäden konnten unter anderem Lösemittel in sanierungsbedürftigen Umfang ins Grundwasser eindringen und eine Schadstofffahne ausbilden. Der Grundwasserschaden liegt im Festgestein (Triefelsschichten im Unteren Buntsandstein) vor und ist gekennzeichnet von komplexen hydrogeologischen Verhältnissen.

Früher befand sich das Firmengelände am Stadtrand von Kaiserslautern, heute ist es umgeben von Wohnbebauung und soll revitalisiert werden.

Anhand eines Netzes von Beobachtungsbrunnen wird ein regelmäßiges Grundwassermonitoring durchgeführt. An drei Stellen wurde bereits seit 1989 Grundwasser abgepumpt und oberirdisch in drei dezentralen Sanierungsanlagen (Stripanlagen) gereinigt. Hauptziel ist bei dieser Maßnahme die Sicherung des Grundwasserabstroms. Die maximalen LHKW-Konzentrationen, die derzeit auf dem Pfaff-Gelände feststellbar sind, liegen bei ca. 15.000 µg/l. Im Zuge der Revitalisierung sind umfassende Rückbauarbeiten und infolgedessen eine Neukonzeptionierung der Grundwassersanierung vorgesehen. Es soll eine zentrale Sanierungsanlage eingerichtet und wirtschaftlich betrieben werden.

Die notwendigen Planungsleistungen wurden von der städtischen Projekt Gesellschaft europaweit ausgeschrieben. Nach einer intensiven Präqualifizierung konnte die Vertriebsabteilung in enger Zusammenarbeit mit unserer Niederlassung in Freiburg die Ausschreibung für sich entscheiden und wurde mit den Planungsleistungen beauftragt.

Die HPC AG wird nachstehende Leistungen bei diesem umfangreichen Projekt erbringen:

• Erarbeiten eines genehmigungsfähigen Sanierungsplans,
• Konzeptionierung, Auslegung und Dimensionierung der Anlage zur Grundwassersanierung (Hydraulisches Konzept, Brunnen, Leitungen, Wasserreinigungsanlage (GWA), Arbeits- und Emissionsschutz,
• Planung, Ausschreibung und hydraulische Auswertung von 8 Pumpversuchen
• Ergänzen und Fortschreiben eines Grundwasser- und Schadstofftransportmodells,
• Planung, Ausschreibung, (Fach-)Bauüberwachung, Auswertung und Bewertung von
• Isotopenuntersuchungen,
• Wirtschaftlichkeitsberechnungen und Kostenplanung
• Genehmigungsmanagement
• Mitwirkung bei der Vergabe der erforderlichen Leistungen
• Vorplanung, Entwurfsplanung, Genehmigungsplanung und Ausführungsplanung der Grundwassersanierungsanlage mit allen erforderlichen Leistungen

Ein Stück Industriegeschichte in Deutschland: eine historische Pfaff-Nähmaschine aus den 20er Jahren des 20. Jhd.

Neulich auf der Baustelle

Auf der Suche nach Dehalococcoides - mit PCR-Tests auf Mikroben-Jagd

Von: Dr. Annika Beckmann, Dipl.-Geologin und Projektbearbeiterin Abt. Hydrogeologie / GIS, HPC Merseburg

Seit Corona ist er im wahrsten Sinne des Wortes in aller Munde: der PCR-Test. Wir bei HPC haben diese Testmöglichkeit jedoch bereits vor der Pandemie genutzt – nicht um Krankheitsviren nachzuweisen, sondern auf der Suche nach nützlichen Mikroorganismen. Manche Bakterien verstoffwechseln nämlich gefährliche Schadstoffe wie Leichtflüchtige Chlorierte Kohlenwasserstoffe (LCKW) oder leichtflüchtige aromatische Kohlenwasserstoffe (BTEX). Einfach gesagt: Sie essen diese Substanzen auf und sind daher für die Altlastensanierung sehr interessant.

Um nun festzustellen, ob diese nützlichen Mikroorganismen an einem Standort vorhanden sind, werden seit einigen Jahren PCR-Tests eingesetzt. PCR ist die Abkürzung für Polymerasenkettenreaktion. Mit dieser molekularbiologischen Untersuchungsmethode können die nützlichen Bakterien anhand ihrer DNA mengenmäßig in Grundwasser- und Bodenproben erfasst werden. Über das gefundene Genmaterial können so die Schlüsselorganismen bestimmter Abbauprozesse identifiziert werden.

