Coliforme Bakterien: Nachweis und Bedeutung für die Trinkwasserbeurteilung

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1 Coliforme Bakterien: Nachweis und Bedeutung für die Trinkwasserbeurteilung Dirk Schoenen, Norbert Eckschlag und Gabriele Packroff Wasserversorgung, Trinkwasser, Coliforme Bakterien, Mikrobiologische Kontrolluntersuchungen, Mikrobiologische Nachweisverfahren, Gleichwertigkeit von mikrobiologischen Nachweisverfahren Zur seuchenhygienischen Überwachung des Trinkwassers werden seit dem Beginn des 20. Jahrhunderts E.coli und coliforme Bakterien herangezogen. Im Gegensatz zu E.coli weisen die Coliformen aber nicht unbedingt auf eine fäkale Kontamination hin. Dies gilt um so mehr seit zum Nachweis von Coliformen nicht mehr, wie in der Vergangenheit, ausschließlich Verfahren zum Nachweis eingesetzt werden, bei denen die Verwertung von Laktose unter Säurebildung als grundlegende Stoffwechselreaktion geprüft wird, sondern die Anwesenheit von β-galactosidase. Derzeit sind zur Überwachung von Trinkwasser zwei Verfahren zugelassen, das Referenzverfahren und das Colilert- Verfahren, die aber, wie sich bei Routineuntersuchungen gezeigt hat, nicht zu übereinstimmenden Befunden führen. Das führt dazu, dass das Trinkwasser je nachdem welches Verfahren eingesetzt wird, als einwandfrei eingestuft wird oder als fäkal belastet gilt. Since the beginning of the 20th century E.coli and coliform bacteria are used for the epidemiological control of drinking water. In contrast to E.coli coliform bacteria do not necessarily point out to a faecal contamination. This fact has to be considered still more since not only exclusively methods for the detection of coliform bacteria are used which check the utilization of lactose by acidification as a basic metabolic reaction, but as well the presence of ß-Galactosidase. Currently two methods for the monitoring of drinking water are allowed, the reference method and the Colilert method, which do not lead to consistent results as could be shown with routine inquiries. This implies that drinking water is either classified acceptable or faecally polluted depending on the method applied. 1. Rückblick Prof. Dr. med. Dirk Schoenen, Hygiene-Institut, Universitätsklinik Bonn, Sigmund-Freud-Straße 25, D Bonn (Venusberg), dirk. schoenen@ukb.uni-bonn.de, dirk@schoenen-online.de; Bauassessor Dipl.- Ing. Norbert Eckschlag, Geschäftsführer Wahnbachtalsperrenverband und Dr. rer. nat. Dipl.-Biol. Gabriele Packroff, Leiterin Biologisch/Mikrobiologisches Labor Wahnbachtalsperrenverband, D Siegburg-Siegelsknippen hat Theodor Escherich, Pädiater an der Universitätsklinik in München, das von ihm aus dem Stuhl von Neugeborenen und Säuglingen isolierte und als Bacterium coli commune bezeichnete Bakterium erstmals beschrieben [1]. Zu seinen Ehren wurde das Bakterium später in Escherichia coli (E.coli) umbenannt, nachdem lange Zeit die Bezeichnung Bacterium coli benutzt worden war [2]. Schon bald nach der Erstbeschreibung hat sich dann gezeigt, dass sich dieses Bakterium nur im Darm des Menschen und von warmblütigen Tieren vermehrt, in der Umwelt einschließlich dem Wasser jedoch nur begrenzte Zeit überlebt [3, 2]. Damit galt der Nachweis von E.coli in Wasserproben schon bald als Hinweis für eine fäkale Kontamination. In einem fäkal kontaminierten Wasser musste immer auch mit den Erregern von Cholera, Typhus und Ruhr gerechnet werden. Nur von diesen drei Erregern war damals bekannt, dass sie mit dem Wasser beim Trinken übertragen werden können. Diese Erreger gelangten wie E.coli mit den Ausscheidungen in die Umwelt, vermehrten sich nicht im Wasser, konnten aber nach oraler Aufnahme, z. B. beim Trinken, wieder zur Erkrankung führen. Noch vor der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert wurde auf Grund dieser Erkenntnisse der Vorschlag gemacht, E.coli als Untersuchungsparameter für die Trinkwasserkontrolle zu