Mikrobiologie im Berliner Trink- und Grundwasser. Dr. Uta Böckelmann

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1 Mikrobiologie im Berliner Trink- und Grundwasser Dr. Uta Böckelmann

2 Agenda 1. Allgemeines 2. Gesetzliche Vorgaben 3. Geschichte 4. Mikrobiologische Parameter der TrinkwV 5. Biofilme 6. Legionellen 7. Zusammenfassung

3 1. Allgemeines Das Berliner Trinkwasser stammt aus innerstädtischen Grundwasservorkommen, die sich in mehr als Jahre alten Tiefenschichten gebildet haben Rund 650 Tiefbrunnen minimal 30 Meter und maximal 140 Meter tief fördern das Grundwasser zu den Wasserwerken, in denen es zu Trinkwasser aufbereitet wird In Berlin ist Grundwasser für die Trinkwassergewinnung in ausreichender Menge und guter Qualität vorhanden. Insgesamt sind etwa ein Viertel der Berliner Stadtfläche als Wasserschutzgebiete ausgewiesen

4 1. Allgemeines Grund- und Trinkwasser ist nicht keimfrei! Auch nach sachgerechter Aufbereitung enthält es noch Mikroorganismen Diese sind entweder harmlose Wasserbewohner, Bakterien und/oder Viren Nach der Aufbereitung dürfen diese Mikroorganismen nur in Konzentrationen verbleiben die keine gesundheitliche Gefährdung des Verbrauchers besorgen

5 2. Gesetzliche Vorgaben Unter Trinkwasser versteht man Süßwasser mit einem so hohen Grad an Reinheit, dass es für den menschlichen Gebrauch, insbesondere zum Trinken und zur Zubereitung von Speisen, geeignet ist Die Güteanforderungen an Trinkwasser sind in Deutschland in der DIN 2000 und der Trinkwasserverordnung (TrinkwV 2001) definiert Die Dritte Verordnung zur Änderung der TrinkwV ist am 25. Nov veröffentlicht worden und am 26. Nov in Kraft getreten

6 3.Geschichte Seit Mitte des 19. Jahrhunderts ist der Zusammenhang zwischen mikrobieller Kontamination eines Trinkwassers und dem Krankheitsgeschehen bekannt Viele Menschen starben damals an Infektionskrankheiten, wie z.b. Typhus, Cholera und Ruhr, die durch Trinkwasser übertragen wurden Heutige Situation: wasserbürtige Krankheiten verursacht durch Enterobakterien oder Viren Nach Schätzungen der UN sterben jährlich bis zu 5 Mill. Menschen an durch diese Erreger verursachten Krankheiten Quelle: Zeit online

7 3.Geschichte Robert Koch schuf 1883 mit : Über die neuen Untersuchungsmethoden zum Nachweis der Mikroorganismen in Boden, Luft und Wasser die wissenschaftlichen Voraussetzungen für die hygienisch-mikrobiologischen Überwachung der Trinkwasserqualität In seinem ebenso grundlegenden Werk "Wasserfiltration und Cholera" (1893) forderte Robert Koch zur Überprüfung der Wirksamkeit einer Wasserfiltration den bis heute gültigen Richtwert von maximal 100 KBE (Koloniebildende Einheit) pro Milliliter Filtrat Seit dieser Zeit sind die mikrobiologische Untersuchungen integraler Bestandteil der Kontrolle von Trinkwasser

8 4.mikrobiologische Parameter der TrinkwV Anlage 1, Teil I: Mikrobiologische Parameter: Lfd. Nr. Parameter Grenzwert 1 Escherichia coli 0 / 100 ml 2 Enterokokken 0 / 100 ml Anlage 3: Indikatorparameter: Lfd. Nr. Parameter Grenzwert 1 Clostridium perfringens 0 / 100 ml 2 coliforme Bakterien 0 / 100 ml 3 Koloniezahl 20 C (bei desinfiziertem Wasser 100 / 1ml 20 / 1ml) 4 Koloniezahl 36 C 100 / 1ml

9 Steckbrief Escherichia coli Charakterisierung Vorkommen stäbchenförmiges Bakterium, gehört zur Familie der Enterobacteriaceae E. coli ist ein normaler Darmbewohner von Mensch und Tier, in der Regel kein Krankheitserreger (Ausnahme EHEC) Indikatorfunktion eindeutiger Hinweis auf fäkale Verunreinigung Gesundheitliche Bedeutung eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit ist bei einem Nachweis von E. coli zu besorgen eine Grenzwertüberschreitung ist nicht tolerierbar, es sind Sofortmaßnahmen einzuleiten Handlungsempfehlungen Untersuchungsverfahren gemäß DIN EN ISO oder ISO (Colilert)

