ArchivDeutsches Ärzteblatt34-35/1996Mikroorganismen im Trinkwasser

MEDIZIN: Aktuell

Mikroorganismen im Trinkwasser

Dtsch Arztebl 1996; 93(34-35): A-2142 / B-1818 / C-1710

Botzenhart, Konrad

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LNSLNS Mit Wasser lassen sich besonders leicht Infektionen übertragen. Die Einschleppung von Erregern fäkaler Herkunft läßt sich bei sorgfältiger, konsequent überwachter Aufbereitung und Ressourcenpflege durch das Versorgungsunternehmen zuverlässig vermeiden. Die Vermehrung von Mikroorganismen in der Hausinstallation und angeschlossenen Geräten ist dagegen schwer zu kontrollieren. Dabei handelt es sich um Umweltkeime, die bei prädisponierten Personen schwere Erkrankungen auslösen können. Dieser Sachverhalt muß den Arzt nicht nur in therapeutischer Hinsicht, sondern auch in seiner Verantwortung für die Qualität des von ihm verwendeten Wassers interessieren.


Die Gesundheitsgefährdung durch Infektionserreger im Trinkwasser ist allgemein geläufig. Beim Auftreten von Infektionserregern kann, im Unterschied zu den meisten Chemikalien, schon ein einziger Schluck zu Erkrankungen und Todesfällen führen. Diese Gefahr ist auch heute noch aktuell. So trat die Cholera als typische wasserbedingte Infektionskrankheit seit 1991 in so vielen Ländern und mit so vielen Fällen auf wie noch nie zuvor (28). In den USA hat sich 1993 die größte je beschriebene, trinkwasserbedingte Epidemie ereignet. Mehr als 400 000 Menschen sind dort in der Stadt Milwaukee an einer durch den Einzeller Cryptosporidium parvum verursachten Enterocolitis erkrankt (17).
Ärzte werden aus unterschiedlichen Anlässen mit hygienischen Aspekten der Wasserqualität konfrontiert: Bei der Ursachensuche von Erkrankungen ihrer Patienten, als Verbraucher, als Verantwortliche für die Wasserqualität im eigenen Haus, in der eigenen Praxis oder Klinik und besonders bei Verwendung von wasserführenden medizinischen Geräten sowie als Meinungsbildner in gesundheitlichen Fragen.
In Deutschland vertraut man darauf, daß durch gesetzliche Vorschriften, verantwortungsbewußtes Personal und hochstehende Technik stets einwandfreies Wasser geliefert wird. Bei Klein- und Einzelversorgungen müssen jedoch relativ häufig mikrobiologische oder chemische Mängel beanstandet werden. So ergaben sich bei Untersuchungen des Landesgesundheitsamtes Baden-Württemberg bei Einzel- und Eigenversorgungen mit 31,9 Prozent über zehnmal mehr bakteriologische Beanstandungen als bei den großen Fernwasserversorgungen (16). Auch in der Hausinstallation, welche ohne besonderen Anlaß überhaupt nicht überwacht wird, kann sich die mikrobiologische und chemische Wasserbeschaffenheit erheblich verschlechtern (5).
Die rechtliche Grundlage der Trinkwasserbeurteilung bildet in Deutschland die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) von 1990 (6), europaweit die EG-Richtlinie über Wasser für den menschlichen Gebrauch von 1980 (19). Weltweit zu beachtende Empfehlungen sind in den WHO-Richtlinien über die Trinkwasserqualität von 1993 niedergelegt (29). Ferner existiert in Deutschland für Mineral- und Tafelwasser eine eigene Verordnung (7). Ihre Anforderungen sind in mikrobiologischer Hinsicht für den Moment der Abfüllung strenger als an Trinkwasser, jedoch wird eine Nachverkeimung in beliebiger Höhe zugelassen.