Der Abbauprozess kann noch besser verstanden und somit modelliert werden, wenn funktionelle Gene erfasst werden. So werden Markergene genannt, welche spezifische Enzyme verschlüsseln, die einen bestimmten Schritt im Schadstoffabbau durchführen. Ihr Nachweis ist besonders stichhaltig, da sie erst in größeren Mengen gebildet werden, wenn die schadstoffabbauenden Bakterien wirklich aktiv sind. Solche Markergene sind auch für den aeroben und anaeroben Abbau von BTEX oder LCKW bestimmbar.

Wie solche Bakterien aussehen? Die HPC-Fachleute haben ein ziemlich genaues Bild von ihnen im Kopf –  aber vielleicht nicht das fantasievollste! Wir rufen daher alle Kinder auf:

Die ersten zehn Einsendungen bekommen ein Mikrobenkuscheltier. Schreib einfach in der Mail, welches du dir wünschst. Du hast die volle Auswahl - klicke einfach auf die blaue Amöbe!

Mit dem Einsenden des Bildes geben die Erziehungsberechtigten ihre Einverständniserklärung, dass das Kunstwerk u.U. im kommenden Newsletter und auf der HPC-Homepage veröffentlicht werden darf.

Interna

Akquisition der IBK Ingenieurbüro Kronawetter GmbH, Villach, Österreich

Mit sofortiger Wirkung bauen wir unsere Präsenz in Österreich durch den Kauf der IBK Ingenieurbüro Kronawetter GmbH (https://www.ibk.co.at/) deutlich aus.

IBK beschäftigt derzeit ca. 65 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Schwerpunkte sind Planungen im Verkehrswesen und Siedlungswasserbau, die örtliche Bauaufsicht bei Infrastrukturprojekten sowie der konstruktive Ingenieurbau mit Pipeline-Planungen zur Trinkwasserversorgung.
 

Die IBK mit einem Umsatz von 9,2 Mio. € im Jahre 2020 hat ihren Stammsitz in Villach, Kärnten. Weitere Standorte gibt es in Wien und Graz. Der Erwerb erfolgte mit wirtschaftlicher Wirkung zum 1. Januar 2021.

Wir freuen uns, mit der IBK ein Unternehmen erworben zu haben, deren Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, Leistungsgebiete und Standorte unsere HPC Gruppe sehr gut ergänzt.

Wir heißen unsere neuen Kolleginnen und Kollegen in der HPC-Gruppe herzlich willkommen!

UNSERE MITARBEITER

Vulkanausbruch auf LaPalma

Von Josefine Lorenz-Arndt, M.Sc. Angewandte Geowissenschaften und Abteilungsleiterin Geotechnik HPC Merseburg

Eigentlich war unser Urlaub auf La Palma als Wander- und Erholungsurlaub geplant. Wir freuten uns auf zehn Tage in zwei der schönsten Nationalparks Europas. Aber es kam ganz anders:

Als wir am 19. September in den Flieger nach La Palma stiegen, gab es bereits seit über einer Woche eine Häufung von Erdbeben auf der Atlantikinsel. Da unser Hotel im Evakuierungsgebiet lag, haben wir das Geschehen verfolgt. Ein Vulkanausbruch war wahrscheinlich. Ob dieser aber in den nächsten Tagen oder erst einigen Monaten erfolgt, konnte niemand sagen.

Im Landeanflug überraschte uns der Pilot dann mit der Durchsage, dass der Vulkan ausgebrochen sei. Durch das Kabinenfenster konnten wir bereits die Aschewolke sehen. Bei unserer Landung war der Vulkanausbruch gerade einmal drei Stunden her.

Ein aktiver Vulkan mag viele in die Ferne treiben – manche fliegen aber auch um die Welt, um einmal in ihrem Leben einen aktiven Vulkan aus der Nähe zu sehen. Noch zu Jahresbeginn ärgerten wir uns, den Ausbruch auf Island verpasst zu haben. Nun waren wir plötzlich ganz nah dran. Unser Hotel in Tazacorte lag nur acht Kilometer vom Ausbruchsort entfernt.

