Biologische Prozesse in Heizungs-, Trinkwasser-, Solar- und Kühlsystemen
Bakterien sind durchaus in der Lage, in Heizungs-, Trinkwasser-, Solar- und Kühlsystemen zu existieren, denn in jedem Wasser ist Leben. Alles Biologische in einer Anlage wird als Bakterium bezeichnet, auch wenn es Pilze oder Algen sein können.
Bakterien benötigen eine Energiequelle. Das kann Wärme oder (was von ihnen bevorzugt wird) eine bestimmte chemische Reaktion sein. Sie nisten sich in Unebenheiten oder Poren ein, um dort Kolonien zu bilden. Sie bevorzugen vor allem ölige Oberflächen, Kunststoffe und Härtebeläge. Bakterien benötigen eine gewisse Konstanz der Lebensbedingungen, vor allem zu Beginn der Ansiedlung.

Sulfatreduzierende Bakterien Das früher häufig zur Sauerstoffbindung im Heizungs- und Kühlwasser eingesetzte Natriumsulfit verbindet sich mit Sauerstoff zu Natriumsulfat. Da ständig mit einem gewissen Eintrag an Sauerstoff zu rechnen ist, muss das Sauerstoffbindemittel ständig zugesetzt werden. Das hat drei Folgen

• Die elektrische Leitfähigkeit des Heizungswassers steigt, was den Fluss des Korrosionsstroms begünstigt
• Die Sulfatkonzentration steigt, was zur Bildung von Gipskristallen führen kann, wenn Härte im Wasser vorhanden ist
• Unter Umständen kann das Wasser umkippen. Darunter versteht man in diesem Zusammenhang die Bildung von Schwefelwasserstoff. Das Wasser versäuert, stinkt und ist giftig

Die Verursacher sind sulfatreduzierende Bakterien, die Sulfat zu Sulfid umwandeln. Dabei entsteht Sauerstoff, der zur Oxidation von Metallen führt. Temperatur und Druck spielen für die Bakterien fast keine Rolle.  Aus diesem Grunde verwendet man heute nur noch dann Sulfit als Sauerstoffbindemittel, wenn es unter ständiger Beobachtung ist.
Eine Bakterienansiedlung (Schichtenbildung) ist in der Lage, ihr chemisches Milieu weitgehend selbst zu bestimmen. Auch wenn der pH-Wert des Wassers z. B. 9 ist, kann an der Oberfläche des Metalls oder Kunststoffs ein pH-Wert von 4,5 (Essigsäure) vorliegen. Die In diesen gallertartigen Schichten entstehen biologischen Prozesse, die so vielfältig sein können, dass sie praktisch nicht zu beherrschen sind. Auch eine Behandlung mit giftigen Chemikalien und anderen Bioziden ist in den meisten Fällen nicht erfolgreich, weil sie nur an der Oberfläche wirken. Die in der darunter liegenden Bakterien bilden Resistenzen und können die durch die Mittel entstehenden Produkte aufnehmen und verarbeiten.
Die Legionellen und Kolibakterien (Colibakterien) sind nur in Trinkwasserinstallationen relevant.
Das Colibakterium ( Escherichia coli - E. coli ) hat eine säurebildende Eigenschaft und kommt im menschlichen und tierischen Darm vor und hat eine wichtige Funktionen im Immunsystem. Es gibt aber auch schädliche Colibakterien die Toxine produzieren und beim Vorliegen einer Immunschwäche Infektionen hervorrufen können. Solche Darminfektionen sind unter dem Namen EHEC-Colitis bekannt.

