URSACHEN COLIFORMER BAKTERIEN IM TRINKWASSER UND EFFEKTIVE GEGENMASSNAHMEN. 27. Trinkwasserkolloquium Dresden, 08. Mai 2018 Dr.

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1 URSACHEN COLIFORMER BAKTERIEN IM TRINKWASSER UND EFFEKTIVE GEGENMASSNAHMEN 27. Trinkwasserkolloquium Dresden, 08. Mai 2018 Dr. Andreas Korth

2 EINLEITUNG Der Parameter coliforme Bakterien stellt für die Trinkwasserversorgung ein wichtiges Kriterium für eine vorliegende fäkale oder auch nicht fäkale Verunreinigung dar. Im Gegensatz zu E. coli sind nicht alle Vertreter der coliformen Bakterien zwangsläufig fäkalen Ursprungs. Bei früheren Nachweismethoden (Gas-/Säurebildung) wurden z.t. fast ausschließlich fäkale Gattungen erfasst. Die aktuellen Nachweismethoden beruhen alle auf dem Nachweis der ß-Galactosidase (Enzym), wodurch sowohl coliforme Bakterien fäkalen Ursprungs als auch coliforme Bakterien aus der Umwelt (sogenannte Umweltcoliforme) erfasst werden. Durch aktuelle Nachweismethoden kann sich die Befundhäufigkeit erhöhen. Für die Entwicklung geeigneter Strategien zur nachhaltigen Beseitigung von Befunden ist die Bewertung der Befundsituation essentiell.

3 ERFAHRUNGEN ZU COLIFORMEN BEFUNDEN Kein Wachstum coliformer Bakterien im Trinkwasser(netz) Befundhöhe entspricht in etwa Eintragssituation Kein Wachstum im Trinkwasserbiofilm bei Einsatz geprüfter Materialien Biofilm keine Kontaminationsquelle Häufigere Kontaminationsquellen Eindringen von Oberflächenwasser (Undichtigkeiten Brunnen u. Behälter) Eindringen von Tieren (Behälter) Unsachgemäßer Einsatz Gleit- und Schmiermittel Ungeprüfte Materialien Ablagerungen in Behälter und Rohrleitungen Verunreinigungen durch Baumaßnahmen

4 FALL 1: COLIFOMRE IN BEHÄLTERSEDIMENT Quelle: vfad.com.my Befunde im Netz durch Wachstum Serratia fonticola (Monokultur) in Ablagerungen: ca Coliforme pro g Ablagerungen Beseitigung der Befunde durch Behälterreinigung: Austrag Bakterien und Nährstoffe

FALL 2: ANSIEDLUNG COLIFORMER BAKTERIEN IM NETZ IN

Beprobung Coliforme pro 100 ml Spülwasser Befunde

(Monokultur) in Ablagerungen Beseitigung der

5 FALL 2: ANSIEDLUNG COLIFORMER BAKTERIEN IM NETZ IN ABLAGERUNGEN Ergebnis aus Verknüpfung Spülung und Beprobung Coliforme pro 100 ml Spülwasser Befunde im Netz durch Wachstum von Leliottia amnigena (Monokultur) in Ablagerungen Beseitigung der Befunde durch Netzspülung: Austrag Bakterien und Nährstoffe

Probe Probe Probe Probe 60 50 40 Durchfluss in m³/h 75 30 50 20 25

6 KOPPLUNG SPÜLUNG UND BEPROBUNG 250 Trübung Ende Spülstrecke Durchfluss Trübung in FNU Probe Probe Probe Probe Durchfluss in m³/h Spülstrecke in m 6

7 FALL 3: WACHSTUM COLIFORMER BAKTERIEN AUF SCHMIERMITTEL Befunde im Netz durch unsachgemäßen Einsatz von Schmiermittel Wachstum Citrobacter freundii (Monokultur) Beseitigung der Befunde durch Austausch der Armaturen

8 FALL 4: WACHSTUM COLIFORMER BAKTERIEN AUF UNGEPRÜFTEN DICHTUNGEN Befunde im Netz durch Leliottia amnigena (Monokultur) durch Wachstum auf ungeprüften Dichtungen Beseitigung Befunde nur durch Entfernung Dichtungen

Möglicherweise unzureichende Filterspülung.

