Anforderungen an die hygienisch-mikrobiologische Wasserqualität Dr. rer. nat. Katja Behringer

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1 Anforderungen an die hygienisch-mikrobiologische Wasserqualität Dr. rer. nat. Katja Behringer

2 TrinkwV TrinkwV 2001 TrinkwV 1990 TrinkwV 2001 Verordnung über Trinkwasser und über Wasser für Lebensmittelbetriebe keine Begriffsbestimmung Auslegungssache Verordnung über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch 3: konkrete Begriffsbestimmung regelt auch Qualität des Wassers für häusliche Verwendungszwecke und die persönliche Hygiene

3 Begriffsbestimmung von TW gemäß 3 Trinkwasser ist sämtliches Wasser, welches bestimmt ist: zum Trinken zum Kochen zur Zubereitung von Speisen und Getränken zur Körperpflege und -reinigung (Duschen, Baden, Zähneputzen) zur Reinigung von Gegenständen, die bestimmungsgemäß mit Lebensmitteln in Berührung kommen (Geschirreinigung) zur Reinigung von Gegenständen, die bestimmungsgemäß nicht nur vorübergehend mit dem menschl. Körper in Kontakt kommen (Reinigung von Kleidung, Hand- und Spültüchern)

4 4: Allgemeine Anforderungen, Absatz 1 Wasser für den menschl. Gebrauch muß frei von Krankheitserregern, genusstauglich und rein sein. Diese Erfordernis gilt als erfüllt, wenn bei der Wassergewinnung, -aufbereitung und der Verteilung die allgemein anerkannten Regeln der Technik eingehalten werden und das Wasser für den menschl. Gebrauch den Anforderungen der 5 bis 7 entspricht. 5: mikrobiol. Anforderungen = Grenzwerte für E. coli, Coliforme, Enterokokken 6: chem. Anforderungen 7: Indikatorparameter = Grenzwert für C. perfringens, Anforderungen für KBE 22 C/36 C

5 5: Mikrobiologische Anforderungen (1) Im Wasser für den menschl. Gebrauch dürfen Krankheitserreger* im Sinne des 2, Nr. 1 des IfSG nicht in Konzentrationen enthalten sein, die eine Schädigung der menschl. Gesundheit besorgen lassen. (2) Im Wasser für den menschl. Gebrauch dürfen die in Anlage 1 Teil 1 festgesetzten Grenzwerte für mikrobiol. Parameter nicht überschritten werden. * vermehrungsfähiges Agens (Virus, Bakterium, Pilz, Parasit) oder ein sonstiges biol. übertragbares Agens, das beim Menschen eine Infektion oder übertragbare Krankheit verursachen kann

6 Vergleich Grenzwerte: 1 TrinkwV a.f. / Anlage 1 Teil 1 TrinkwV n.f. TrinkwV 1990 TrinkwV 2001 festgelegt in 1 Anlage 1, Teil 1 E. coli n. n. in 100 ml 0 KBE / 100 ml Enterokokken n. n. in 100 ml 0 KBE / 100 ml Coliforme Bakterien n. n. in 100 ml* 0 KBE / 100 ml * Grenzwert gilt als eingehalten, wenn bei mind. 40 Untersuchungen in 95% der Untersuchungen Coliforme Bakterien nicht nachgewiesen werden

7 Anlage 1: Escherichia coli Darmkeim, welcher mit dem Warmblüterstuhl in großen Mengen ausgeschieden wird leicht nachzuweisen eindeutiger Indikator für fäkale Verunreinigung bei Nachweis: Annahme gerechtfertigt, dass mit Fäkalien auch Krankheitserreger ins Wasser gelangt sind akute Gesundheitsgefährdung

8 Anlage 1: Coliforme Bakterien sind ubiquitär auch als Umweltkeime zu finden geben Hinweis auf Verunreinigungen, die fäkaler oder nichtfäkaler Art sein können leicht nachzuweisen zeigen unerwünschte Wasserbelastungen an