10 Steckbrief coliforme Bakterien Charakterisierung Vorkommen Indikatorfunktion stäbchenförmiges Bakterium, gehört zur Familie der Enterobacteriaceae, positive ß-Galaktosodase-Aktivität Gruppe umfasst sowohl fäkale Arten als auch sogenannte Umweltcoliforme verschiedene Arten (z.b. Enterobacter-, Citrobacter-, Klebsiella-, und Serratia- Spezies Hinweis auf fäkale und / oder nicht-fäkale Verunreinigung Gesundheitliche Bedeutung eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit ist bei alleinigem Nachweis von coliformen Bakterien für die Normalbevölkerung nicht zu besorgen eine Grenzwertüberschreitung stellt eine unerwünschte Kontamination des Trinkwasserversorgungssystem dar und ist daher dauerhaft nicht tolerierbar Handlungsempfehlungen Untersuchungsverfahren gemäß DIN EN ISO oder ISO (Colilert)

11 TrinkwV 2001: Anlage 1, Teil I: Mikrobiologische Parameter: Lfd. Nr. Parameter Grenzwert 1 Escherichia coli 0 / 100 ml 2 Enterokokken 0 / 100 ml Anlage 3: Indikatorparameter: Lfd. Nr. Parameter Grenzwert 1 Clostridium perfringens 0 / 100 ml 2 coliforme Bakterien 0 / 100 ml 3 Koloniezahl 22 C (bei desinfiziertem Wasser 100 / 1ml 20 / 1ml) 4 Koloniezahl 36 C 100 / 1ml

12 Steckbrief Enterokokken Charakterisierung Vorkommen Indikatorfunktion Intestinale Enterokokken, gehört zur Familie der Streptococcaceae im Darm von Wirbellosen und Wirbeltieren, auf Pflanzen, im Wasser und im Erdboden, beim Menschen im Darm, in der Mundflora und Vagina eindeutiger Hinweis auf fäkale Verunreinigung E. faecalis, E. faecium, E. durans und E. hirae Gesundheitliche Bedeutung eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit ist bei einem Nachweis von Enterokokken zu besorgen eine Grenzwertüberschreitung ist nicht tolerierbar, es sind Sofortmaßnahmen einzuleiten Handlungsempfehlungen Untersuchungsverfahren gemäß DIN EN ISO oder Chromokult-Enterokokken-Agar oder Enterolert-DW

13 TrinkwV 2001: Anlage 1, Teil I: Mikrobiologische Parameter: Lfd. Nr. Parameter Grenzwert 1 Escherichia coli 0 / 100 ml 2 Enterokokken 0 / 100 ml Anlage 3: Indikatorparameter: Lfd. Nr. Parameter Grenzwert 1 Clostridium perfringens 0 / 100 ml 2 coliforme Bakterien 0 / 100 ml 3 Koloniezahl 22 C bei desinfiziertem Wasser 100 / 1ml 20 / 1ml) 4 Koloniezahl 36 C 100 / 1ml

14 Steckbrief Clostridium perfringens Charakterisierung Vorkommen Indikatorfunktion gesundheitliche Bedeutung stäbchenförmige sulfitreduzierende anaerobe Bakterien, produzieren Endosporen, sind extrem resistent gegenüber Hitze und anderen Desinfektionsverfahren im Darm von Mensch und Tier, überleben außerhalb des Darms oft sehr lange in Form von resistenten Sporen (z.b. in Boden Staub und Wasser Hinweis auf Vorkommen von fäkalbürtigen Parasiten, sehr gut geeignet um die Aufbereitung von fäkal beeinträchtigten Rohwässern zu überwachen eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit beim Nachweis im Wasser besteht durch die Möglichkeit des Begleitvorkommens von z.b. Cryptosporidium parvum und Giardia lamblia eine Grenzwertüberschreitung stellt eine unerwünschte Kontamination des Trinkwasserversorgungssystem da und ist nicht dauerhaft tolerierbar Handlungsempfehlungen Untersuchungsverfahren gemäß Anlage 5 Teil 1 Buchstabe e TrinkwV 2001

15 TrinkwV 2001: Anlage 1, Teil I: Mikrobiologische Parameter: Lfd. Nr. Parameter Grenzwert 1 Escherichia coli 0 / 100 ml 2 Enterokokken 0 / 100 ml Anlage 3: Indikatorparameter: Lfd. Nr. Parameter Grenzwert 1 Clostridium perfringens 0 / 100 ml 2 coliforme Bakterien 0 / 100 ml 3 Koloniezahl 22 C bei desinfiziertem Wasser 100 / 1ml 20 / 1ml) 4 Koloniezahl 36 C 100 / 1ml

