Coliforme Umweltkeime in Trinkwasserverteilungssystemen – Vorkommen, Anreicherung, Vermehrung< zurück

DVGW-Projekt W 6/03/04


- Kurzfassung des Abschlussberichts -

Mit der Umstellung des Nachweisverfahrens für coliforme Bakterien im Jahr 2003 kam es bei Wasserversorgern zu vermehrten Positivbefunden. Die neuen Nachweisverfahren weisen eine höhere Sensitivität auf, wodurch insbesondere vermehrt Umweltkeime erfasst werden. Hierin war ein Grund der Befundzunahme zu vermuten. Ausgehend von der internationalen Literatur wird jedoch auch eine Vermehrung im Trinkwassersystem diskutiert. Im Forschungsprojekt wurden, neben einer Aufarbeitung des Sachstandes zum Themenbereich „coliforme Bakterien“, systematischen Untersuchungen im Labor und in verschiedenen Trinkwasserversorgungsnetzen zum Vorkommen und zu den Wachstumsbedingungen coliformer Bakterien durchgeführt. Ziel war die Ableitung konkreter Empfehlungen zur Vermeidung und Beseitigung coliformer Befunde bei der Wasserverteilung.

Bei den Untersuchungen zeigte sich, dass sich Coliforme in Reinkultur bereits bei geringem Nährstoffgehalten im Wasser vermehren können, allerdings i. d. R. nur bei höheren Temperaturen von 20°C und darüber. Bei 12°C trat nur bei dem Umweltisolat von Enterobacter asburiae ein Wachstum auf. Bei gleichzeitiger Anwesenheit der natürlichen Trinkwasserflora (Mischbiozönose) wurde dagegen die Vermehrung der Coliformen bei allen untersuchten Spezies sowohl bei 12°C als auch bei 20°C weitgehend unterdrückt, da die Mischbiozönose organische Nährstoffe deutlich schneller verwertet (Konkurrenzeffekt). Daher ist nicht zu erwarten, dass sich coliforme Bakterien unter den in Deutschland üblicherweise vorliegenden Bedingungen im Verteilungssystem im Wasserkörper vermehren.

Die Biofilmuntersuchungen im Labor und einem Wasserwerk zeigten, dass sich Coliforme in der Wasserphase nur in geringem Maße an den Biofilm anheften. In keinem Fall kam es, selbst bei Zugabe von Nährstoffen, zu einer Vermehrung in der Besiedlung. Die im Biofilm angehefteten Coliformen nahmen durch den Übergang in den Wasserkörper innerhalb von Tagen ab. Nur bei ständiger Nachlieferung waren Coliforme auch länger nachweisbar. Bei höheren Temperaturen um 20°C erfolgte die Abnahme im Biofilm etwas schneller als bei 10°C. Als wesentliche Ursache dafür, dass sich die Coliformen nicht im Biofilm etablierten und vermehrten, ist, wie für den Wasserkörper, der Konkurrenzeffekt mit der natürlichen Biozönose (Biofilm und Wasserkörper) anzusehen. Im Ergebnis der Untersuchungen ist somit keine Vermehrung von Coliformen in dem in Rohrleitungen vorhandenen Biofilm zu erwarten, sofern keine Nährstoffabgabe aus Materialien erfolgt.

Die Untersuchungen zum Vorkommen von Coliformen in Spülwässern und Sedimenten aus Behältern zeigten in einem hohen Prozentsatz der untersuchten Proben Positivbefunde für Coliforme. Einige Isolate waren hierbei nur mit dem Colilert-Verfahren jedoch nicht mit TTC-Agar oder mit der Methodik nach TrinkwV 1990 nachweisbar. In Anwesenheit der natürlichen Mischbiozönose wurde unter aeroben Bedingungen kein bzw. nur ein geringes Wachstum von Coliformen festgestellt. Unter anaeroben Bedingungen hatten die Coliformen jedoch einen Wachstumsvorteil gegenüber der natürlichen Biozönose, da das Wachstum der Enterobakterien auch bei Abwesenheit von Sauerstoff möglich ist. In Sedimenten können durch anorganische Oxidationsvorgänge (z.B. Eisenkorrosion) sowie biologische Prozesse anaerobe Zonen vorliegen. Hierdurch können in Sedimente eingebundene organische Substanzen durch die autochthonen Bakterien nicht vollständig abgebaut werden. Dies ermöglicht ein Überdauern und in gewissem Umfang eine Vermehrung der Coliformen. Dies erklärt den hohen Prozentsatz von Positivbefunden in den untersuchten Spülwässern und Sedimenten. Die Konzentration der Coliformen lag in den meisten Fällen jedoch in einem niedrigen Bereich.