9 Escherichia coli und Coliforme Bakterien Vergleich: TrinkwV 1990 / TrinkwV 2001 TrinkwV 1990 TrinkwV 2001 Methode Anlage 1, Nr. 1 ISO Nährmedium Laktose-Bouillon Laktose TTC-Agar mit Tergitol 7 Dauer min. 2 max. 4 (5) Tage min. 2 max. 3 Tage Anforderung n. n. in 100 ml 0 KBE/ 100 ml 95%-Regel für Coliforme vorhanden nicht mehr vorhanden Häufigkeit routinemäßig routinemäßig

10 Verfahrensvergleich TrinkvV 1990 ISO Primärisolierung Differentialausstrich Differenzierung Definition E. coli Definition Coliforme Laktosebouillon Flüssiganreicherung erforderlich bei Verdacht Endo- oder McConkey-Agar kleine Bunte Reihe Laktose: Gas und Säure Oxidase: negativ Indol 36 C: positiv Citrat: negativ Glucose 44 C: Gas u. Säure Laktose: Gas und Säure Oxidase: negativ Laktose TTC-Tergitol Membranfiltration falls keine Reinkultur Laktose TTC-Tergitol Oxidasetest Indol 44 C Laktose: nur Säure Oxidase: negativ Indol 44 C: positiv Laktose: nur Säure Oxidase: negativ Indol 44 C: negativ

11 Kritische Bewertung des ISO-Verfahrens methodenbedingte Unterschiede in der Beanstandungsrate sind zu erwarten Vergleichsstudie DIN-AK (1922 Proben): Nachweisrate für E. coli nach ISO 4% niedriger Nachweisrate für Coliforme nach ISO 6% höher geringe Selektivität erhöhter Arbeits- u. Zeitaufwand, da Begleitflora sehr störend bei verlässlicher Auszählung von E. coli/coliformen nur geeignet für desinfiziertes oder sehr keimarmes TW dringend notwendig: alternative Untersuchungsverfahren, möglich nach 15 (1)

12 Anlage 1: Enterokokken Untereinheit der Fäkalstreptokokken anstelle der Fäkalstreptokokken (TrinkwV 1990) entsprechen taxonomisch der Gruppe der D-Streptokokken Spezies E. faecalis, E. faecium, E. durans, E. hirae Vorkommen in Darm von Mensch und Tier vermehren sich nicht im Wasser im Vergleich zu E. coli /Coliformen widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse höhere Persistenz Hinweis auf länger zurückliegende Kontamination

13 Enterokokken Vergleich: TrinkwV 1990 / TrinkwV 2001 TrinkwV 1990 TrinkwV 2001 Parameter Fäkalstreptokokken Enterokokken Methode Anlage 1, Nr. 3 EN ISO Nährmedium Azid-Glucose-Bouillon Slanetz-Bartley-Agar Galle-Äsculin-Azid-Agar Dauer min. 2 max. 3 Tage 2,5 Tage Anforderung n. n. in 100 ml 0 KBE / 100 ml Häufigkeit auf besondere Anordnung periodisch

14 Beurteilung: ISO-Verfahren Enterokokken praktikabler u. weniger falsch positive als bisherige Methode zusätzliche periodische Untersuchung Mehraufwand bei Nutzung von mikrobiolgisch auffälligen Rohwässern muß mit Steigerung der Beanstandungsrate gerechnet werden Wiedenmann et al.: bis zu 19% mehr Beanstandungen bei nicht entkeimten Eigenwasserversorgungen Hornberger et al.: bis zu 22% mehr Beanstandungen in Quellwässern Empfehlung: man sollte sich vorab über mögliche Auswirkungen für das eigene WV-Unternehmen orientieren

15 7 Indikatorparameter Im Wasser für den menschl. Gebrauch müssen die in der Anlage 3 festgelegten Grenzwerte und Anforderungen für Indikatorparameter eingehalten sein. Anlage 3 umfaßt folgende mikrobiol. Indikatorparameter: (4) Clostridium perfringens, einschließlich Sporen (9) Koloniezahl bei 22 C (10) Koloniezahl bei 36 C

