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Biofilmpopulationen in der häuslichen Trinkwasserinstallation: Untersuchung der Auswirkung von eingesetzten Materialien und Desinfektionsmaßnahmen
Citation key Roeder2011
Author Rosemarie Roeder
Year 2011
School Technische Universität Berlin, FG Umweltmikrobiologie
Abstract In der häuslichen Trinkwasserinstallation können abhängig vom eingesetzten Material, der Wassertemperatur und des Trinkwassers unterschiedliche Biofilmpopulationen entstehen. Unter ungünstigen Umweltbedingungen können sich auch hygienisch relevante Mikroorganismen einnisten und persistieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Einflussfaktoren auf die bakterielle und eukaryotische Zusammensetzung von Trinkwasserbiofilmpopulationen mit Hilfe von 16S und 18S rDNA Klonbibliotheken und genetischen Fingerprints (DGGE) untersucht. Die Biofilme wurden auf mehreren Trinkwassermaterialien (Kupfer, PE-Xb, PE-Xc, EPDM mit/ohne Empfehlung nach DVGW W270), in verschiedenen deutschen Trinkwässern und bei unterschiedlichen Temperaturen angezogen, zum Teil mit L. pneumophila und P. aeruginosa kontaminiert und desinfiziert. Es sollte u. a. der längerfristige Einfluss von verschiedenen Desinfektionsmitteln und Präparaten (Cl2 ClO2, O3, H2O2 in Kombination mit Fruchtsäure, Silber bzw. Silber mit Peressigsäure) auf die mikrobielle Biofilmzusammensetzung ermittelt und die Anwendbarkeit der molekularbiologischen Techniken (inkl. qPCR) als Standardnachweismethoden evaluiert werden. Die analysierten Einflussfaktoren konnten in drei übergeordnete Gruppen qualitativ nach ihrer Einflussstärke auf die Zusammensetzung der Biofilmpopulation eingeteilt werden (Trinkwasserbeschaffenheit > Trinkwasserinstallation > anthropogene Einflüsse). Neben der Beschaffenheit des Trinkwassers, welches in die Installation eingespeist wird, haben die Trinkwasserinstallation selbst (Wassertemperatur, eingesetzte Materialien) und anthropogene Eingriffe (z.B. Desinfektion) einen entscheidenden Einfluss auf die mikrobielle Biofilmzusammensetzung. Die Biofilme setzten sich hauptsächlich aus Vertretern der Alpha-, Beta- und teilweise Gammaproteobakterien in unterschiedlichen Abundanzen zusammen. Der Einfluss der Trinkwasserbeschaffenheit äußerte sich durch das vermehrte Auftreten von Betaproteobakterien in grundwasserbeeinflussten und von Alphaproteobakterien in oberflächenbeeinflussten Trinkwässern angezogenen PE-Xc-Biofilmen. Es war auffällig, dass in PE-Xc-Biofilmen fast keine Aquabakterien erfasst wurden, aber zum Teil am gleichen Standort in anderen Biofilmen Aquabakterien dominant waren. Auf den EPDM-Materialien wurden vermehrt Vertreter der Familie der Sphingomonadaceae und Flavobakterien nachgewiesen, die für ihr breites Abbaupotential bekannt sind. Desinfektionsmaßnahmen haben einen materialabhängigen, längerfristigen Einfluss auf die nachfolgende Zusammensetzung der Biofilmpopulation. Biofilmfördernde Materialien wurden relativ rasch von einer sehr ähnlichen Population erneut besiedelt. Auf Materialien, die das Biofilmwachstum nicht fördern, können durch eine Desinfektion möglicherweise Persister, hygienisch relevante Mikroorganismen und Organismen selektiert werden, die sich aufgrund toter Biofilmzellen ansiedeln und diese als Nährstoffquelle nutzen. Es wurde gezeigt, dass durch die Desinfektionsmaßnahme im PE-Xc-Biofilm partiell Mikroorganismen gefördert wurden, die ein großes Substratspektrum besitzen und die teilweise bei immunkomprimierten Personen Infektionen auslösen könnten. Die Trinkwasserbeschaffenheit und eine Desinfektion mit Chlordioxid hatten auch eine Änderung der Eukaryotenpopulation zur Folge. Es wurden zum Teil unbekannte Amöbenarten in den Trinkwasserbiofilmen durch die molekularbiologischen Untersuchungen erfasst. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Populationszusammensetzung von Trinkwasserbiofilmen von einer Vielzahl von Faktoren abhängig ist. Ohne Beseitigung der Kontaminationsquelle des Trinkwassers (z. B. biofilmfördernde Materialien) und der fördernden Umweltbedingungen, kann ein langfristiges, nachhaltiges Sanierungsziel durch eine alleinige Desinfektion ohne mechanische Reinigung nicht erreicht werden.
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