Biofouling in Heizungs-, Trinkwasser- und Kühlsystemen
Es gibt eine Menge von Lebensformen die mit dem Wasser in die Anlagen hineinkommen und diese greifen die Materialien an. Diese als „Biofouling“ oder „MIC“ (microbially influenced corrosion) bekannten Schadensursachen nehmen deutlich zu. Sie sind noch weitgehend unbekannt, weil die analytischen Nachweise schwierig sind. Einige der Spezies sind vermutlich noch gar nicht mit der Laborwissenschaft in Kontakt gekommen. Eines allerdings haben sie gemeinsam: Dort, wo sie wachsen, verändern sie lokal den pH-Wert (nachgewiesen bisher Veränderungen bis zu pH 2!), das Redoxpotential, die Konzentration an Sauerstoff und gelösten Salzen, die Parameter, die aus chemischer Sicht für Korrosionen verantwortlich sind. „MIC“ bewirkt mithin keineswegs „neue“ Korrosionsmechanismen, sondern beeinflusst die chemischen bzw. elektrochemischen Prozesse an Grenzflächen zwischen Wasser und dem Material.
Diese biologische Filmbildung tritt vorwiegend bei Niedertemperaturheizungen und Kühlsystemen mit Kunststoffrohren auf. Dabei nisten sich zunächst Pionierorganismen in den Poren der Oberfläche ein und vermehren sich. Dadurch wird der Boden für andere Organismen bereitet, die sich dann dort einnisten. Dieser Prozess geht so weit, bis Teile des Biofilms abgestoßen werden und an anderer Stelle aufwachsen. Dabei sind die Bakteriengesellschaften in der Lage, ihr chemisches Milieu weitgehend selbst zu bestimmen. Das heißt, auch wenn das Wasser einen pH-Wert von 9 hat, kann an der Oberfläche des Metalls oder Kunststoffes ein pH-Wert von 4,5 vorliegen. Die biologischen Prozesse in diesen gallertartigen Schichten sind äußerst vielfältig.
Die Dosierung von Chemikalien und anderen Bioziden ist in der Regel nachträglich nicht erfolgreich, weil nur die oberste Schicht der Bakterien abgetötet wird. Die darunterliegende Schicht hat nun genügend Zeit, sich an die giftige Substanz zu gewöhnen. Man spricht hier von Resistenzbildung. Deshalb muss ausgeschlossen werden, das diese Lebewesen gar nicht erst in die Anlage kommen.
Auf Dauer kann hier nur durch eine spezielle und wiederkehrende Wasserbehandlung bzw. Reinigung durch Beizen eine Verminderung oder gar Lösung des Problems erreicht werden, die zur langsamen "Verbrennung" des Biofilmes führt. Allerdings sollte man bei dieser Methode die Materialspezifikation der Heizungsanlage genau prüfen, um nicht unerwünschte Nebenwirkungen zu erhalten. deshalb sollten diese Behandlungen nur Spezialfirmen überlassen werden.
Auch in Lufterdwärmetauscher wird die Biofilmbildung zunehmend beobachtet.
 
Moderne Heizungs-, Trinkwasser- und Kühlanlagen bestehen nicht selten aus ca. 20 verschiedenen Materialien. Die Auswahl an Produkten ist sehr groß geworden, wodurch unweigerlich vielschichtige Probleme auftreten können. Bei Mischinstallationen kommt es neben dem Kontakt von verschiedenen Metallen miteinander (Stromfluss) auch zum verstärkten Sauerstoffzutritt (Kunststoffrohre, O-Ringe und Stopfbuchsen, Verschraubungen,...). Dadurch kommt es zu einer elektrochemischen Korrosion, dem unedle Metalle zum Opfer fallen. Dies kann z.B. Aluminium sein. Aber auch andere Materialien können betroffen sein. Eine Möglichkeit des Schutzes besteht darin, die betroffenen Bauteile elektrisch zu Isolieren, damit kein Strom fließen kann.
Darüber hinaus kann es bei Mischinstallationen zu Lokalelementbildungen kommen. Das bedeutet, dass beispielsweise Kupfer gelöst wird und das gelöste Kupferion sich zum Beispiel am Aluminium anlagert. Kommen noch weitere Kupferionen hinzu, entsteht ein Lokalelement, bei dem Stahl gelöst wird.
Korrosion von feuerverzinktem Stahl - Aufgrund der Temperaturen in Trinkwassererwärmungs- und Heizungsanlagen dürfen wasserseitig feuerverzinkte Bauteile wegen der Blasenbildung im Bereich des Zinküberzuges und der möglichen Folge von Abplatzungen nicht zum Einsatz kommen.
Zum Korrosionsverhalten von SF-Kupfer mit und ohne Wärmetausch in Wässern
Die gängigen Theorien zum Korrosionsverhalten von Kupfer werden einleitend dargestellt (Flächenkorrosion, Lochkorrosion nach Typ I and Typ II).
Ergebnisse aus eigenen Schadenuntersuchungen an Kupferrohren aus der Wasserinstallation zeigen, dass die meisten Korrosionsschäden an Kupferrohren nicht aus den Resten gecrackter Ziehmittelrückstände resultieren. Vielmehr werden die Schäden in der Regel durch eine nicht fachgerechte Verlötung der Rohre ausgelöst. Dabei gelangt, aufgrund unterschiedlichster Ursache, Flußmittel in das Rohrinnere und wird durch die Löttemperatur gecrackt. Die so entstandenen Korrosionsstellen finden sich dann bahnförmig von der Lötstelle ausgehend an der Rohrinnenwand.