16 Indikatorparameter Werte sind als konkrete Anforderung formuliert Parameter haben keine od. nur geringe direkte gesundheitliche Relevanz zeigen indirekt eingetretene Veränderung der Wasserqualität an Überschreitung der Anforderungen können auf Belastungen des Rohwasser, auf Probleme bei der Wassergewinnung, -aufbereitung oder -verteilung hindeuten Überschreitung muß Anlass zur Überprüfung und zur Einleitung von Abhilfemaßnahmen sein

17 Anlage 3: Koloniezahl Gesamtzahl vermehrungsfähiger und auf einem bestimmten Nährmedium koloniebildender Einheiten (KBE) erfolgt keine Differenzierung der Bakterien Indikator für die Effizienz der Aufbereitung mögliche Ursachen für Erhöhung unzureichende Aufbereitung oder Desinfektion Wiederverkeimung durch Stagnation Rohrbrüche, Arbeiten am Leitungsnetz seit Ende des vergangenen Jahrhunderts gilt die empirische Erkenntnis, dass keine Seuchengefahr durch Wasser besteht, wenn in 1 ml 100 KBE aufweist

18 Koloniezahl bei 36 C Vergleich: TrinkwV 1990 / TrinkwV 2001 TrinkwV 1990 TrinkwV 2001 Methode Anlage 1, Nr. 5 EN ISO 6222 Nährmedium DEV-Agar nährstoffreich Hefeextrakt-Agar nährstoffarm Auswertung 6 8 fache Lupe mit bloßem Auge Dauer 2 Tage 2 Tage Anforderung 100 KBE/mL = Richtwert ohne annormale Veränderung bei Methode TrinkwV 1990*: 100 KBE/mL = Grenzwert Häufigkeit routinemäßig routinemäßig * bei Anwendung anderer Verfahren ist das Verfahren nach Anlage 1, Nr. 5 TrinkwV 1990 ein Jahr parallel zu verwenden

19 Koloniezahl bei 22 C Vergleich I: TrinkwV 1990 / TrinkwV 2001 TrinkwV 1990 TrinkwV 2001 Methode Anlage 1, Nr. 5 EN ISO 6222 Nährmedium DEV-Agar nährstoffreich Hefeextrakt-Agar nährstoffarm Auswertung 6 8 fache Lupe mit bloßem Auge Temperatur 20 C 22 C Dauer 2 Tage 3 Tage Häufigkeit routinemäßig routinemäßig

20 Koloniezahl bei 22 C Vergleich II: TrinkwV 1990 / TrinkwV 2001 Anforderung an TrinkwV 1990 TrinkwV 2001 Großanlagen desinfiziertes H 2 O nach Aufbereitung Großanlagen H 2 O am Zapfhahn des Verbrauchers 20 KBE/mL = Richtwert 100 KBE/mL = Richtwert ohne annormale Veränderung bei Methode TrinkwV 1990*: 20 KBE/mL = Grenzwert ohne annormale Veränderung bei Methode TrinkwV 1990*: 100 KBE/mL = Grenzwert Kleinanlagen Abgabe: 1000 m 3 pro Jahr 1000 KBE/mL = Richtwert ohne annormale Veränderung bei Methode TrinkwV 1990*: 1000 KBE/mL = Grenzwert * bei Anwendung anderer Verfahren ist das Verfahren nach Anlage 1, Nr. 5 TrinkwV 1990 ein Jahr parallel zu verwenden

21 Koloniezahl Kritische Beurteilung d. ISO-Verfahrens Medium erfaßt anderes Bakterienspektrum als DEV-Agar z.t. deutlich höhere KBE/mL durch nährstoffärmeres Nährmedium und längere Bebrütungszeit (bei 22 C) TW mit KBE 10/mL keine großen Unterschiede TW mit KBE > 10/mL deutliche Unterschiede keine deutlichen Tendenzen verlängerte Wartezeit bis Endergebnisse vorliegen (kritisch bei neuen Leitungen, Betriebsstörungen) erscheint aus Zeit- und Kostengründen einfacher alte Methode beizubehalten

