22 Dez 2015

Keime im Trinkwasser – Biofilm häufig die Ursache

Die symbiotische Lebensgemeinschaft Biofilm ist eine der häufigsten Ursachen für die Verkeimung von Trinkwasser – und bis heute nicht in allen Details verstanden.

22 Dez 2015

Bakterien und andere Keime sind eigentlich fast immer in unserem Trinkwasser enthalten. Häufig ist ein in den Rohrleitungen abgelagerter Biofilm die Ursache, das „Zuhause“ und die Nahrungsgrundlage für die unerwünschte und mitunter gefährliche Keimbesiedlung. Gesundheitlich bedenklich wird es immer dann, wenn die Menge und die Art der Keime nicht mehr zu dem „Mikrokosmos Mensch“ passen.

Legionellen bekannteste Keimart im Trinkwasser

Durch verschiedene Vorfälle (Warstein, Ulm, Jülich, …) bekannt ist häufig die Infektion durch Legionellen im Trinkwasser, die in vielen Fällen zu einer Lungeninfektion mit der Bezeichnung Pontiac-Fieber führen kann,  oder in schwerwiegenden Fällen häufig auch zu einer gefährlichen Lungen-Pneumonie (Legionellose), die für Menschen mit einem bereits geschwächten Immunsystem sehr gefährlich, ja sogar lebensbedrohlich werden kann. Doch nicht nur Legionellen als „wasserliebende Bakterien“ können schwerwiegende Infektionen verursachen, auch koliforme Keime („Darmbakterien“) oder Pseudomonaden (z.B. Pseudomona aeruginosa) sind häufig in Trinkwassersystemen zu finden und können, je nach Menge, unsere Gesundheit erheblich beeinträchtigen.

Biofilm häufig Ursache für Keime im Trinkwasser

Biofilm auf einer Katheteroberfläche

Elektronenmikroskopische Aufnahme eines Staphylococcus aureus-Biofilms auf einer Katheteroberfläche,
Foto: Wikipedia / CDC/ Janice Carr, public domain

Nun haben schwedische Forscher der Universität Lund in einer Studie näher untersucht, wie eine solche Anhäufung von gefährlichen Keimen im Trinkwasser entstehen kann – und wie sie sich ggf. vermeiden lässt. Dafür haben sie sich ein Phänomen näher angesehen, das die Spezialisten der Trinkwasserhygiene schon lange als Ursache ausgemacht haben: den Biofilm. Denn auch wasserliebende Bakterien schwimmen in der Regel nicht frei als Einzelorganismen im Wasser umher, sondern brauchen einen „Anker“, um sich ernähren und fortpflanzen zu können. Der Biofilm ist eine solche symbiotische Lebensgemeinschaft für viele Keime.

Dabei ist keine Oberfläche sicher vor der Ablagerung solcher Biofilme: gleich ob biologische Oberflächen (Wunden, Haut, …) oder in technischen Anwendungen Metalle (Kupfer, Edelstahl, verzinktes Eisen),  Kunststoffe (Polyethylen (HDPE)) oder Beton – je nach Strömungsgeschwindigkeit, Temperatur und Oberflächeneigenschaften lagern sich Biofilme mehr oder weniger schnell ab – und sind entsprechend schwer zu beseitigen.Die häufig als „Erste-Hilfe-Maßnahme“ zur Entkeimung von Trinkwassersystemen eingesetzte thermische Desinfektion ist häufig nur wenig sinnvoll und dauerhaft nicht hilfreich; im Gegenteil: durch den „thermischen Stress“ werden meist nur die oberen Schichten des Biofilms abgelöst und in das Rohrleitungsnetz freigesetzt, wie das nachfolgende Video recht anschaulich zeigt:

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Die Forscher haben in ihrer Studie nun festgestellt, dass Biofilme erheblich mehr verschiedene Bakterienarten enthalten, als bisher angenommen – mindestens ein paar Tausend. Damit könnte ihr Einfluss auf die Sauberkeit des Wassers erheblich größer sein, als bisher vermutet. Aufgrund medizinischer und biologischer Studien weiß man, dass der „Zoo“ aus unterschiedlichen Keimen auf und in unserem Körper wichtige Funktionen erfüllt und unser Überleben sichert. Daher vermuten die Forscher, dass es in der komplexen Vielfalt eines Biofilms auch nutzbringende und für die Wassereigenschaften hilfreiche Keimarten gibt. Diese herauszufinden und Wege zu ihrer Vermehrung zu finden, ist eines der Ziele der Wissenschaftler.

