Effekte von Mikroorganismen im Wasser

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1 Leonardo da Vinci Projekt Nachhaltigkeit in der gewerblichen Wäscherei Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Effekte von Mikroorganismen im Wasser Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 1

2 Lernziele Nach Beendigung dieses Kapitels werden Sie über Basiswissen über die verschiedenen Mikroorganismenarten verfügen die im Wasser hauptsächlich auftretenden Mikroorganismenarten kennen und benennen können Bedingungen zur mikrobiellen Dekontamination kennen und erläutern können Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 2

3 Inhalt Kontamination von Wäschereiwasser Mikroorganismen - Bakterien - Bakteriensporen - Kokkoidbakterien rund geformte Bakterien - Bazillen Stäbchenförmige Bakterien - Andere Formen - Pilze - Viren - Protozoen Pathogene Keime im Wasser Bedingungen zur mikrobiellen Dekontamination Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 3

4 Kontamination von Wäschereiwasser alle Wäschereien konsumieren Wasser in großen Mengen. Insbesondere Krankenhauswäsche ist bakteriell kontaminiert, was eine Kontamination des Prozesswassers nach sich zieht verschiedene Typen von Krankenhaustextilien kommen mit menschlichen Exkrementen in Kontakt, wodurch Textilien und Wasser kontaminiert werden um den Wasserverbrauch zu reduzieren, wird Wasser aus bestimmten Prozessabschnitten wiederverwendet dadurch steigt die Gefahr der Rekontamination des Textils, da die biologische Belastung des Wassers erhöht ist Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 4

5 Mikroorganismen das Wort Mikroorganismus ist eine Ableitung aus dem griechischen Wort micro, dies bedeutet klein Mikroorganismen sind sehr kleine Lebensformen, so klein, das sie nur bei Betrachtung durch das Mikroskop sichtbar sind Die Hauptgruppen der Mikroorganismenarten sind - Bakterien, Pilze, Viren und Protozoen Mikroorganismen sind in der Natur weit verbreitet alle aquatischen Ökosysteme wie Frischwasser, Meerwasser, Regenwasser usw. enthalten Mikroorganismen Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 5

6 Bakterien Bakterien sind die am weitesten verbreiteten Organismen auf der Erde, sie leben fast überall: In Schmutz, Erde, Wasser, Pflanzen und Tieren viele Bakterien nutzen dem Menschen, nur wenige verursachen Schaden viele sind zum Beispiel wichtige Abbauorganismen, die den Nährstofffluss im Ökosystem sicherstellen andere haben bedeutenden industriellen und/oder pharmazeutischen Nutzen andererseits erzeugen pathogene Bakterien (Mikroorganismen) Krankheiten Bakterien sind auf Grund ihrer Form eingeteilt in kokkoide, stäbchenförmige und andere Formen Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 6

7 Bakteriensporen bei ungünstigen bis lebensfeindlichen Lebensbedingungen können Bakterien vegetative (Dauer-)Formen, genannt Sporen, bilden die Bildung von Sporen erlaubt den Bakterien das Überleben bei unzureichendem Nähstoffangebot und bei Bedingungen, die zur Austrocknung führen würden Sporen sind sogar gegen die gebräuchlichen antimikrobiellen Agenzien und Verfahren resistent Sporen haben eine harte Schutzummantelung, die dem ruhenden Bakterium das Überleben über Wochen bis Jahre ermöglicht verbessern sich die Umgebungsbedingungen wieder, so wandelt sich die Spore wieder in eine Zelle um Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 7

8 Kokkoide Bakterien rund geformte Bakterien Einige Beispiele sind: Escherichia coli: coliforme Enterobacteriaceae, verursacht Lebensmittelverderb Staphylococcus aureus: Eitererreger, Übertragung durch Schmierinfektion (MRSA) Enterococcus faecium (Paar): Keim der Darmflora, gegen viele Antibiotika resistent (VRE) Streptococcus pneumonia: Verursacht Pneumonie (Lungenentzündung), Meningitis, otitis media (Mittelohrentzündung) u. a. Micrococcus spp. (Tetraden): vergleichsweise harmloser Hautkeim Staphylococcus aureus Quelle: CCDC/ Matthew J. Arduino, DRPH; Janice Carr (PHIL #6486) Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 8

9 Bazillen stäbchenförmige Bakterien Einige Beispiele sind: Escherichia coli: Coliformes Bakterium, verursacht Lebensmittelverderb Pseudomonas aeruginosa: Wasserkeim, Antibiotikaresistent, verursacht nosokomiale Infektionen Mycobacterium tuberculosis: Verursacht TBC Bacillus cereus: Verursacht gefährliche Infektionen bei Neugeborenen Lactobacillus acidophilus: Bekannt als probiotisches Bakterium Legionella pneumophila: Verursachen Legionellenkrankheit, meist durch Klimaanlagen oder Duschen übertragen Escherichia coli Quelle: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 9

