des Trinkwassers Grundlegendes Fachwissen zum Betrieb einer seuchenhygienisch einwandfreien Trinkwasserversorgung Oldenbourg Industrieverlag

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1 Dirk Schoenen Mikrobiologie des Trinkwassers Grundlegendes Fachwissen zum Betrieb einer seuchenhygienisch einwandfreien Trinkwasserversorgung Oldenbourg Industrieverlag

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5 Mikrobiologie des Trinkwassers 150 Jahre Schutz vor Infektionskrankheiten durch Trinkwasser von Dirk Schoenen Oldenbourg Industrieverlag München

6 Bibliografische Informationen der Deutschen Bibliothek: Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über < abrufbar. Dirk Schoenen Mikrobiologie des Trinkwassers 2011 Oldenbourg Industrieverlag GmbH Rosenheimer Straße 145, D München Telefon: (089) Das Werk einschließlich aller Abbildungen ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen Systemen. Lektorat: Christine Ziegler Korrektorat: Katja Ewers Herstellung: Annika Böning Satz und Layout: Schmidt Media Design Druck: Druckerei Chmielorz GmbH Bindung: Litges & Dopf Buchbinderei GmbH Gedruckt auf säure- und chlorfreiem Papier Titelbild: Giardia (Fotosearch) ISBN-13:

7 für Renate und Felix, Hanne, Timo

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9 Inhalt Vorwort.... XI 1 Einleitung Ausbreitungswege von Krankheitserregern Krankheitserreger und Trinkwasser Fäkal-oral übertragbare Krankheitserreger Virale Krankheitserreger Bakterielle Krankheitserreger Parasitäre Krankheitserreger Fakultativ pathogene Mikroorganismen, die sich in Trinkwasserversorgungssystemen vermehren Herkunft des Wassers für die Trinkwasserversorgung Verwendung von Trinkwasser Trinkwasserbedingte Epidemien Bekannte trinkwasserbedingte Epidemien Schutz vor fäkal-oral übertragbaren Krankheitserregern Grundlagen Wahl des Gewässers... 73

10 VIII Inhalt 7.3 Gewässerschutz Aufbereitung Langsamfiltration Grundwasseranreicherung Uferfiltration Schnellfilter Flockung Filterspülung Membranfiltration Desinfektion Historie der Desinfektion Wirkmechanismen der Desinfektionsmittel Anfänge der Trinkwasserdesinfektion Typhus-Sterblichkeit und Trinkwasserdesinfektion CT-Konzept und Trinkwasserdesinfektion Desinfektionsmittel und -verfahren Die praktische Anwendung der Desinfektion des Wassers Hygienisch-mikrobiologische Anforderungen an das Trinkwasser Koloniezahl Fäkalindikatoren Überwachungsparameter, Probevolumen, Untersuchungshäufigkeit und Probenahmestellen Biologische und mikrobiologische Beeinträchtigungen des Trinkwassers auf dem Transportweg Eintrag von verunreinigtem Wasser und Schmutz in das Versorgungssystem Vermehrung von Mikroorganismen im Verteilungssystem Beeinträchtigungen durch Werkstoffe Pseudomonas aeruginosa in Trinkwasserversorgungssystemen Pseudomonas aeruginosa in der Wasserversorgung im Krankenhaus Legionellen Vermehrung von Coliformen in Versorgungssystemen Kontamination des Trinkwassers durch Tiere Tierische Organismen Animalcula in der Wasserversorgung Reinigung und Desinfektion von Wasserversorgungsanlagen

11 IX 11 Anhang Die Wasserversorgung von Milwaukee und die Ausbrüche von 1916, 1936, 1938 und Mikrobiologische Prüfung von Werkstoffen Einfluss der inhomogenen Bestrahlung bei der UV-Desinfektion Literaturverzeichnis Bildverzeichnis Tabellenverzeichnis Register

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13 Vorwort Ohne Wasser kein Leben. Die Versorgung mit einer ausreichenden Wassermenge ist die Lebensgrundlage für den Menschen. Nur in den Regionen, in denen genügend Wasser zur Verfügung steht, kann der Mensch leben. In der Vergangenheit gab es nur dort Ansiedlungen, wo das Wasser in Seen, Bächen oder Flüssen nutzbar war. Mit der Entwicklung technischer Hilfsmittel und der Anlage von Brunnen, Wasserleitungen, Talsperren und Kanate ließ sich der Siedlungsraum wesentlich erweitern. Fernwasserversorgungen erlauben die Entstehung von Großstädten in Regionen, die zuvor auf Grund des Wassermangels keine oder nur eine spärliche Besiedlung zuließen. Erst die großtechnische und wirtschaftlich vertretbare Meerwasserentsalzung wird es in Zukunft erlauben, auch Wüstenregionen für die menschliche Besiedlung zu erschließen. Der Mensch benötigt jedoch nicht nur eine ausreichend große Wassermenge, sondern das Wasser muss auch genießbar sowie frei von toxischen Inhaltsstoffen und Krankheitserregern sein. Vermutungen über einen Zusammenhang zwischen dem Genuss von Wasser und Gesundheitsschäden reichen weit in die Vergangenheit zurück. Gezielte Untersuchungen über die Ursache von Erkrankungen beginnen aber erst in der Renaissance. Krankheiten werden seitdem nicht mehr als eine Strafe Gottes für Fehlverhalten angesehen. Mit der Entwicklung von der Alchemie des Mittelalters zur naturwissenschaftlich abgesicherten Chemie wurden Gesundheitsgefahren vor allem als Folge chemischer Substanzen, vor allem in der Luft, aber auch im Wasser angesehen. Die Kenntnisse über Krankheitserreger kleinste, mit dem bloßen Auge nicht erkennbare, vermehrungsfähige Lebewesen konnten sich demgegenüber als Ursache für schwere, häufig auch tödlich verlaufende Erkrankungen nur zögerlich durchsetzen. Die Schutzmaßnahmen zur Vermeidung einer Übertragung von Krankheitserregern mit dem lebensnotwendigen Wasser haben, seitdem die Existenz von Mikroorganismen akzeptiert worden ist, zu einer wesentlichen Verbesserung der Gesundheitsverhältnisse für den Menschen beigetragen. Typhus kommt in den Industrieländern nur noch selten vor, Cholera-Epidemien beschränken sich auf wenige Regionen mit extrem niedrigem Hygienestandard. Die Erreger von Typhus und Cholera wurden noch vor wenigen Jahrzehnten auch in den Industrieländern häufig mit dem Trinkwasser übertragen. Trotz

14 XII Vorwort aller Fortschritte ist es auch weiterhin notwendig, dem Thema Trinkwassermikrobiologie besondere Aufmerksamkeit zu schenken, um Gesundheitsbeeinträchtigungen durch Krankheitserreger im Trinkwasser auszuschließen. Neue bis dahin nicht bekannte Krankheitserreger kommen hinzu und kontaminiertes Wasser zentraler Versorgungen kann innerhalb kürzester Zeit bei großen Bevölkerungsgruppen zu Erkrankungen führen. In diesem Buch wurden die Erkenntnisse von 150 Jahren zum Schutz vor Infektionen durch Krankheitserreger im Trinkwasser zusammengetragen. Bonn, Juli 2011 Dirk Schoenen