Badewasserqualität chemische und mikrobiologische Herausforderungen in Badebecken

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1 Badewasserqualität chemische und mikrobiologische Herausforderungen in Badebecken Kantonales Labor Zürich, 8032 Zürich

2 Allgemeine Anforderungen - Anforderungen an die Badewasserqualität und den Betrieb eines Bades sind (noch) kantonal geregelt; die meisten Kantone stützen sich jedoch auf den Stand der Technik ab (SIA 385/9 seit Mai 2011) - Desinfektionsmittel und Algizide für die Badewasseraufbereitung brauchen BAG-Zulassung - Der Betreiber trägt die Verantwortung für den ordnungsgemässen Betrieb

3 Teil 1 Mikrobiologische Anforderungen an Badewasser

4 Mikrobiologie Verunreinigungen und Verkeimung von Badewasser Jeder Badegast bringt Millionen von Keimen ins Schwimmbeckenwasser selbst nach gründlicher Reinigung. Bei gesunden Personen handelt es sich um überwiegend harmlose Keime (Bakterien). Voraussetzung für eine gute Badewasserqualität ist das Funktionieren aller Aufbereitungsstufen.

5 Mikrobiologie - Grundlagen Bakterien Mittlere Grösse 3 10 Mikrometer (1 Mikrometer = 0.001mm) Vermehrung durch Zellteilung Unter günstigen Bedingungen alle Minuten eine Teilung, d.h. aus einem Bakterium entstehen in 200 Minuten (3h 20min) Bakterien 400 Minuten (6h 40min) Bakterien 800 Minuten (13h 20min) Bakterien

6 Mikrobiologie - Grundlagen Die Vermehrung ist temperaturabhängig Die meisten Bakterien vermehren sich besonders schnell zwischen 15 und 40 C Abhängigkeit Temperatur und Vermehrungsrate bei Colibakterien: 10 C - 14 Stunden 20 C - 9 Stunden 30 C - 29 Minuten 40 C Minuten

7 Mikrobiologie Indikatorkeime bei der Badewasserkontrolle Gesamtkeimzahl (Aerobe mesophile Keime) Escherichia coli (E. coli) Pseudomonas aeruginosa Legionella spp.

8 Mikrobiologie Gesamtkeimzahl (Aerobe mesophile Keime) Toleranzwert nach SIA 385/9: 1000 KBE / 1 ml Gibt Auskunft über den allgemeinen hygienischen Zustand des Badewassers Starker Anstieg bei Überbelastung, Mängel bei der Flockung / Filtration oder Ausfall der Chlordosierung

9 Mikrobiologie Gesamtkeimzahl (AMK) Bakterienkolonien auf Nährboden Bebrütung bei 30 C 72 Stunden

10 Mikrobiologie Escherichia coli (E. coli) Toleranzwert nach SIA 385/9: nicht nachweisbar / 100 ml Hinweis auf fäkale Verunreinigung des Badewassers Neben meist harmlosen E. coli sind in den letzten Jahren auch pathogene E. coli-stämme aufgetreten Verursachen ernsthafte Infekte (Durchfall)

11 Mikrobiologie Escherichia coli (E. coli) E. coli auf Membranfilter Bebrütung bei 42 C 24 Stunden

12 Mikrobiologie Pseudomonas aeruginosa Toleranzwert nach SIA 385/9: nicht nachweisbar / 100 ml Ansiedelung (Biofilme) vorwiegend auf Filter der Aufbereitung und auf Wandflächen Starke Vermehrung bei Ausfall der Chlordosierung Entzündungen der Ohren, Haut, Augenbindehaut

13 Mikrobiologie Pseudomonas aeruginosa Ps. aeruginosa auf Membranfilter Bebrütung 37 C 48 Stunden

14 Legionella spp. Toleranzwert nach SIA 385/9: 1 KBE / 100 ml Nur für Warmsprudelbecken sowie Becken und Einrichtungen mit Badewasser über 23 C mit aerosolbildenden Kreisläufen. Infektion ist durch das Einatmen von legionellenhaltigen Aerosolen möglich (schwere Lungenentzündungen).

15 Legionella spp. Legionllenkolonien auf Nährboden Bebrütung bei 37 C 10 Tage

16 Mikrobiologie Blick in die Zukunft Die jetzigen Untersuchungsmethoden haben einen gewichtigen Nachteil: bis zum Resultat verstreichen 1-3 Tage Künftig werden vermehrt schnelle Screening-Methoden zum Einsatz kommen: - Durchflusszytometrie für allgemeine Qualität - PCR-screens (polymerase chain reaction) für spezifischen Nachweis (z.b. Pseudomonaden, )

17 Mikrobiologie Durchflusszytometrie Anfärbung (DNA-Farbstoff, Oberflächenantikörper, etc.) Messkammer Zellen Filter 2 Detektor 3: Fluoreszenzsignal 520 nm Detektor 1: Vorwärtsstreulicht Glaskapillare Filter 1 Detektor 2: Seitwärtsstreulicht Argon Laser 488nm Abfall

18 Mikrobiologie Keimzahl vs. Zellzahl - Nur 0.1 5% kultivierbar - 3 Tage Kultivierung - Standardabweichung 20-30% - Alle Zellen werden detektiert - Messzeit inkl. Inkubation ca. 20 min - Standardabweichung ca. 4%

19 Teil 2 Desinfektion des Badewassers Einfluss der Wasserchemie

20 Einsatz von Chlor zur Desinfektion von Schwimmbadwasser Chlor wird seit gut 100 Jahren zur Desinfektion von Schwimmbadwasser verwendet und ist noch immer das mit Abstand am weitesten verbreitete Desinfektionsmittel. Chlor wird hergestellt aus: -Gas - Elektrolyse - Hypochloritlösung - Granulat