16 Steckbrief Koloniezahl bei 22 und 36 C Charakterisierung es handelt sich um ein breites Spektrum überwiegend nicht sporenbildender Bakterien Indikatorfunktion Gesundheitliche Bedeutung kein direkter Nachweis von Krankheitserregern, gibt Informationen über den Zustand des Wasserversorgungssystems, kann aber bei erhöhter Anzahl ein Hinweis auf pathogene Mikroorganismen wie Aeromonaden, Pseudomonaden und Legionellen sein eine erhöhte Konzentration der Koloniezahl bei 36 C ist nicht unmittelbar mit einer Gefährdung der menschlichen Gesundheit verbunden eine Grenzwertüberschreitung oder anormale Veränderung ist ein Hinweis auf einen nicht ordnungsgemäßen Zustand des Wasserversorgunssystems und nicht dauerhaft tolerierbar Handlungsempfehlungen Untersuchungsverfahren gemäß DIN EN ISO 6222 oder nach Anlage 5 Teil 1 Buchstabe d doppelbuchstabe bb TrinkwV

17 5.Biofilme Bildet sich an allen Oberflächen, die in Kontakt mit Wasser kommen Dort siedeln sich Mikroorganismen an und beginnen zu wachsen Diese Ansammlung von Mikroorganismen an Oberflächen von Materialien oder anderen Grenzschichten nennt man Biofilme Die weitaus überwiegende Zahl von Mikroorganismen in der Natur lebt in Form von Biofilmen Biofilme werden im Alltag oft als Schleimschicht oder Belag wahrgenommen

18 Bilder von Biofilmen im Trinkwassernetz: Quelle: Vortrag von H.C. Flemming Universität Duisburg-Essen IWW Zentrum Wasserforschung Mülheim Trinkwasserrohr mit Eisenbkt. Biofilm auf Schieberkeil Biofilm im Inneren eines Panzerschlauchs Bkt. und EPS im Fluoreszenzmikr. Biofilm auf Schieberkeil im REM Bkt. und EPS in Inkrustationsprodukten in Trinkwasserrohren im EM

19 Ursache für bakterielle Verunreinigung im Trinkwassernetz: Eintrag von verunreinigtem Wasser Unzulässige Verbindungen mit Brauchwasseranlagen Neuverlegung oder Arbeiten am Netz Ablagerungen in Rohrleitungen und Hausinstallationen Korrosionsablagerungen Aufbereitungsmaßnahmen beim Kunden Werkstoffe, mit denen das Wasser in Kontakt kommt

20 6. Legionellen Legionellen sind stäbchenförmige Bakterien die in erwärmtem Wasser vorkommen und sich dort vermehren können Verursachen in Deutschland die bedeutendste durch Wasser übertragbare Krankheit, die Legionellose, die in 15% tödlich verläuft Die TrinkwV sieht daher für die Legionellen einen technischen Maßnahmenwert von 100 KBE / 100 ml vor Es wird eine systemische Untersuchung alle 3 Jahre für gewerbliche und öffentliche und Gebäude mit Duschen bzw. Vernebelung von Trinkwasser gefordert

21 Vorkommen von Legionellen Legionellen kommen dort vor, wo erwärmtes Wasser ihnen optimale Bedingungen für die Vermehrung bietet, z.b.in: Warmwassererzeugungs- und Warmwasserverteilungsanlagen Schwimmbädern Luftwäschern in Klimaanlagen Kühltürmen Biofilmen Krankenhäusern Schulduschen und anderen öffentlichen Duschen Wannenbäder, Stationsbäder Totleitungen Wassertanks

22 Übertragung auf den Menschen erfolgt durch Kontakt mit Leitungswasser, wenn die Legionellen in die tiefen Lungenabschnitte gelangen das Trinken von legionellenhaltigem Wasser stellt für Personen mit intaktem Immunsystem keine Gesundheitsgefahr dar erst das Einatmen bakterienhaltigen Wassers als Aerosol kann zur Erkrankung führen eine Übertragung von Mensch zu Mensch erfolgt nicht!

23 7. Zusammenfassung ein Großteil des Berliner Trinkwassers stammt aus innerstädtischem Grundwasser Grund- und Trinkwasser sind nicht völlig frei von MO Robert Koch kann in Deutschland als der Begründer der Trinkwasserhygiene angesehen werden Die Güteanforderungen an Trinkwasser sind in Deutschland in der Trinkwasserverordnung (TrinkwV 2001) definiert in der Anlage 1 und 3 der TrinkwV sind die mikrobiologischen Parameter mit Grenzwerten und Nachweismethoden genau beschrieben die meisten Bakterien in der Umwelt leben in Form von Biofilmen, die auch im Trinkwassernetz eine große Rolle spielen Legionellen sind Bakterien die sich im warmen Trinkwasser vermehren und durch Einatmen von Aerosolen zu Erkrankungen der Atemwege führen können