Die konventionelle mikrobiologische Wasseranalytik benötigt häufig bis zu 48 Stunden und verzögert damit betriebliche Entscheidungen. Jüngste Fortschritte bei automatisierten Vor-Ort-Technologien ermöglichen inzwischen ein nahezu zeitnahes mikrobielles Monitoring an Trinkwasserentnahmestellen, in der betrieblichen Trinkwasserüberwachung sowie in Badegewässern. Dazu zählen unter anderem die Durchflusszytometrie zur Zellzählung und enzymbasierte Assays zum Nachweis bakterieller Aktivität und fäkaler Indikatoren.

Wir evaluieren diese mikrobiologischen Sensoren systematisch und vergleichen ihre Leistungsfähigkeit mit etablierten physikalisch-chemischen Proxy-Parametern. Mithilfe statistischer Verfahren und Methoden des maschinellen Lernens werten wir hochaufgelöste Monitoringdaten aus und entwickeln Anwendungskonzepte für das Wassermanagement, um eine proaktive Steuerung der Wasserqualität zu ermöglichen.

Fäkale Verunreinigungen stellen das wichtigste mikrobiologische Risiko in Trinkwassersystemen dar und sind ein bedeutendes Problem für die öffentliche Gesundheit. Unsere Forschung konzentriert sich auf DNA- und RNA-basierte Diagnostik von fäkalen Indikatororganismen, wirtsassoziierten mikrobiellen Markern, wasserbürtigen Krankheitserregern sowie weiteren gesundheitsrelevanten Mikroorganismen. Zentrales Ziel ist die Generierung quantitativer Daten für die Bewertung der Wasserqualität, die Gefahrenidentifikation und die Risikoanalyse, einschließlich Fragestellungen zu Wassermikrobiomen und Biostabilität.

Wir optimieren die Probenaufbereitung und entwickeln sowie evaluieren qPCR- und digital-PCR-basierte Assays kritisch. In Kombination mit Hochdurchsatz-Sequenzierung und bioinformatischen Ansätzen ermöglichen diese Methoden die Identifizierung und Quantifizierung von Zielorganismen und unterstützen ein risikobasiertes Wassermanagement.

Melamin ist eine stickstoffreiche Verbindung, die häufig in Klebstoffen und Beschichtungen für Holzwerkstoffe eingesetzt wird und daher in vielen Alltagsprodukten vorkommt. In der EU ist Melamin als krebserregend, organschädigend und als besonders besorgniserregender Stoff (SVHC) eingestuft. Melamin kann über industrielle Prozesse, langlebige Produkte und Abwässer in die Umwelt gelangen. Aufgrund seiner Persistenz und hohen Mobilität im Wasser stellt es ein Risiko für die Trinkwasserversorgung dar.

Gleichzeitig sind standardisierte Nachweismethoden und nachhaltige Entfernungstechnologien bislang nur begrenzt verfügbar. Dieses Projekt entwickelt zuverlässige analytische Verfahren sowie energieeffiziente Aufbereitungslösungen für Melamin in Abwässern der Holzindustrie.

Sichere Wasserressourcen sind essenziell für die menschliche Gesundheit, doch fäkale Verunreinigungen stellen weiterhin ein zentrales mikrobiologisches Risiko dar. In Zusammenarbeit mit großen österreichischen Wasserversorgern führen wir umfassende, einzugsgebietsbasierte Studien durch, die Feldbeobachtungen mit DNA- und RNA-basierter Diagnostik verbinden, um die Quellen fäkaler Belastungen in Trinkwassereinzugsgebieten zu identifizieren.

Mithilfe der Quantitativen Mikrobiellen Risikoabschätzung (QMRA) bewerten wir gesundheitliche Risiken und definieren Maßnahmen zur Gefahrenkontrolle, wie etwa Zielwerte für die Reduktion von Krankheitserregern. Dieser ganzheitliche Ansatz schafft eine wissenschaftlich fundierte Grundlage für die Planung der Trinkwassersicherheit, wie sie von der Weltgesundheitsorganisation empfohlen und durch die EU-Trinkwasserrichtlinie vorgeschrieben wird.

Mikrobielle Gemeinschaften sind grundlegend für das Funktionieren aquatischer Ökosysteme. Sie treiben zentrale ökologische Prozesse an und beeinflussen die Wasserqualität entlang des gesamten Weges von der Quelle bis zum Wasserhahn. In technischen Systemen wie Trinkwasserverteilnetzen können mikrobielle Ungleichgewichte technische und ästhetische Probleme verursachen und opportunistische Krankheitserreger begünstigen. Das Verständnis dieser Dynamiken ist entscheidend für eine sichere und zuverlässige Wasserversorgung.

Wir untersuchen mikrobielle Gemeinschaften in natürlichen Wasserressourcen – darunter die Donau, ihre alluvialen Grundwasserleiter sowie alpine Karstquellen – ebenso wie in technischen Systemen wie Aufbereitungsanlagen, Speicheranlagen und Verteilnetzen. Unsere Arbeit unterstützt ein evidenzbasiertes Wassermanagement und die Optimierung von Systemen.

Die Arbeitsgruppe „Schnelle molekulare Diagnostik“ am IFA-Tulln entwickelt und nutzt molekulare Methoden zur schnellen und präzisen Detektion von Mikroorganismen in unterschiedlichen Umgebungen. Im Fokus stehen qPCR, isotherme Amplifikation sowie sequenzierungsbasierte Technologien. Die Anwendungen reichen von der Lebensmittel-, Futtermittel- und Wassersicherheit bis hin zum Umweltmonitoring und zur klinischen Diagnostik.

Wir bieten Point-of-Care- sowie In-Field-/Vor-Ort-Lösungen zur Detektion mikrobieller Indikatoren und Krankheitserreger an.

Das Projekt untersucht, wie alternative Holzressourcen die Zusammensetzung von Abwässern verändern und wie diese Nebenströme in einem kreislauforientierten, nahezu abfallfreien Prozess verwertet werden können. Ziel ist es zu klären, wie die Zusammensetzung der Rohstoffe und Prozessparameter die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Produkten und Nebenströmen beeinflussen, wobei Simulationswerkzeuge eingesetzt werden, um Wiederverwertungsoptionen abzuleiten.

Im Fokus der Forschung stehen sekundäre Metabolite und andere Extraktstoffe in Prozesswässern – von einzelnen Verbindungen bis hin zu Enzymen und Genen –, mit dem Ziel, diese als wertvolle Rohstoffe in die Produktion von Holzwerkstoffen zurückzuführen. Parallel dazu werden Prozesskonzepte entwickelt, die durch Prozesssimulation und multivariate Datenanalyse unterstützt werden, um die Umweltbelastung zu reduzieren und den Bedarf an kostenintensiver biologischer Abwasserbehandlung zu verringern.