22 Anlage 3: Clostridium perfringens Erreger des Gasbrandes wächst nur unter anaeroben Bedingungen einige Stämme bilden Enterotoxine Lebensmittelvergiftung bildet Endosporen = stabile Dauerformen Sporen besitzen hohe Resistenz gegenüber Hitze, Kälte, Strahlung und Desinfektionsmittel finden sich im Stuhl ( Sporen/g), Abwasser, Erde, Staub können, aber müssen nicht fäkalen Ursprungs sein Indikator für Vorkommen gleichermaßen resistenter Parasiten wie z.b. Cryptosporidien und Giardien Indikatorfunktion wissenschaftlich umstritten

23 Clostridium perfringens Vergleich: TrinkwV 1990 / TrinkwV 2001 Parameter Nährmedium TrinkwV 1990 TrinkwV 2001 sulfitred. sporenbildende Anaerobier (nur Sporen) DRCM-Bouillon Flüssiganreicherung Dauer min. 2 max. 4 Tage 2 Tage Clostridium perfringens (Sporen u. veg. Zellen) m-cp-agar Membranfiltration Anforderung n. n. in 20 ml 0 KBE / 100 ml Häufigkeit nur auf Anordnung routinemäßig* periodisch** * wenn Wasser von Oberflächenwasser stammt oder von Oberflächenwasser beeinflußt wird ** in allen anderen Fällen, z.b. auch bei Tiefengrundwasser (Fußnote Anlage 4)

24 Nachweisverfahren für C. perfringens laut TrinkwV 2001 m-cp-methode als Orientierungshilfe m-cp-nachweisverfahren in TrinkwV genau beschrieben gibt bisher noch kein ISO-Verfahren unterschiedl. Auffassungen über geeignetes Nachweisverfahren geplant ist ISO-Normung von TSC-Methode m-cp-agar wird sich auf europ. Ebene nicht durchsetzen außerdem: Lieferschwierigkeiten der Einzelbestandteile

25 Untersuchung auf Legionellen Anlage 4, Teil 1 2. Abschnitt: Periodische Untersuchungen nur in zentralen Erwärmungsanlagen der Hausinstallation, aus denen Wasser für die Öffentlichkeit bereitgestellt wird

26 Häufigkeit der Untersuchungen festgelegt in Anlage 4 Teil II (Tabelle) bisher (TrinkwV 1990): abhängig von der abgegebenen Jahres-Wassermenge 3 Stufen (< 1000, Mio., > 1 Mio. m 3 ) bakt. Proben sind je m 3 bzw m 3 bei desinfiziertem Wasser zu untersuchen zukünftig (TrinkwV 2001): abhängig von der abgegebenen Tages-Wassermenge 9stufige Unterteilung Untersuchungsanzahl wird direkt angegeben

27 Vergleich Untersuchungshäufigkeiten TrinkwV 1990 / TrinkwV 2001 Abgabe (m 3 /Tag) Routinemäßige Kontrollen Periodische Kontrollen TrinkwV 1990 TrinkwV 2001 TrinkwV 1990 TrinkwV * * * * Angaben für nicht desinfiziertes Trinkwasser

28 Veränderung der Untersuchungshäufigkeiten nach TrinkwV 2001 deutlich weniger routinemäßige Untersuchungen (abgesehen von Kleinanlagen) 30% bis 50% weniger bei nicht desinfiziertem Wasser: 15% bis 25% weniger bei desinfiziertem Wasser geringfügige Erhöhung der periodischen Untersuchungen Mindesthäufigkeiten aus Vorsorgegründen wichtig, in möglichst kurzen Abständen zu untersuchen

29 Zusammenfassung konkrete Begriffsbestimmung von Trinkwasser Wegfall der 95%-Regel für Coliforme Bakterien in regelmäßige mikrobiol. Überwachung werden weitere Parameter einbezogen für die Erfassung der mikrobiol. Parameter werden andere als die bisherigen Methoden vorgegeben labortechnische Umstellung Veränderung der Beanstandungsraten (Unterschiede hängen von Bakterienflora des untersuchten Wassers ab) geringere Untersuchungshäufigkeiten