verwenden. In den angelsächsischen Ländern und speziell in den USA wurde E.coli dann auch schon bald zur Beurteilung von Trinkwasser eingesetzt. In Deutschland wurde der Parameter E.coli aus zwei unterschiedlichen Gründen jedoch abgelehnt. Seinerzeit galt die Überzeugung mit der Koloniezahl einen zuverlässigen Hygieneparameter für die Überwachung von Trinkwasser zu besitzen. E.coli wurde als Untersuchungsparameter abgelehnt, weil mit den damals verwendeten Nachweisverfahren nicht nur der Zielorganismus E.coli erfasst wurde, sondern auch eine ganze Reihe anderer Bakterienspezies mit den gleichen Wachstumseigenschaften und Nachweisreaktionen wie E.coli. Viele dieser Bakterien- 149 (2008) Nr. 11 Wasser Abwasser

2 spezies konnten auch häufig in den Ausscheidungen des Menschen und von Tieren nachgewiesen werden, sie konnten sich aber im Gegensatz zu E.coli auch in der Umwelt vermehren. Bei dem Nachweis dieser Bakterien bestand somit nicht unbedingt ein direkter Zusammenhang zu einer fäkalen Kontamination. Die grundsätzlichen Bedenken gegen E.coli als Beurteilungsparameter in Deutschland haben sich erst ganz langsam nach den Untersuchungen von Eijkmann nach 1905 gelegt [3, 2]. Die Optimierung des Nachweisverfahrens von Eijkmann für E.coli bestand im Wesentlichen darin, dass er die Bebrütungstemperatur auf 46 C angehoben hat. Damit beschränkte sich der Nachweis tatsächlich so gut wie ausschließlich auf E.coli. Andere Bakterienspezies wurden nicht oder nur ausnahmsweise erfasst. In der Folge wurde die Untersuchung des Trinkwassers auf E.coli auch in Deutschland zur Routine. Weitere Untersuchungen haben dann aber auch schon bald gezeigt, dass bei dieser erhöhten Bebrütungstemperatur nicht alle Kontaminationen mit E.coli erfasst werden konnten, denn nicht alle E.coli-Stämme sind in der Lage, auch bei 46 C zu wachsen. Das führte zu falschnegativen Befunden. In den folgenden Jahrzehnten hat es zum Teil erbitterte Auseinander setzungen sowohl um den richtigen Nachweis von E.coli gegeben als auch um die hygienisch angemessene Bewertung der Begleitbefunde, die bei Untersuchungen auf E.coli durch Bakterienspezies mit ähnlichen Reaktionen wie E.coli erhoben wurden. Diese Spezies werden allgemein als coliforme Bakterien oder kurz als Coliforme bezeichnet. Die Abgrenzung zwischen E.coli, Coliformen und den Bakterien, die nicht zu dieser Gruppe zu rechnen sind, war immer methodenbedingt und daher auch mit einer gewissen Willkür verbunden. Trotz dieses Mangels ist dem positiven Coliformen-Befund immer auch eine mehr oder wenig große hygienische Bedeutung beigemessen worden. Diese Auseinandersetzungen haben letztendlich dazu geführt, dass in den verschiedenen Ländern unterschiedliche Untersuchungsverfahren eingesetzt werden und dass für die Coliformen immer noch unterschiedliche Bewertungsmaßstäbe gelten. 2. Richt- oder Grenzwert für Coliforme Eine Definition der als Coliforme bezeichneten Bakteriengruppe hat es nie gegeben, obwohl dies immer wieder angenommen wird. Die Zugehörigkeit zur Gruppe der Coliformen ergibt sich ausschließlich aus den zum Nachweis von E.coli eingesetzten Untersuchungsverfahren. In der Zeit, in der Untersuchungsverfahren eingesetzt wurden, wie sie auch in den Verordnungen über Trinkwasser (TrinkwV) von 1975 [4], 1986 [5] und 1990 [6] festgelegt waren, bestand keine besondere Notwendigkeit die als Coliforme erfassten Mikroorganismen weitergehend zu differenzieren, taxonomisch zu erfassen oder die Gruppe der Coliformen einzugrenzen bzw. bestimmte Mikroorganismen auszugrenzen. Ausschlaggebend für die Eingruppierung von Mikroorganismen zu den Coliformen war jahrzehntelang die Verwertung von Lactose unter Säure- und Gasbildung. Die Gruppe der als Coliforme eingruppierten Mikroorganismen war klein und die Coliformen verhielten sich weitgehend wie E.coli. Das bedeutet, dass sie typischerweise mit den Faeces ausgeschieden wurden und sich nicht oder