Zusammenfassend lassen sich zu coliformen Befunden folgende Schlussfolgerungen ableiten:

  • 1. Seit langem ist bekannt, dass das Vorkommen coliformer Bakterien in Trinkwasserproben nicht unbedingt fäkalen Ursprungs sein muss, da sich coliforme Bakterien auch in nicht fäkalen Verunreinigungen aus der Umwelt (z. B. Pflanzen, Boden…) befinden können.
  • 2. Das Vorkommen coliformer Bakterien in niedriger Konzentration in Trinkwasserproben bedeutet nicht unbedingt einen Eintrag von außen, da es auch bei Fließrichtungsumkehr oder plötzlicher Erhöhung der Fließgeschwindigkeit zur Mobilisierung coliformer Bakterien aus im Netz vorhandenen Ablagerungen kommen kann.
  • 3. Das Vorkommen coliformer Bakterien in Trinkwasserproben ist eher nicht auf eine Vermehrung im Biofilm oder im Wasser zurückzuführen, sofern die eingesetzten Materialien den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechen.

Aus den Untersuchungsergebnissen lassen sich folgende Handlungsempfehlungen ableiten:

  • Treten in einem Verteilungssystem Grenzwertüberschreitungen des Parameters Coliforme Bakterien auf, so ist von einem Eintrag von außen auszugehen. Durch Berücksichtigung der entsprechenden technischen Regeln ist der Eintrag zu minimieren. Ist der Eintragsweg nicht unmittelbar erkennbar, muss ein angepasstes Untersuchungsprogramm durchgeführt werden. Die Beseitigung der Eintragsquelle führt umgehend zu einer Verbesserung der hygienischen Situation. Längere Nachwirkungen sind nicht zu erwarten, da es zu keiner erheblichen Besiedlung des Biofilms und Abgabe aus diesem kommt.
  • Treten Coliforme in niedriger Konzentration und sporadisch auf, so kann als Ursache ein Eintrag von außen, aber auch die Freisetzung aus Ablagerungen in Folge einer Veränderung der hydraulischen Verhältnisse angenommen werden. Sporadische Befunde sollten deshalb für das Gesundheitsamt nicht Anlass zu weitergehenden Maßnahmen wie z. B. einer Abkochempfehlung sein. Auch die Inbetriebnahme einer Desinfektion sollte erst bei wiederholten Befunden in Erwägung gezogen werden. Hier empfiehlt sich auf jeden Fall, die 30-Tage-Regelung, die nach § 9 für Coliforme Anwendung finden kann, in Anspruch zu nehmen.
  • Zur Vermeidung einer Ansiedlung der coliformen Bakterien in Ablagerungen ist neben der Minimierung des Eintrags der coliformen Bakterien eine regelmäßige Entfernung der Ablagerungen erforderlich. Behälter, in denen es zur Anreicherung von Sedimenten kommt, sind daher regelmäßig zu reinigen. Der Reinigungszyklus sollte der Geschwindigkeit der Ablagerungsbildung angepasst werden. Bei der Reinigung ist eine Entfernung der losen Ablagerungen mit einem scharfen Wasserstrahl ausreichend. Die Verwendung chemischer Reinigungsmittel ist nicht erforderlich.
  • Neben den Behältern kommt es auch in Leitungsnetzen in Abhängigkeit der hydraulischen Situation zu einer Bildung loser Ablagerungen. Diese können mittels Wasserspülung entfernt werden. Zum weitgehenden Austrag erforderliche Spülgeschwindigkeiten sind neben den physikalischen Eigenschaften der vorhandenen Ablagerungen und der Topologie des Versorgungsnetzes insbesondere von der Innenoberfläche der Rohrleitungen und somit vom Leitungsmaterial abhängig.
  • Neben einer regelmäßigen Entfernung von Ablagerungen sollte eine Resuspension von Ablagerungen durch einen möglichst stabilen Netzbetrieb vermieden werden.

Der vollständige Abschlussbericht liegt beim DVGW vor.

Ansprechpartner

Projektleiter

Dr. rer. nat. Andreas Korth
Wasserwerkstr. 2
01326 Dresden
Deutschland

Tel.: +49(0)351/85211-54
Fax: +49(0)351/85211-10
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Projektbearbeiter

Dr.-Ing. Beate Hambsch

Dr. rer. nat. Karin Böckle

Dr. rer. nat. Heike Petzoldt

Projektlaufzeit

01.07.2005 - 31.07.2007