Mikrobiologische Anforderungen und Überwachung
Nach Paragraph 1 der TrinkwV muß das Trinkwasser frei von Krankheitserregern sein. Weil die Erfüllung dieser Forderung aber nicht durch Untersuchungen belegt werden kann, werden Stichproben (100 ml auf 15 000 m3 oder 30 000 m3) auf die Fäkal- beziehungsweise Verunreinigungsindikatoren E. coli und coliforme Bakterien, auf Anforderung auch auf Fäkalstreptokokken untersucht. Sind sie in 100 ml nachweisbar, so gilt die genannte Forderung der Trinkwasserverordnung nicht als erfüllt, vielmehr wird dann eine Gefährdung durch pathogene Fäkalkeime in gesundheitlich relevanter Konzentration vermutet. In dieser Situation muß sofort gehandelt werden, erforderlichenfalls auch durch Bekanntgabe eines Abkochgebotes durch das Gesundheitsamt an die Bevölkerung. Das Prinzip der Fäkalindikatoren hat sich epidemiologisch durchaus bewährt, findet seine Grenzen aber dann, wenn Erreger nicht aus Fäkalien stammen oder sich bei Aufbereitung und Desinfektion anders verhalten als E. coli. In Deutschland wird durch Bestimmung der Koloniezahl ("Gesamtkeimzahl", Richtwert: 100/ml) seit Robert Koch auch ein nicht-fäkalspezifischer Indikator für die bakteriologische Wirksamkeit der Filtration bei der Wassergewinnung und für die Wiederverkeimung des Wassers bei der Verteilung bestimmt, der sich in der Praxis als sehr hilfreich erwiesen hat (14).
Die nach der TrinkwV vorgeschriebenen Untersuchungen des Wassers muß das Versorgungsunternehmen veranlassen und kann sie bei entsprechenden Voraussetzungen selber durchführen oder andere Untersuchungslabors damit beauftragen. In festgelegten Abständen (zum Beispiel einmal pro Jahr oder noch seltener) führt das Gesundheitsamt eigene Überprüfungen und Untersuchungen durch. Die für die Trinkwasserhygiene relevanten Mikroorganismen lassen sich nach biologischen und epidemiologischen Gesichtspunkten in mehrere Gruppen unterteilen.


Fäkal-oraler Übertragungsweg
Die größte Gefahr durch verunreinigtes Trinkwasser geht von der fäkalen Verunreinigung des Rohwassers durch Menschen oder Tiere (Haustiere und Wildtiere, zum Beispiel Wasservögel, Bisamratten) aus (Tabelle). Mit fäkaler Verunreinigung ist daher auch in unbesiedelten Gebieten immer zu rechnen, wenn Oberflächenwasser, das heißt, Wasser aus Flüssen und Seen, zur Trinkwassergewinnung herangezogen wird.


Bakterien
Die Bekämpfung der im vergangenen Jahrhundert in Europa immer wieder auftretenden Cholera, der Ruhr und des in allen großen Städten endemischen Typhus war die erste Aufgabe der Trinkwasserhygiene. Die Eigenschaften dieser Erreger bestimmen auch heute noch die Anforderungen an die Trinkwasseraufbereitung und die Überwachung. Die beiden letzten größeren trinkwasserbedingten Epidemien in Deutschland waren die Ruhrepidemie in Ismaning 1978 mit etwa 2 400 Fällen (3) und die Typhus-Epidemie in Baden-Württemberg mit ungefähr 420 Fällen, letztere auf dem Umweg über Kartoffelsalat, für dessen Zubereitung verunreinigtes Wasser aus einem nicht überwachten Brunnen verwendet wurde (12). In Jena sind ebenfalls noch 1980 wasserbedingte Typhusfälle aufgetreten (24). In allen Fällen waren die gesetzlichen Bestimmungen zur Genehmigung, Überwachung und zum ordnungsgemäßen Betrieb nicht beachtet worden. Sie haben verdeutlicht, daß es
bei Mißachtung dieser Regelungen schnell zu großen Epidemien kommen kann, ehe Maßnahmen zur Bekämpfung ergriffen werden können, und die fortbestehende Bedeutung dieser in Deutschland selten gewordenen bakteriellen Darm­er­krank­ungen für die Trinkwasserhygiene gezeigt.


Viren
Enterale Viren, wie das Polio-Virus oder das Hepatitis-A-Virus, sind in Oberflächen- oder Grundwasser viele Monate lang lebensfähig und finden sich zeitweise in großer Menge im Abwasser und in Oberflächengewässern (2, 26, 27). Besonders Ausbrüche von Hepatitis A und E sind zuverlässig dokumentiert worden (1, 13). Auch andere enterale Viren (Tabelle) werden leicht mit Trinkwasser übertragen. Quelle ist stets die fäkale Verunreinigung des Rohwassers bei ungenügender Aufbereitung und Desinfektion.
Grundsätzlich sind auch Viren mit herkömmlichen Mitteln der Aufbereitung und der Desinfektion zu entfernen oder zu inaktivieren. Zum Teil sind aber längere Einwirkzeiten oder höhere Behandlungsintensitäten als bei Bakterien erforderlich. Bei einigen Hepatitis-Epidemien war das bekanntermaßen stark verunreinigte Wasser mit Chlor behandelt und dadurch eine ausreichende bakteriologische, aber nicht virologische Qualität erzielt worden (11).