nur in begrenztem Umfang in der Umwelt vermehrten. Positive Coliformen-Befunde führten nicht zwingend zu weiterreichenden Schutzmaßnahmen, wie beim Nachweis von E.coli. Ein weiterer wesentlicher Faktor war, dass bei Wasserversorgungen, bei denen nicht nur in ganz seltenen Ausnahmefällen Coliformen-Befunde erhoben wurden, in der Regel auch schon bei früheren oder späteren Untersuchungen E.coli nachgewiesen werden konnte. Diese Coliformen-Befunde bestätigten die fäkale Kontamination des Wassers. Diese über Jahrzehnte geübte Praxis hat dann auch in der ersten TrinkwV von 1975 [4] ihren Niederschlag gefunden. E.coli wurde mit einem Grenzwert belegt, für die Coliformen galt nur ein Richtwert. Beim Nachweis von Coliformen sollten weitere Untersuchungen vorgenommen werden und überprüft werden, ob die hygienischen Anforderungen an eine einwandfreie Trinkwasserversorgung eingehalten wurden. Eine gesundheitliche Gefahr für den Verbraucher wurde beim Nachweis von Coliformen ohne sonstige hygienische Unzulänglichkeit der Versorgung nicht unterstellt. Das Wasser konnte weiterhin als Trinkwasser entsprechend den Anforderungen der TrinkwV [4] abgegeben werden. In der ersten Neufassung der TrinkwV von 1986 [5] sowie in der Fassung von 1990 [6] sind die Coliformen mit einem Grenzwert belegt worden. Diese Verschärfung erfolgte aufgrund der Anforderungen der EG-Richtlinie von 1980 [7]. Eine fachliche Begründung für die Verschärfung der Anforderungen wurde nicht gegeben, speziell auch nicht in den halbamtlichen Einführungen und Erläuterungen zur TrinkwV [3]. Der Nachweis von Coliformen galt, wenn auch aufgrund der 95 %-Regel mit einer gewissen Abschwächung gegenüber E.coli als Hinweis für eine gesundheitlich bedenkliche Kontamination. Aufgrund der 95 %-Regel konnte bei einem einzelnen Nachweis von Coliformen und bei einer ausreichend großen Zahl von unauffälligen Befunden von direkten Maßnahmen zum Schutz der Verbraucher Abstand genommen werden. Der einzelne positive Befund galt damit wie zuvor als Hinweis für eine weitere Prüfung der hygienischen Verhältnisse. In der neuesten Fassung der TrinkwV von 2001 [8] gilt für die Coliformen weiterhin ein Grenzwert, aber die 95%-Regel ist durch die 30-Tage-Regelung ersetzt worden. Damit ist nicht wie zuvor die Anzahl der positiven Befunde in Relation zur Gesamtzahl der Proben ausschlaggebend, sondern für 30 Tage darf das Coliformen-haltige Wasser abgegeben werden, wenn nach einer kritischen Prüfung durch den Amtsarzt keine anderen Belege für eine hygienisch relevante Beeinträchtigung des Wassers vorliegen. Das Wasser gilt ab dem 31. Tag nicht mehr als Trinkwasser. Das bedeutet, dass dem Verbraucher über 30 Tage ein Wasser ohne eine für ihn erkennbare Einschränkung als Trinkwasser dargeboten wurde, obwohl bekannt war, dass es mit Coliformen kontaminiert war, aber ab dem 31. Tag wird ihm ohne irgend eine weitere Verschlechterung der Wasserbeschaffenheit zum eigenen Schutz empfohlen, das Wasser vorsorglich abzukochen oder zu akzeptieren, dass das Was- Wasser Abwasser 149 (2008) Nr

3 ser aufgrund einer erhöhten Zugabe von chemischen Desinfektionsmitteln unangenehm riecht und schmeckt. Sowohl dem Wasserversorger als auch dem Amtsarzt wird es in solchen Fällen schwer fallen, gegenüber dem Verbraucher nachvollziehbare Argumente für das unterschiedliche Vorgehen vor und ab dem 31. Tag zu finden. Es bleibt allein die TrinkwV als formaler Grund. In der EG-Trinkwasser-Richtlinie von 1998 [9], auf die sich die derzeitige TrinkwV [8] von 2001 auch stützt, sind die Coliformen im Gegensatz zur Richtlinie von 1980 nur mit einem Richtwert belegt. Damit entspricht die jetzt gültige EG-Richtlinie in Bezug auf die Coliformen der TrinkwV von 1975 [4]. Der Wechsel zwischen Grenz- und Richtwert, 95%-Regel und 30-Tage-Regelung, Widerspruch zwischen TrinkwV und EG-Richtlinien lassen die Coliformen nicht als einen hygienisch besonders relevanten Parameter erscheinen. Dies gilt umso mehr als keinerlei Umstände bekannt geworden sind, die erklären warum die Veränderungen vorgenommen wurden [10]. 