Biofilm – in voller Komplexität noch nicht verstanden

Doch das ist aufgrund der Komplexität des Systems „Biofilm“ sehr schwierig; einige Fachleute glauben einen Weg hierfür gefunden zu haben (-> z.B. der Weg der „probiotischen Hygiene-Verfahren“), andere dagegen glauben, dass dies aufgrund der weit verzweigten und schwer aufzuklärenden Zusammenhänge verschiedener bakterieller Lebensgemeinschaften auch langfristig nicht möglich sein wird. Denn auch die Zahl der Einflussfaktoren auf die Zusammensetzung und das Wachstumsverhalten von Biofilmen ist vielfältig: pH-Wert, Temperatur, Chlorgehalt – und natürlich nicht zuletzt das Nahrungsangebot.

Biofilm - Aufbau und Entwicklung

Phasen der Entwicklung eines Biofilms,
Foto: D. Davis – Aus: Looking for Chinks in the Armor of Bacterial Biofilms Monroe D PLoS Biology Vol. 5, No. 11, e307 doi:10.1371/journal.pbio.0050307, Wikipedia / CC BY 2.5

Dabei scheint das Nahrungsangebot eine erheblich größere Rolle zu spielen als häufig angenommen wird. So wirken sich falsch gewählte Werkstoffe für die Ausführung von Trinkwasserleitungen häufig sehr negativ aus, da viele Keime die organischen Verunreinigungen und ausgeschwemmten Inhaltsstoffe aus nachlässig gefertigten Gummidichtungen, Kunststoffleitungen und -dichtungen als Nahrung verwenden können. Nicht ohne Grund werden für Trinkwasser einzusetzende Werkstoffe sehr akribisch auf ihr „Wasserverhalten“ geprüft, bevor sie von den technischen Aufsichtsbehörden (z.B. DVGW) für die Verwendung im Trinkwasserbereich freigegeben werden.

Geeignete Werkstoffe für Trinkwassernetze sind der Schlüssel zur Vermeidung von Biofilm

Der beste Rat zur Vermeidung der Bildung eines Biofilms bleibt: Wasser regelmäßig verbrauchen und ab und zu auch einmal das Heißwasser dann aufdrehen, wenn es nicht unbedingt gebraucht wird. Steht Wasser zu lange in den Leitungen, können sich unerwünschte Bakterien leichter vermehren (bereits 3-4 Tage können dafür reichen!). Deshalb sollte man vor allem nach dem Urlaub das Wasser für einige Zeit ablaufen lassen. Dabei sollte die Warmwasserumlauftemperatur so gewählt werden, dass beim Ablaufen nach etwa drei Litern mindestens 55 Grad erreicht werden; außerdem sollte man darauf achten, dass das Kaltwasser nicht wärmer als 25 Grad wird. Der Einbau von Filtern gehört dagegen nicht zu den empfohlenen Maßnahmen, da solche Feinfilter regelmäßig geprüft und gewartet werden müssen – sonst werden sie selbst zur Quelle der Ausbildung eines Biofilms!

Für weitere Informationen rund um die Themenbereiche der vier Elemente Wasser, Erde, Feuer und Luft wie Trinkwasserqualität und -hygiene, Prozesswasseraufbereitung, sowie Hygiene und Desinfektion und auch dem passiven Wärmeschutz von Gebäuden schauen Sie sich gerne die Beiträge auf meiner Web-Site an und nutzen Sie das Kontaktformular der Web-Site für Ihre spezielle Anfrage.

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