Protozoen
Eine besonders hohe Resistenz gegen Desinfektionsverfahren haben die einzelligen Darmparasiten Giardia lamblia (G. l.) und Cryptosporidium parvum (C. p.). Die Erreger gelangen vor allem mit den Ausscheidungen von Wildtieren (G. l.) oder Haustieren (C. p.), namentlich Kälbern und Lämmern, bei denen die Erkrankung recht häufig und den Veterinären wohlbekannt ist, in die Gewässer (22). Sie liegen dort als enzystierte Dauerformen vor, die durch die Chlorung des Wassers nicht abgetötet werden (Abbildung). Das Wasser ist dann trotz bester bakteriologischer Befunde noch infektiös. Die Bedeutung der Cryptosporidien als Krankheitserreger beim Menschen ist erst in den letzten Jahren erkannt worden. Sie verursachen bei AIDSKranken zum Teil tödliche Diarrhöen, während bei immunkompetenten Erkrankten nach ein bis zwei Wochen Spontanheilung eintritt. Untersuchungen bei durchfallkranken Kindern ergaben einen Anteil von 0,5 Prozent mit C. p. (30). Die Krankheit tritt also sporadisch auch in Deutschland auf, besonders bei Kontakt mit Tieren und Genuß von roher Milch. Hinweise auf trinkwasserbedingte Epidemien hat es hier im Gegensatz zu den USA und England bisher nicht gegeben.


Erreger nicht-fäkalen Ursprunges
Einige Krankheitserreger können sich im Leitungsnetz oder anderen wasserführenden Einrichtungen in sauberem, nährstoffarmem Wasser vermehren (4). Dies sind namentlich die im Textkasten aufgeführten Erreger. Da sie in den gefundenen Mengen nicht aus Fäces stammen, zeigt ihr Vorkommen keine Korrelation mit E. coli oder Koliformen. Dagegen ist zusammen mit ihnen häufig die Koloniezahl erhöht, welche eine Wiederverkeimung anzeigt. Die orale Aufnahme dieser Erreger ist mit der Ausnahme der Aeromonas-Arten meistens unbedenklich, sondern es liegt ein anderer Infektionsweg vor.


Legionella pneumophila
Legionellen sind vermutlich bei uns zur Zeit die häufigsten Erreger von wasserbedingten Infektionen und Todesfällen. Legionellen wachsen in Symbiose mit anderen Bakterien, vor allem aber mit Amöben, in denen sie sich, ebenso wie in Makrophagen und Leukozyten, vermehren können (21, 23). Infektionsfähige Konzentrationen finden sich nach Vermehrung in Warmwassernetzen, besonders in weitverzweigten Systemen, im Wasser von Kühltürmen und Klimaanlagen, aber auch in bei Zimmertemperatur stagnierendem Wasser (8). Die wasserführenden Systeme von zahnärztlichen Behandlungsstühlen sind ebenfalls häufig mit Legionellen besiedelt, so daß bei zahnärztlichem Personal erhöhte Antikörpertiter beobachtet wurden (13, 20). Die meisten Erkrankungen werden von Legionella pneumophila (L. p.) der Serogruppe 01 verursacht, doch treten auch Infektionen mit anderen Serogruppen und mit anderen Arten als L. p. auf. Immunsupprimierte Personen und Intensivpflegepatienten sind stark gefährdet, so daß dem Verfasser in Krankenhäusern die prophylaktische Untersuchung des Warmwassersystems und anderer bekannter Infektionsquellen auf Legionellen sinnvoll erscheint.


Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa (Ps. a.) ist vor allem als Erreger von Infektionen, besonders der Harn- und Atemwege und von Wunden im Krankenhaus, bekannt, außerhalb desselben zum Beispiel als Ursache der Otitis externa oder der Whirlpool-Dermatitis. Bei beiden Erkrankungen wird dem Erreger der Weg durch die Mazeration der Haut nach langer Durchfeuchtung gebahnt. Der Keim ist sonst wenig invasiv und deshalb für den Gesunden von geringer Bedeutung, dagegen kann er durch ärztliche oder pflegerische Maßnahmen leicht an Stellen gebracht werden, an denen er zu den oben genannten Infektionen führen kann. Wegen seiner Anspruchslosigkeit vermehrt er sich in wäßrigem Milieu, sogar in destilliertem Wasser, sehr leicht, häufig unter Ausbildung von schleimigen Biofilmen, die ihn vor der Einwirkung von Desinfektionsmitteln schützen. Typische Ansiedlungsorte sind neben Ionenaustauschern, Filtern und anderen Installationen besonders auch wasserführende medizinische und zahnmedizinische Geräte (4, 13). Wenn Probleme mit Ps. a. zu befürchten sind, ist es ratsam, die Qualität des zu den verschiedenen Zwecken verwendeten Wassers kritisch zu prüfen.