3. Nachweisverfahren und Gleichwertigkeitsprüfung Die formalen Unzulänglichkeiten des Parameters coliforme Bakterien werden durch die widersprüchlichen Nachweisverfahren noch verstärkt. Die eingangs angedeuteten Schwierigkeiten bei der Wahl des richtigen Nachweisverfahrens für E.coli und dem damit auch verbundenen Nachweis von Coliformen wurden durch die erste TrinkwV [4] beseitigt. Durch die Beschreibung des Nachweisverfahrens in der TrinkwV wurden E.coli und die Coliformen juristisch definiert und dadurch für den Zuständigkeitsbereich der TrinkwV fachlichen Erwägungen entzogen. Hygienische Nachteile sind, soweit bekannt, dadurch nicht aufgetreten. Für Wasserversorger und überwachende Behörden war damit eine nicht zu unterschätzende Rechtssicherheit gegeben. Diese ist mit der neuen TrinkwV [8] wieder aufgegeben worden. Das Nachweisverfahren ist nicht mehr in der TrinkwV festgelegt, sondern in der TrinkwV von 2001 [8] wird auf eine technische Norm verwiesen [11]. Veränderungen der Norm entziehen sich der Zuständigkeit des Verordnungsgebers, können aber zu Änderungen der Anforderungen an das Trinkwasser führen. Noch wesentlich ungünstiger gestaltet sich jedoch die Situation dadurch, dass die TrinkwV [8] andere Nachweisverfahren als das in der Verordnung angegebene Referenzverfahren zulässt, wenn die Gleichwertigkeit bestätigt wird. Die Gleichwertigkeit des Verfahrens wiederum soll auf der Basis einer technischen Norm festgestellt werden [12]. In der Norm wird in einem umfangreichen Teil beschrieben, wie die quantitative Gleichwertigkeit auf der Basis einer statistischen Auswertung festzustellen ist, aber auch die qualitative Gleichwertigkeit muss geprüft und bestätigt werden. Eine Arbeitsanweisung für die Prüfung der qualitativen Gleichwertigkeit fehlt jedoch und dieser Mangel stellt nicht nur eine formale Unzulänglichkeit dar, sondern dies zeigt sich auch in der Praxis (s. u.). Im Abschnitt 1 Anwendungsbereich der Norm [12] wird wie folgt auf die Prüfung der qualitativen Gleichwertigkeit verwiesen: 860 Diese internationale Norm definiert ein Bewertungsverfahren, um zwei Verfahren zu vergleichen, die für den Nachweis oder die Quantifizierung derselben Zielgruppe oder Spezies von Mikroorganismen gedacht sind. E.coli stellt eine eindeutig definierte Bakterienspezies dar. Für sie sollte es möglich sein, durch die Prüfung einer ausreichend großen Zahl von physiologisch unterschiedlichen E.coli-Stämmen nachzuweisen, dass sie mit dem zu überprüfenden Verfahren wie mit dem Referenzverfahren erfasst werden können. Die umgekehrte Bestätigung, dass es nicht durch irgendwelche Mikroorganismen oder Mischpopulationen zu falsch positiven Befunden kommt, dürfte demgegenüber wesentlich schwieriger sein, wie sich auch bereits bei früheren Untersuchungen gezeigt hat [13]. Für die Zielgruppe Coliforme lässt sich hingegen nicht einmal angeben, welche Mikroorganismen zu der Gruppe zählen und welche nicht (s. u.). Im Abschnitt 5.1 Arten von Proben wird der Mangel der Norm [12] für die Prüfung der qualitativen Gleichwertigkeit unübersehbar. Proben für Verfahrensvergleiche sollten Probenarten repräsentieren, die in den Anwendungsbereichen beider Verfahren enthalten sind. Natürliche Proben sind ideal. Es können auch Proben verwendet werden, die durch Verdünnung, Animpfen oder Mischen verschiedener Arten von Wässern hergestellt werden, um die gewünschte Population in passender Dichte zu erreichen. Beimpfen mit Reinkulturen sollte als letzter Ausweg betrachtet werden. Die Gleichwertigkeit eines Verfahrens zu einem als korrekt eingestuften Verfahren, wie dem Referenzverfahren zur Überwachung des Trinkwassers, kann nur an Hand von Wasserproben festgestellt werden, die die gleiche Herkunft und Beschaffenheit haben, wie die