10 Andere Bakterienformen Einige Beispiele: Vibrio cholera (vibrio): Humanpathogen, verursacht Cholera (schwerwiegende Diarrhöe) Helicobacter pylori: (vibrio): Verursacht Magengeschwüre Leptospira interrogans (Spirochäten): verursachen Leptosirose (Weil`sche Krankheit), eine Infektion, die Leber und Nieren angreift Borrelia burgdorferi (Spirillum): verursacht Borelliose Borrelia burgdorferi Quelle: CDC (PHIL #6631), 1993 Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 10

11 Pilze Pilze sind unterteilt in Hefen und Schimmelpilze Pilze werden industriell bei der Produktion zahlreicher nützlicher Produkte eingesetzt. Sie verursachen andererseits den Verderb von Obst und Gemüse HEFEN: typische einzellige Pilze, wie z. B.: - Saccharomyces cerevisiae (backen, Bier brauen) - Candida albicans: Verbreiteter pathogener Keim verursacht Vaginalinfektionen SCHIMMELPILZE: filamentartig - Penicillium roqueforti - zur Käseproduktion - Penicillium notatum - erstes Antibiotikum Aspergillus fumigatus Quelle: CDC/Dr. Libero Ajello (PHIL #4297), 1963 Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 11

12 Viren Viren sind unter dem Mikroskop nicht erkennbar. Viren sind Keime, die Menschen, Tiere, Pflanzen und andere Mikroorganismen infizieren können sie leben in Wirtszellen, wo sie sich vermehren sie weisen DNA oder RNA, jedoch niemals gleichzeitig, auf 3 Hauptformen sind: spiralförmig, ikosaedrisch (20-flächig) und komplex Beispiele für Viren sind: Rotavirus, Herpes simplex Virus, Hepatitis A Virus, HIV-Virus Tobacco Mosaic Virus (spiralförmige Struktur) Rotavirus (zwanzigflächig) Struktur eine komplexen Virus Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 12

13 Protozoen Protozoen sind einzellige Organismen die ubiquitär in aquatischer Umgebung und im Schmutz vorkommen sie sind auf Grund der Art ihrer Bewegung in 4 Gruppen unterteilt : Flagellaten, Amöben, Sporozoen (Sporentierchen) und Ciliaten (Flimmertierchen) Protozoen spielen als Pflanzenfresser und Dekompostierer in der Lebensmittelkette eine Rolle. Sie kontrollieren die Biomasse und die Bakterienpopulation einige Protozoen können unter ungünstigen Bedingungen Zysten produzieren einige Beispiele: Malariaparasiten, Trypanosomen, Giardia lamblia, Crytosporidium Giardia lamblia Quelle: CDC/ Janice Carr Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 13

14 Pathogene Keime im Wasser humanpathogene Keime im Wasser stammen in der Regel von der Kontamination mit Fäkalien; Escherichia coli ist ein typischer Indikatorkeim für fäkale Kontamination andere Indikatoren für die Kontamination des Wassers sind - unspezifische Coliforme und Pseudomonas aeruginosa Daten aus den frühen 90ern (Wikipedia) beschreiben das Verursachen von Infektionen durch Wasserkeime wie folgt: - verursacht durch Protozoa: Amöbenruhr, Cryptosporidiose, Giardiasis - verursacht durch Bakterien: Cholera, Botulsimus, Typhus, Diarrhöe, Legionellose, Leptospirose - verursacht durch Viren: Hepatitis A, Polio, Rotaviren, kleine runde strukturierte Viren, Enteroviren Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 14

15 Mikrobielle Dekontamination Bedingungen STERILISATION absolut, es gibt keine unterschiedlichen Grade der Sterilisation. Bedingungen: Feuchte Hitze, 121 C bei 15 Minuten und 2 Bar oder trockene Hitze 170 C und 120 Minuten. DESINFEKTION chemische oder physikalische Zerstörung oder Entfernung infektiöser Agenzien. Desinfektionsmittel sind Agenzien (üblicherweise chemisch), welche die Lebendformen krankheitserregender Keime abtöten (meist keine Sporen). Desinfektionsmittel Reduzieren oder hemmen das Wachstum (Unterbrechen von Infektionsketten), sie sterilisieren jedoch nicht. DEKONTAMINATION Prozess des Reinigens um Kontamination und die Möglichkeit der Kontamination (Verschmutzung) zu entfernen. Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 15

16 Mikrobielle Dekontamination Bedingungen PASTEURISATION Form der Desinfektion für Materialien, die durch exzessive Hitze verformt oder zerstört werden würden (z.b. Milch). Geringere Hitze über einen definierten Zeitraum wird einfach oder wiederholt angewendet um die Anzahl an lebensfähigen Mikroorganismen zu reduzieren. GERMIZIDE ( germ = Keim, cide = töten) chemische Agentien welche schnell Mikroben, jedoch keine Sporen töten. Bakterizide töten Bakterien, Viruzide töten Viren, Fungizide töten Pilze und Sporizide töten Bakteriensporen. SANITATION Reduktion pathogener Keime um die Gesundheit der Bevölkerung sicherzustellen. Prozedur: Mechanische Reinigung oder Anwendung von Chemikalien. Modul 6 Spezielle Aspekte Kapitel 2 Mikroorganismen/Effekte 16