Mykobakterien
Im Gegensatz zu Mycobacterium (M.) tuberculosis und M. leprae kommen die sogenannten "atypischen" Mykobakterien in der freien Natur vor und sind häufig in Wasser, Boden und an Pflanzen zu finden, zum Beispiel auch M. avium-intracellulare. Sie können Leitungen und Behälter für Leitungswasser oder auch destilliertes Wasser besiedeln und bilden unter Umständen einen großen Anteil der Mikroorganismen in wandständigen Biofilmen (25). In Deutschland wurde gelegentlich über das Schwimmbadgranulom (durch M. marinum) berichtet. In den USA ist die Besiedlung von Leitungswasser mit Mykobakterien im Zusammenhang mit granulomatösen Erkrankungen von Peritonealdialysepatienten aufgefallen (9, 18).


Amöben
Freilebende, nicht parasitäre Amöben der Gattungen Acanthamoeba und Naegleria vermehren sich im Wasser und ernähren sich dabei überwiegend von den vor allem in Biofilmen reichlich vorhandenen Bakterien. Sie werden häufig an Wasserhähnen gefunden. In sehr seltenen Fällen können diese Amöben eine Enzephalitis hervorrufen. Sie werden hier aber nicht deswegen erwähnt, sondern weil sie eine schwere, therapieresistente Keratitis verursachen können, wenn sie mit Kontaktlinsen ins Auge gebracht werden (16). Natives Leitungswasser ist daher zum Spülen von Kontaktlinsen nicht geeignet. Von hygienischem Interesse ist daneben die bereits erwähnte Tatsache, daß Legionellen sich in den Amöben vermehren und mit ihnen weiter verschleppt werden können.
Auf die anderen im Textkasten genannten Erreger soll nicht weiter eingegangen werden. Sie sind in Deutschland bisher entweder nicht in größerem Umfang oder nur im Krankenhaus als wasserassoziierte Infektionserreger aufgefallen. Die ausgewählten Beispiele belegen, daß auch einwandfreies Trinkwasser, begünstigt durch Stagnation und Temperaturerhöhung, eine gesundheitsrelevante mikrobielle Besiedlung erfahren kann. Während überwiegend die Versorgungsunternehmen dafür sorgen müssen, daß die genannten Erreger fäkalen Ursprungs nicht im Wasser zu finden sind, betrifft die mikrobielle Besiedlung nicht ausschließlich, aber vor allem die Hausinstallationen. Diese Nachverkeimung kann sich bei der Zubereitung verderblicher Lebensmittel, beim Gebrauch durch lokal oder allgemein abwehrgeschädigte Patienten und bei Verwendung in medizinisch-technischen Geräten nachteilhaft auswirken.


Zitierweise dieses Beitrags:
Dt Ärztebl 1996; 93: A-2142–2144
[Heft 34-35]
Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis im Sonderdruck, anzufordern über den Verfasser.


Anschrift des Verfassers:
Prof. Dr. med. Konrad Botzenhart
Hygiene-Institut der Universität Tübingen
Abteilung für Allgemeine Hygiene und Umwelthygiene
Wilhelmstraße 31 72074 Tübingen

1.Arankalle VA, Ticehurst K, Sreenivasan MA et al: Aetiological association of a virus-like particle with enterically transmitted non-A, non-B hepatitis. Lancet 1988; i: 550-554
2.Block JC, Schwartzbrot L: Viruses in water systems. New York, Weinheim, 1989
3.Böhme A, Dreher M, Gran H et al: Über die Ruhrepidemie (Shigella sonnei) in Ismaning. Öffentl Gesundh-Wesen 1978; 40: 643-652
4.Botzenhart K: Zur Ökologie fakultativ-pathogener Bakterien mit geringen Nährstoffansprüchen im Krankenhaus. Immunität und Infektion 1974; 2: 110-113
5.Botzenhart K: Vermehrung von Krankheitserregern in Wasserinstallationssystemen. gwf Wasser-Abwasser 1989; 130: 432-440
6.Bundesminister für Jugend, Familie, Frauen und Gesundheit: Trinkwasserverordnung (Neufassung). BGBI 1 1990: 2612-2629
7.Bundesminister für Jugend, Familie, Frauen und Gesundheit: Verordnung über natürliches Mineralwasser, Quellwasser und Tafelwasser (Mineral- und Tafelwasserverordnung) von 1984, geänderte Fassung von 1990. BGBI 1 1990: 2600-2610
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14.Koch R: Wasserfiltration und Cholera. Zeitschr f Hygiene 1983; 14: 393-426
15.Landesgesundheitsamt Baden-Württemberg: Jahresbericht 1993. Landesgesundheitsamt Baden-Württemberg Stuttgart Hrsg 1994
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30.Wiedenmann A, Rohn S, Hauser A, Botzenhart K: Übertragungswege von Cryptosporidien in Deutschland. gwf Wasser-Abwasser 1996; 137: 105-108

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