Über

Wer sind wir?

Wir sind eine interdisziplinäre Forschungsgruppe der FH Kärnten mit dem Focus auf Umwelthygiene im Zusammenhang mit Geoinformation

Who are we?

We are a interdisciplinary research group within the CUAS, focusing on environmental hygiene in combination with geoinformation

Schwerpunkt / Focus

Die Forschungsgruppe ´Environmental Health and Geoinformation´ (EnHeGi) wendet oberflächenwasserbasierte Epidemiologie (WBE) an, um das aktuelle Verständnis der Ausbreitung von Krankheitserregern in unserer Umwelt sowie in der menschlichen Bevölkerung zu verbessern. Abwasser ist nicht nur ein Sammelbecken für verschiedene Krankheitserreger, sondern auch für zahlreiche andere potenziell schädliche Substanzen. Die epidemiologische Verbreitung und geografische Verteilung dieser Einflüsse auf die Wasserversorgung in der Umwelt ist kaum bekannt. SARS -CoV-2, die Gruppe der humanen Noroviren und andere Humanpathogene, die ein hohes Risiko für eine endemische und pandemische Ausbreitung bergen, kommen auch in verschiedenen wässrigen Umgebungen vor. Aus diesem Grund wurden diese beiden Viren als Modellorganismen ausgewählt. 

Der vorgestellte Ansatz umfasst Analysen von Proben aus Kläranlagen sowie Gewässern wie Flüssen und Seen mit modernen molekularbiologischen Techniken wie Next Generation Sequencing. Wie oben erwähnt, ist die geografische Perspektive wesentlich für ein besseres Verständnis von Phänomenen wie der epidemiologischen Verbreitung. Daher wird der WBE-Ansatz durch eine geografische Informationssystem (GIS)-Anwendung mit einer geografischen Datenbank als Kernstück unterstützt. Diese räumlich-zeitliche Datenbank (Geodatenbank) enthält Infrastruktur-, topografische und demografische Daten, die für die Verbreitung von SARS -CoV-2, Noroviren und anderen Krankheitserregern relevant sind, sowie Daten, die aus den Proben gesammelt werden. 

Das Projekt zielt darauf ab, a) zu untersuchen, ob es einen Zusammenhang zwischen der Viruslast im Abwasser und der Zahl der Infizierten in der Kärntner Bevölkerung gibt; b) die Wirksamkeit von Wasseraufbereitungsanlagen bei der Eliminierung von Krankheitserregern zu bestimmen; c) die Unterscheidungskraft der Abwasseranalyse verstehen, um die Virusausbreitung innerhalb einer Gemeinschaft zu erkennen, und d) die Viruskontamination von Oberflächengewässern von Flüssen und Seen bewerten. 

Die modellhafte Anwendung der Daten in der GIS-Anwendung wird als Grundlage für einen viel breiteren Ansatz dienen, bei dem eine beliebige Anzahl epidemiologisch interessanter Arten zum Analyseportfolio hinzugefügt werden kann, und dazu beitragen, eine grundlegende Informationsquelle für die Verteilung von im Wasser geborenen und im Wasser verteilten Arten zu etablieren Krankheitserreger in den Kärntner Gewässern. 

Alle Ergebnisse werden mit den derzeit entstehenden epidemiologischen Forschungsinitiativen, die auf nationaler und internationaler Ebene durchgeführt werden, geteilt und in diese einbezogen. Letztendlich wird EnHeGi die laufenden Bemühungen zur Bewältigung möglicher zukünftiger Pandemien unterstützen.

_______________________

The research group ´Environmental Health and Geoinformation´ (EnHeGi) applies surface water-based epidemiology (WBE) as an approach to improve the current understanding of the spread of pathogens in our environment as well as in the human population. Waste water is not only a collector of different pathogenic organisms but also numerous other potentially harmful substances. The epidemiological dissemination and geographic distribution of those influences on the water supply in the environment is poorly understood. SARS -CoV-2, the group of human noroviruses and other human pathogens, which hold a high risk for endemic and pandemic spread, are also found in different watery environments. This is why these two viruses were chosen as model organisms.

The approach presented comprises analyses of samples from waste water treatment plants as well as water bodies like rivers and lakes using modern molecular biology techniques like next generation sequencing. As mentioned above, the geographic perspective is essential for a better understanding of phenomena like epidemiological distribution. Therefore, the WBE approach is supported by a geographic information system (GIS) application with a geographic database at its core. This spatio-temporal database (geodatabase) contains infrastructure, topographic and demographic data relevant for the distribution of SARS -CoV-2, noroviruses and other pathogens as well as data collected from the samples.

The project aims to a) investigate whether there is a correlation between viral load in wastewater and the number of infected individuals within the Carinthian population; b) determine the effectiveness of water treatment plants in eliminating pathogens; c) understand the discriminatory power of wastewater analysis to detect viral spread within a community, and d) assess the virus contamination of surface waters of rivers and lakes.

The model application of the data in the GIS-application will serve as the basis for a much wider approach where any number of epidemiologically interesting species can be added to the analysis portfolio and help establish a fundamental information source for the distribution of water born and water distributed pathogens within the Carinthian waters.

All results will be shared with and included into the currently emerging epidemiological research initiatives conducted at national and international levels. Ultimately EnHeGi will support the ongoing efforts to help managing possible future pandemics.

Team

FH-Prof. Dr. Adrijana Car  Geoinformation und Umwelt

FH-Prof. Dr. Marco Kachler Biomedizinische Analytik

Rudolf Mark, MSc Biomedizinische Analytik

FH-Prof. Dr. Astrid H. Paulitsch-Fuchs 
Biomedizinische Analytik

Dott. Mag. Paolo Scariano

External colleagues

PD Dr. Gernot Zarfel 
Mikrobiologie und Umweltmedizin

Publikationen / publications

Car, A.; Lecnik, J.; Mayr, M.; Markt, R.; Scariano, P.; Zarfel, G.; Kachler, M.; Opari, E.; Paulitsch-Fuchs, A.H. Design of a geodatabase to support GIS-based Wastewater-Based Epidemiology. In Proceedings of the GI Salzburg; Salzburg, 2022.

Kontakt / contact

EnHeGi Forschungsgruppenleiterin

FH-Prof.in Mag.a Dr.in  Astrid Paulitsch-Fuchs
Health Sciences and Social Work, Biomedical Science
Senior Lecturer
University of Applied Sciences Carinthia

FH Kärnten
gemeinützige Gesellschaft mbH
St. Veiter Strasse  47
9020 Klagenfurt am Wörthersee
Austria

M: a.paulitsch-fuchs@cuas.at