Proben für die das Referenzverfahren validiert wurde und für die das zu überprüfende Untersuchungsverfahren angewendet werden soll. Natürliche Proben sind nicht ideal sondern für die Gleichwertigkeitsprüfung zwingend erforderlich, wie auch im vorausgehenden Abschnitt 5 Grundlegende Voraussetzungen für ein Gleichwertigkeitsexperiment der Norm [12] bestätigt wird: Das Ergebnis des Vergleichs ist generell nur im Bereich der untersuchten Probenarten gültig. Soll diese grundlegende Voraussetzung der Norm umgesetzt werden, bedeutet dies, dass nur Trinkwasserproben aus dem Geltungsbereich der TrinkwV für die Gleichwertigkeitsprüfung herangezogen werden dürfen. Andersartige Proben z. B. auch verdünntes Ab- oder Oberflächenwasser sind unzulässig, auch wenn sie sich primär anbieten. Verdünntes Ab- oder Oberflächenwasser widerspricht von seiner Natur her jeder Vorstellung von einem hygienisch einwandfreien Trinkwasser. Trinkwasserproben aus anderen Ländern, auch wenn sie aus dem Geltungsbereich der EG-Trinkwasserrichtlinie stammen, sind ggf. auch ungeeignet, weil in einzelnen Ländern zur EG-Richtlinie abweichende Anforderungen gelten. So wird in einigen Ländern zwingend vorgeschrieben, dass das Wasser mit einem Mindestrestgehalt an Desinfektionsmitteln in das Versorgungsnetz abgegeben wird. Dadurch 149 (2008) Nr. 11 Wasser Abwasser

4 ergeben sich Unterschiede in der mikrobiologischen Beschaffenheit des Trinkwassers und damit ggf. auch bei einer Gleichwertigkeitsprüfung von Nachweisverfahren. Mit dem Referenzverfahren [11] der TrinkwV von 2001 [8] wird gegenüber dem Nachweis entsprechend der TrinkwV von 1975 [4], 1986 [5] und 1990 [6] das Spektrum der als Coliforme erfassten Mikroorganismen geringfügig erweitert (siehe Tabelle 1). Das vom Umweltbundesamt als gleichwertig eingestufte Colilert -Verfahren [14] erfasst jedoch ein wesentlich breiteres Spektrum an Mikroorganismen als Coliforme, wie der Tabelle aus einer im Auftrag der australischen Regierung erstellten, sehr umfangreichen und sorgfältigen Studie [15] zu entnehmen ist (siehe Tabelle 1). Dies hat sich bei eigenen weitergehenden Untersuchungen von positiven Proben des Colilert - Tests bestätigen lassen. Die sich daraus ergebenden Schwierigkeiten zeigen auch Praxisbeispiele bei denen es zu einer Vermehrung eines spezifischen Bakterienstamms gekommen ist, der einen positiven Befund im Colilert -Test liefert aber nicht im Referenztest. Die fraglichen Coliformen- Stämme sind ß-Galactosidase positiv (Colilert -Test) aber verwerten Lactose nicht unter Säurebildung (Referenzverfahren). 4. Praxisbeobachtungen In einem Ortsteil einer ländlichen Gemeinde kam es nach einem Rohrbruch in dem anschließenden Versorgungsnetz zu einer Kontamination, die im Colilert-Test eine positive Reaktion zeigte [16]. Nachdem sich bei Nachproben die Befunde bestätigten, wurde eine Abkochempfehlung ausgesprochen. Nach intensiver Spülung traten keine positiven Befunde mehr auf und die Abkochempfehlung konnte nach wenigen Tagen wieder aufgehoben werden. Bei allen positiven Proben konnte im API 20E-Test [17] der gleiche Stamm Enterobacter amnigenus identifiziert werden, der im Referenzverfahren negativ blieb. Zwei Monate später zeigten sich vereinzelte positive Proben im gesamten Versorgungsnetz des überregionalen Wasserversorgers von dem auch die ländliche Gemeinde beliefert wurde und in der es zuvor zu den Kontaminationen gekommen war. Die positiven Befunde traten an wechselnden Probenahmestellen über das gesamte Versorgungsnetz verteilt auf. Nachproben blieben in aller Regel unauffällig. Die positiven Befunde waren ausnahmslos immer wieder auf den gleichen bereits zuvor nachgewiesenen, im Referenzverfahren negativen Enterobacter amnigenus Stamm zurückzuführen. Wie die weiteren Nachforschungen ergaben, ist es an zwei Stellen im Scheitel einer großvolumigen Leitung zu einer Anreicherung von Tabelle 1. Mikroorganismengruppe, die