21 Wirkung von Chlor Die im Wasser wirksame Form von Chlor ist die unterchlorige Säure (HOCl) => Desinfektionswirkung ist ph-abhängig! Desinfektionsaktivität 100% 80% 60% 40% 20% HOCl - OCl 0% ph SIA 385/9: freies Chlor mg/l ( mg/l für Warmsprudelbecken) ph ph zu hoch: verminderte Desinfektion, Kalkausfällung ph zu tief: Korrosion, Störungen bei der Flockung

22 unerwünschte Nebenprodukte beim Einsatz von Chlor Chlor ist auch ein Oxidationsmittel und reagiert mit organischen Verbindungen im Wasser zu: - Chloraminen - Trihalogenmethanen (THM) - Diese Verbindungen bleiben nicht nur im Wasser, sondern gehen auch in die Umgebungsluft SIA 385/9: gebundenes Chlor 0.2 mg/l (überwiegend Chloramine) 0.2 mg/m 3 (Trichloramine in der Hallenbadluft) Trihalogenmethane 0.02 mg/l (umgerechnet auf Chloroform) Harnstoff 1 mg/l (Hallenbäder) 3 mg/l (Freibäder)

23 gebundenes Chlor (Chloramine) Ursache stickstoffhaltige Verbindungen (insbesondere Harnstoff) reagieren mit freiem Chlor Problematik - Schwimmbadgeruch - Reizung der Schleimhäute (rote Augen) und der Haut - Atemprobleme (Babyschwimmen, Leistungsschwimmer, Angestellte) Massnahmen - Badegäste: Duschen / Toiletten benutzen - Wasseraufbereitung mit UV - genügende Frischwasserzufuhr - Freibäder weniger kritisch (Verdünnung in der Luft; Abbau durch Sonneneinstrahlung) Quelle: boerlinhaustechnik.ch

24 Trihalogenmethane (THM) Ursache organische Verbindungen (von Bagegästen, Reinigungsmitteln, Kunststoffen) reagieren mit freiem Chlor Problematik Krebserregende Reaktionsprodukte, insbesondere in der Umgebungsluft Massnahmen - Wasseraufbereitung mit Ozon / Aktivkohle - Lüftung optimieren - Kontamination des Badewassers mit Reinigungsmitteln vermeiden

25 Ausblick Desinfektion Mit oder ohne Chlor in die Zukunft? Den Vorteilen einer Desinfektion mit Chlor (Kosten, Verfügbarkeit, lang anhaltende Wirkung) stehen einige Nachteile gegenüber (Nebenprodukte, Sicherheit, teils ungenügende Desinfektionswirkung (chlorresistente Keime)) Mögliche Alternativen Naturbäder (bieten andere Herausforderungen!) Alternative Desinfektionsmittel Anpassung der Aufbereitung und Wasserführung (=> reduzierter Chloreinsatz) Quelle: br-online.de

26 Teil 3 Badewasserkontrolle durch das Kantonale Labor Zürich Selbstkontrolle

27 Badewasserkontrolle KLZH Anzahl kontrollierte Bäder 2010 Hallenbäder 33 Lehrschwimmbecken 49 Kleinhallenbäder 18 Therapiebäder 20 Freibäder 73 Total 193

28 Badewasserkontrolle KLZH Proben 2010 Kontrollen 392 Anzahl Becken 502 Mikrobiologische Proben 949 Chemische Proben 502 Proben aus Oberflächengewässern 84 Total 1535

29 Mikrobiologische Beanstandungen in gedeckten Bädern (2001 bis 2010) Aerobe mesophile Keime (30 C) 4.0% Escherichia coli: Pseudomonas aeruginosa: Beanstandungen (in % der untersuchten Proben) 3.5% 3.0% 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% 0.5% 0.0% Jahr

30 Mikrobiologische Beanstandungen in Freibädern (2001 bis 2010) Aerobe mesophile Keime (30 C) 4.0% Escherichia coli: Pseudomonas aeruginosa: Beanstandungen (in % der untersuchten Proben) 3.5% 3.0% 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% 0.5% 0.0% Jahr

31 Chemische Beanstandungen in gedeckten Bädern (2001 bis 2010) Freies Chlor zu tief Freies Chlor zu hoch Gebundenes Chlor 10.0% Harnstoffgehalt Beanstandungen (in % der untersuchten Proben) 9.0% 8.0% 7.0% 6.0% 5.0% 4.0% 3.0% 2.0% 1.0% 0.0% Jahr

32 Chemische Beanstandungen in Freibädern (2001 bis 2010) Freies Chlor zu tief Freies Chlor zu hoch Gebundenes Chlor 70.0% Harnstoffgehalt Beanstandungen (in % der untersuchten Proben) 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% Jahr

33 Badewasserkontrolle KLZH

34 Selbstkontrolle Kantonale Verordnungen, Gesetze beachten - Kt. Zürich: zweimal täglich freies, gebundenes Chlor und ph-wert - SIA 385/9: zweimal täglich freies, gebundenes Chlor und einmal ph-wert Erste Messung (wenn möglich) vor Beginn des Badebetriebs!

35 Selbstkontrolle: Betriebsprotokoll => (Infomaterial)

36 Selbstkontrolle DPD: Verfalldatum und Lagerung beachten Bei 5 C ungemischt 24 Monate Bei 25 C ungemischt 12 Monate Bei 25 C gemischt 2 Monate ph: ph-elektrode regelmässig kalibrieren Pufferlösungen nicht direkt aus Kühlschrank verwenden Kalibriertemperatur beachten, meist 25 C

37 Badewasserkontrolle KLZH

38 Badewasserkontrolle KLZH

39 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!