Der Vulkan war schon längst allgegenwärtig auf La Palma. Die Aschewolke war beinah überall sichtbar, das Grummeln und Rumoren noch am anderen Ende der Insel zu hören. Auch die Asche fiel – je nach Windrichtung - überall auf der Insel zu Boden. Das Naturschauspiel war schaurig und schön zugleich. Gerade in der Nacht zeigte der Vulkan seine unglaubliche Schönheit. Wir erlebten bis zu 400 Meter hohe Lava-Fontänen, von denen sich glühend heiße Lavaströme den Weg in Richtung Meer durch Siedlungen, Dörfer und Bananenplantagen bahnten. Mit Entsetzen und Staunen beobachteten wir, wie Häuser langsam aber beständig von einer zwölf Meter hohen Lavawalze einverleibt wurden. Nachts rüttelten Druckwellen an den Fenstern und Türen unseres Hotels.

Trotzdem fühlten wir uns sicher. Die Behörden informierten täglich über die aktuelle Lage und vermittelten wissenschaftliche Erkenntnisse zwischen der ansässigen Forschungseinrichtung Involcan und der Bevölkerung. Es wurden klare Regeln zum Eigenschutz kommuniziert. Wir lernten, mit einem aktiven Vulkan zu leben und uns zu schützen.

Alle kanarischen Inseln sind das Ergebnis von Hotspot-Vulkanismus. Heute gelten vorrangig La Palma, El Hierro und Teneriffa als aktiv. Die Ausbruchsart ist charakterisiert als schwach explosiv und effusiv. Das heißt, dass hier die Lava eher ruhig ausfließt. Auf La Palma bricht durchschnittlich alle 75 Jahre ein Vulkan mit einer Ausbruchsdauer von durchschnittlich 55 Tagen aus. Der letzte Ausbruch fand 1971 an der Südspitze der Insel statt, fern von bewohnten Gebieten.

Am zweiten Tag unseres Urlaubs fragte der Mitteldeutsche Rundfunk nach Interviews für das Fernsehen und Radio an. Als Geologin und Urlauberin sollte ich von der Situation vor Ort berichten. Wie fühlt es sich an mit einem aktiven Vulkan in der Nachbarschaft? Ist der Urlaub noch möglich? Wie empfinden wir Evakuierungen und Solidarität? Gerne gab ich Antworten. Insgesamt wurden drei Fernsehbeiträge für den MDR und einer für die ARD ausgestrahlt. Der Podcast ist immer noch verfügbar: https://www.mdr.de/nachrichten/podcast/interview/audio-vulkan-palma-geologin-kanareninsel-vulkanausbruch100.html

Dass wir diesen Zeitpunkt so gut abgepasst haben, war für mich als Geologin ein unglaubliches Glück. Für die Menschen vor Ort war der Vulkanausbruch natürlich bedrohlich. Es wurden mehrere Tausend Menschen evakuiert. Zum Glück kam niemand zu Schaden – auch weil auf La Palma der Vulkan “dazugehört”. Wir wünschen den Menschen vor Ort noch viel Kraft für die kommenden Wochen. In ein paar Jahren werden wir auf diese Insel zurückkehren und gemeinsam mit „unserem Vulkan“ unseren Wanderurlaub nachholen.

Aus grauen Kanaldeckeln werden bunte Blumen

HPC Mitarbeiterin und Grundschulklasse verschönern Ruhpoldings Kanaldeckel im Kurpark

Weitere Informationen

Leseempfehlungen

• Krankmachende Pilze auf Mikroplastik im Boden - wissenschaft.de
• Starkregen und Hitze
• Neuerscheinung im September 2021 - W 108: Messnetze für das Grundwassermonitoring in Wassergewinnungsgebieten 2021-09
• Abschlussbericht/Forschungsbericht W 202011 englisch: Impact Assessment of the Proposed PFAS Limit Value on the German Drinking Water Supply 2021-07
• Aus der Forschung: Protein-basierte Gewinnung Seltener Erden: Protein could unlock new sources of rare-earth elements (acs.org)