nach den verschiedenen Nachweismethoden 1) TrinkwV von 1975, 1986 und 1990, 2) Referenzverfahren TrinkwV von 2001 und 3) Colilert-Verfahren als coliforme Bakterien eingestuft werden. Übernommen von Stevens et al. [15]. Coliform Members by Evolving Definition entspricht TrinkwV von 1975, 1986 und 1990 Entspricht Referenzverfahren TrinkwV von 2001 entspricht Colilert-Verfahren Pre 1994 Report 71, 1994 Enzyme-based Acid and Gas from Lactose Acid from Lactose β-galactosidase Escherichia Escherichia Escherichia Klebsiella Klebsiella Klebsiella Enterobacter Enterobacter Enterobacter Citrobacter Citrobacter Citrobacter Yersinia Yersinia Serratia Serratia Hafnia Hafnia Pantoea Pantoea Kluyvera Kluyvera Cedecea Ewingella Moellerella Leclercia Rahnella Yokenella bold type = coliforms which can be present in the environment as well as in human faeces. bold and underline = coliforms which are considered to be primarily environmetal. Wasserinhaltsstoffen gekommen. Diese Beläge mit einer Fläche von jeweils ca. 0,4 x 2,5 m waren mit dem Coliformen- Stamm intensiv besiedelt (KBE 10 6 /ml). Im Wasser vor dem betreffenden Leitungsabschnitt konnten keine Coliformen nachgewiesen werden. Der Belag aus der Leitung wurde sterilisiert, mit Enterobacter amnigenus in niedriger Konzentration beimpft und bei 15 C bebrütet, um nachzuweisen, ob das Material, das sich in dem Rohr angereichert hatte, zu einer Vermehrung von Enterobacter amnigenus führen kann. Nach einer Woche war die KBE Enterobacter amnigenus auf über 10 6 /ml angestiegen. Auf Veranlassung des Wasserversorgers wurde der Coliformen-Stamm mittels 16S rrna und hsp-60 Gensequenzierung taxonomisch untersucht und als Stamm von Enterobacter identifiziert, der die größte Übereinstimmung mit Enterobacter nimipressuralis besitzt aber keine nähere Beziehung zu Enterobacter amnigenus [18] aufweist. Für die Identifizierung von Umweltorganismen sind die klinischen Identifikationssysteme wie API 20E [17] nur bedingt hilfreich. Der Nachweis der Coliformen in der ländlichen Gemeinde ist nach derzeitiger Überzeugung nicht, wie ursprünglich vermutet, auf den Rohrbruch zurückzuführen, sondern darauf, dass im Anschluss an die Reparaturarbeiten eine intensive Spülung vorgenommen wurde, wodurch die Kontamination aus dem vorgeschalteten Netz verschleppt wurde. Die Anreicherung von Wasserinhaltsstoffen, wie im Scheitel der Leitung, die als Nährsubstrat von dem spezifischen Coliformen-Stamm genutzt wurden, stellt zweifellos eine seltene Ausnahme dar. In Trinkwasserbehältern kommt es jedoch typischerweise zur Anreicherung von Wasserinhaltsstoffen in Form von Sedimenten auf dem Behälterboden und auch dort können sich, wie zwei vom Autor begleitete Praxiszwischenfälle zeigen, Coliforme ver- Wasser Abwasser 149 (2008) Nr

5 mehren und zur Kontamination des Wassers im Versorgungsnetz führen. In einem Fall traten die Kontaminationen mit Coliformen nur in dem Netzbereich auf, der von einem Trinkwasserbehälter versorgt wurde. Nachdem der Behälter gereinigt worden war, traten keine Kontaminationen mit Coliformen mehr auf. In einem anderen Fall trat die Kontamination mit einem Coliformen-Stamm im gesamten Versorgungsnetz auf, nur die Einspeisungen aus den beiden Wasserwerken blieben ohne positiven Befund. Eine Kontaminationsquelle stellte das Sediment aus einem Behälter dar. Das Sediment wies eine Kontamination mit einem Stamm auf, der sich im API 20E-Test [17] nicht identifizieren ließ (Wahrscheinlichkeit von 51,1 % für Enterobacter sakazakii, 31,7 % für Enterobacter amnigenus 1 oder 17,0 % für Enterobacter cloacae). In dem durch Abkochen desinfizierten Sedimentmaterial wuchs dieser Stamm nach Animpfung in geringer Konzentration wieder bis zu 10 6 KBE/mL heran. Da die Kontamination mit Coliformen nach Reinigung des Behälters bestehen blieb und der Nachweis sich nur durch eine erhöhte Zugabe des Desinfektionsmittels unterdrücken ließ, muss