9 FALL 5: WACHSTUM COLIFORMER BAKTERIEN IM FILTER Wachstum von Serratia fonticola (Monokultur) im Filtrationsprozess. Ursache bisher ungeklärt. Möglicherweise unzureichende Filterspülung. Derzeit Entwicklung Beseitigungsstrategie Befundsituation: Filterzulauf: < 100 Coliforme pro m³ (< 0,01 pro 100 ml) Filterablauf: Coliforme pro m³ (0,59 pro 100 ml)

000 Coliforme pro Individuum (z.b. Serratia liquefaciens und Pantoea sp.) ca. 100.

10 FALL 6: EINTRAG COLIFORMER BAKTERIEN UND ENTEROKOKKEN DURCH INSEKTEN citifmonline.com Eindringen von Insekten in Behälter z. B. über Belüftungsöffnungen. Mücke: ca Coliforme pro Individuum (z.b. Serratia liquefaciens und Pantoea sp.) ca Enterokokken pro Individuum (nur Enterococcus rotai) Ausstattung von Behälteröffnungen mit Filtersystemen nach DVGW-Regelwerk

11 FALL 7: EINTRAG COLIFORMER BAKTERIEN IN LEITUNG DURCH UNDICHTIGKEITEN Ergebnisse der Identifizierung: Buttiauxella sp. Buttiauxella agrestis Citrobacter freundii Citrobacter gilleni Enterobacter youngae Klebsiella oxytoca Kluyvera intermedia Lelliottia amnigena Pantoea sp Rahnella aquatilis Serratia fonticola Serratia liquefaciens Serratia marcescens Serratia plymuthica Serratia quinivorans Bei Eintrag über Oberflächenwasser häufig viele verschiedene Spezies coliformer Bakterien. Beseitigung der Befunde durch Identifizierung und Beseitigung der Eintragsstelle

BEURTEILUNG KONTAMINATION Quantifizierung

12 BEURTEILUNG KONTAMINATION Quantifizierung Identifizierung PCR 16S rrna Gen Sequenzierung + = Sequenzanalyse E. faecalis E. termitis E. moraviensis 11D0819 E. silesiacus E. caccae E. haemoperoxidus Einordnung Kontaminationsquelle + hygienische Relevanz

13 EINORDUNG BEFUNDSITUATION Wenige unterschiedliche Spezies coliformer Bakterien: hohe Wahrscheinlichkeit für Wachstum im System: Hygienische Relevanz eher gering Viele unterschiedliche Spezies coliformer Bakterien: Hohe Wahrscheinlichkeit für Eintrag von außen: Hygienische Relevanz hoch

14 Schnelle Vor-Ort-Anreicherung Coliformer Bakterien und Enterokokken

15 HINTERGRUND In der Praxis treten bei Routineuntersuchungen in der Trinkwasserprozesskette immer wieder Einzelbefunde für coliforme Bakterien oder Enterokokken auf. Einzelbefunde sind stets kritisch zu hinterfragen, da sie ein Indikator für eine latente geringe Belastung oder zeitweise Kontamination darstellen können. Bei den klassischen Verfahren ist eine sichere Detektion erst ab Bakterien pro m³ möglich (Bestimmungsgrenze: 1 Bakterium pro 100 ml). In einem DVGW-Forschungsprojekt wurde das Anreicherungssystem MikroSens entwickelt. Hierdurch wird eine höhere Sensitivität und somit schnellere und eindeutigere Identifizierung der Ursachen von Belastungen ermöglicht.

16 SYSTEMAUFBAU MIKROSENS

17 MIKORSENS IM VOR-ORT-EINSATZ Mit Vordruck Ohne ausreichenden Vordruck mit Pumpe

18 BEISPIEL: EINSATZ MIKROSENS IN EINEM WASSERWERK Filtration von je ca. 100 l Wasser Rohwasser: 0,00 Coliforme/100 ml Filter 1: 0,00 Coliforme/100 ml Filter 2: 0,00 Coliforme/100 ml Filter 3: 0,00 Coliforme/100 ml Filter 4 0,00 Coliforme/100 ml Filter 5 0,00 Coliforme/100 ml Filter 6 0,00 Coliforme/100 ml WW Ausgang 0,50 Coliforme/100 ml Kontaminationsquelle liegt zwischen Ablauf der Filter und Reinwasserpumpen Reinwasserkammer Bei Begehung wurden Probleme in Reinwasserkammer festgestellt

19 FAZIT Treten bei Befunden nur wenige Spezies coliformer Bakterien auf (Monokultur), ist von einem Wachstum im Trinkwassersystem auszugehen. Treten mehrere Spezies auf, ist ein Eintrag von außen wahrscheinlich. Anreicherung (MikroSens) und Speziesidentifizierung unterstützen die Einordung der hygienischen Relevanz und die Detektion der Kontaminationsquelle. Bei einem Wachstum im System gelingt eine nachhaltige Beseitigung nur durch Elimination der Nährstoffquelle. Bei einem Eintrag von außen gelingt eine nachhaltige Elimination nur durch Beseitigung der Eintragsstelle. Der Einsatz der Desinfektion ist dann sinnvoll, wenn die hygienische Unbedenklichkeit des Wassers gesichert werden soll (Kontaminationsquelle unklar oder nicht zu beseitigen). Eine Desinfektion kann die Ursachenanalyse erschweren.

20 Vielen Dank für das Interesse! Dr. Andreas Korth TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser Außenstelle Dresden Wasserwerkstraße Dresden andreas.korth@tzw.de

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