davon ausgegangen werden, dass sich dieser Stamm auch noch an anderen Stellen im Versorgungsnetz angesiedelt hat und dort auch vermehrte. Parallel zu den Praxisbeobachtungen wurden auch 38 Coliformen-Stämme aus dem Colilert -Test von Routinetrinkwasserproben im Referenzverfahren [11] der derzeit gültigen TrinkwV [8], dem Untersuchungsverfahren der alten TrinkwV [6] und dem API 20E Testverfahren [17] unterzogen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 wiedergegeben. Die taxonomische Zuordnung von Stämmen aus Umweltproben im API 20E-Test ist mit größter Zurückhaltung zu betrachten. Nur die Hälfte der im Colilert -Test positiven Coliformen- Tabelle 2. Anzahl der Stämme von Coliformen nach Prüfung von Routinetrinkwasserproben mit Hilfe des Colilert-Verfahren (2. Spalte) und Überprüfung dieser Stämme entsprechend dem Referenzverfahren TrinkwV von 2001 (3. Spalte) und dem Nachweisverfahren der TrinkwV von 1975, 1986 und 1990 (4. Spalte) sowie der Überprüfung mit Hilfe des API 20E für klinische Isolate (1. Spalte). Spalte Anzahl der, entsprechend der verschiedenen Verfahren, nachweisbaren Stämme API 20E Colilert Referenzverfahren TrinkwV von 2001 TrinkwV von 1975, 1986, 1990 E. cloacae * E. asburiae E. amnigenus E. intermedius E. sakazakii E. species C. freundei K. spec S. fonticola S. spec nicht identifizierbar gesamt * E. = Enterobacter; C. = Citrobacter; K = Klebsiella; S. = Serratia Stämme ist auch im Referenzverfahren positiv (19 von 38). Demgegenüber ist der Unterschied zwischen dem Referenzverfahren und dem Nachweisverfahren der alten TrinkwV mit 19 zu 17 klein. Damit werden auch die bereits 2003 veröffentlichten Befunde bestätigt [13]. Das weitgehend übereinstimmende Ergebnis zeigt auch die Studie der Arbeitsgemeinschaft der Trinkwassertalsperren e.v. bei der Untersuchung von Rohwasser aus Trinkwassertalsperren [19]. 5. Schlussfolgerung Wie die Beispiele aus der Praxis zeigen, tritt die fehlende Gleichwertigkeit des Colilert -Verfahrens nicht wie zu erwarten wäre mit Vertretern aus Gruppen wie z. B. Pantoea oder Kluyvera (siehe Tabelle 1) auf, die ausschließlich in der Umwelt vorkommen, sondern mit Vertretern von Enterobacter, die als typische Coliforme gelten. Nicht alle Stämme dieser typischen Coliformen werden, wie die Tabelle 1 möglicherweise suggeriert, mit dem Referenzverfahren [11] oder dem Verfahren der alten TrinkwV [6] erfasst. Sie führen nur im Colilert -Test zu positiven Reaktionen, sie kommen in der Regel auch nur in der Umwelt vor und sie stehen, soweit wie bisher erkennbar, in keinem Zusammenhang zu einer fäkalen Kontamination. In einem gut aufbereiteten Wasser sind sie nur selten nachweisbar, wachsen bei Temperaturen unter 20 C und können dann auf Grund einer Vermehrung im Versorgungssystem einzelner Wasserversorger immer wieder gefunden werden. Eine unterschiedliche Bewertung des Wassers in Abhängigkeit vom Nachweisverfahren ist nicht nur in hohem Maße unbefriedigend sondern unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Coliformen mit einem Grenzwert belegt sind und dies im ungünstigsten Fall sogar strafrechtliche Folgen nach sich ziehen kann, prinzipiell inakzeptabel. Sollen Coliforme zur seuchenhygienischen Beurteilung des Wassers herangezogen werde, ist es erforderlich, dass nur solche Organismen erfasst werden, die im Wesentlichen fäkalen Ursprungs sind und sich nicht oder nur in begrenztem Umfang in der Umwelt vermehren. Die taxonomische Zugehörigkeit zu einer bestimmten Gruppe wie z. B. Enterobacter, Citrobacter und Klebsiella oder bestimmte Stoffwechseleigenschaften, wie sie zum Nachweis genutzt werden, sind ohne Bedeutung für die Beurteilung des Wassers. Ist es aber aus irgendeinem Grund erforderlich auch diese nur im Colilert -Test aber nicht im Referenzverfahren nachweisbaren Organismen zu erfassen, ist das Referenzverfahren und damit auch die EG-Richtlinie [9] sowie die TrinkwV [8] für die Überwachung des Trinkwassers ungeeignet. Literatur [1] Escherich, T.: Die Darmbakterien des Neugeborenen und Säuglings. Fortschritte der Medizin 3 (1885), S , [2] Schulze, E.: Bewertung. S In: E. Schulze, Hrsg. Hygienischmikrobiologische Wasseruntersuchung. Gustav Fischer Verlag, Jena, [3] Borneff, J.: Die Bestimmung von E.coli und coliformen Keimen und ihre Bedeutung. S In: W. Steuer, Hrsg. Die Trinkwasserverordnung. Erich Schmidt Verlag, Berlin, (2008) Nr. 11 Wasser Abwasser

6 [4] Verordnung über Trinkwasser und über Brauchwasser für Lebensmittelbetriebe (Trinkwasser-Verordnung). Bundesgesetzblatt Teil 1 (1975), S [5] Verordnung über Trinkwasser und über Wasser für Lebensmittelbetriebe, Trinkwasserverordnung TrinkwV). Bundesgesetzblatt Teil 1 (1986) S [6] Verordnung über Trinkwasser und über Wasser für Lebensmittelbetriebe (Trinkwasserverordnung TrinkwV). Bundesgesetzblatt (1990), S [7] Richtlinie 80/778/EG des Rates vom 15. Juli 1980 über die Qualität vom Wasser für den menschlichen Gebrauch. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaft. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaft (1980), S. L229/211 L229/229. [8] Verordnung über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch (Trinkwasserverordnung TrinkwV 2001). Bundesgesetzblatt Teil I (2001b), S [9] Richtlinie 98/83/EG des Rates vom 3. November 1998 über die Qualität vom Wasser für den menschlichen Gebrauch. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaft (1998), S. L330/332 L330/354. [10] Feuerpfeil, I. und Szewzyk, R.: E.coli, coliforme Bakterien und Enterokokken. S In: A. Schwertfeger, Hrsg. Die Trinkwasserverordnung. Erich Schmidt Verlag, Berlin, [11] DIN EN ISO : Nachweis und Zählung von Escherichia coli und coliformen Bakterien. Teil 1: Membranfiltrationsverfahren. Beuth Verlag, Berlin, 2002b. [12] DIN EN ISO 17994, Wasserbeschaffenheit Kriterien für die Feststellung der Gleichwertigkeit von mikrobiologischen Verfahren. Beuth Verlag, Berlin, [13] Schoenen, D. und Behringer, K.: Nachweis von E.coli und coliformen Bakterien mit dem Colilert -18/QuantiTray -Verfahren entsprechend der Trinkwasserverordung (TrinkwV) von GWF-Wasser/Abwasser 144 (2003) Nr. 11, S [14] Mikrobiologische Nachweisverfahren nach TrinkwV 2001, Liste der alternativen Verfahren gemäß 15 Abs. 1 TrinkwV 2001; Mitteilung des Umweltbundesamtes. Bundesgesundheitsblatt, Gesundheitsforschung und Gesundheitsschutz 45 (2001a), S [15] Stevens, M., Asbolt, N. and Cunliffe, D.: Review of Coliforms. Biotext Pty Ltd, Canberra, [16] Schoenen, D.: Abkochempfehlung auf Grund des Nachweises von coliformen Bakterien im Colilert-Test. GWF-Wasser/Abwasser 148 (2007) Nr. 3, S [17] API-20E System zur Identifizierung von Enterobacteriaceae und anderen gramnegativen, nicht anspruchsvollen Stäbchen. Firma bio- Merieux (2002a). [18] Kämpfer, P.: Bericht für WTV. Gießen (2007). [19] Nienhüser, A. und Packroff, G.: Untersuchung der β-d-galaktosidasepositiven coliformen Bakterien im Rohwasser von Trinkwassertalsperren. Kommissionsverlag Oldenbourg Industrieverlag GmbH München, Siegburg, Eingereicht: Korrektur: Begutachtet im Review Verfahren Zeitschrift KA Abwasser, Abfall In der Ausgabe 11/2008 lesen Sie u. a. folgende Beiträge: DWA-Arbeitsgruppe ES-7.3 Betrieb und Unterhaltung von Kanalnetzen Holthuis u. a. Ingerle Gutknecht u. a. Bellefontaine u. a. Elgeti / Maskow Einsatz von Betriebsführungssystemen zur Optimierung des Betriebs und der Instandhaltung von Kanalnetzen Entwicklung eines neuartigen Hochleistungs-Pflanzen-Bodenfilters zur Behandlung kontaminierter Niederschlagswässer Teil 2: Lysimeterstudien Das mit Druckluft betriebene vierphasige Biocos-Verfahren im Test Zweieinhalb Jahre Betrieb der großtechnischen Membranfiltrationsanlage in einer Brauerei Wirtschaftsdaten der Abwasserbeseitigung Marktwirtschaftliche Instrumente und ihre Bedeutung für die Wasserwirtschaft Wasser Abwasser 149 (2008) Nr