Eigene Laborversuche mit Stromdichte-Potentialuntersuchungen (potentiostatisch und potentiodynamisch) zeigen folgende Ergebnisse: - Bei Wärmetauschung ist der Massenverlust deutlich größer als bei eingetauchten Proben. - Die Deckschichtausbildung von Kupfer ist stark potentialabhängig. - Die Stromdichte - Potentialcharakteristik von Kupfer ist stark abhängig von der Wasserhärte.
Quelle: Dipl.-Ing. G. Blümmel, Dipl.-Chem. R. Seyfarth
Institut für Werkstoffkunde und Staatliche Materialprüfungsanstalt an der TH Darmstadt, Grafenstraße 2, 6100 Darmstadt
Viren im Trinkwasser
Wenn Viren (z. B. H5N1-Vogelgrippe, Norwalkvirus) im Trinkwasser vorhanden sind, dann stammen diese in fast allen Fällen aus menschlichen und tierischen Ausscheidungen. Diese kommen über Abwasser, Oberflächenwasser und dann über eine unzureichende Trinkwasseraufbereitung in das Wasserversorgungssystem. Aber auch durch Arbeiten an den Rohrleitungen (z. B. Wasserrohrbruch, unhygienische Installation) können sie in das System kommen.
Da sich die Viren nicht selbst vermehren können, brauchen sie zur Vermehrung eine Wirtszelle und diese sind dann die Zellen des Menschens. Die Viren sind Krankheitserreger, weil sie bei ihrer Vermehrung die Wirtszelle schädigen. Das Infektionsrisiko hängt davon ab, inwieweit der Mensch als Wirt für das Virus empfänglich ist. Die Festlegung eines Trinkwassergrenzwertes für Viren ist problematisch. Sie dürfen im Trinkwasser überhaupt nicht nachweisbar sein. Außerdem ist ein Nachweis sehr schwierig. Viren können durch das Gießen bzw. Beregnen von Pflanzen für die Ernährung mit virenhaltigem Wasser übertragen werden.

Wenn Viren im Trinkwasser auftreten, so ist eine einfache Chlorung ist in den meisten Fällen zur Elimination oder Desaktivierung der Viren nicht ausreichend. Effektiver ist eine gute Filtration oder Flockungsfiltration des oberflächennahen Wassers. Aber auch bei gut filtrierenden Bodenschichten werden die Viren zurückgehalten und inaktiviert. Leider ist das bei Karstgrundwässer und Uferfiltrate nicht der Fall. Wenn Viren im Trinkwasser vorhanden sind, dann könne diese durch eine passende Desinfizierung (Ultraviolett-Desinfektion, Elektrolytische Desinfektion) entfernt werden. In besonderen Bereichen, so z. B. in Krankenhäusern, Alten- und Pflegeheimen, Schwimmbädern, wird diese Desinfizierung vorbeugend durchgeführt.
Beiträge von Dipl.-Ing. Wilfried Soddemann

Norovirus-Alarm: Trinkwasser macht krank!

Norovirus-Infektionen werden durch Fäkalien entweder in Lebensmitteln oder im Trinkwasser ausgelöst. In allen Gewässern kommen Viren vor. Unsere veralteten Wasserwerke können Viren regelmäßig nicht filtern. Noroviren bleiben in kälterem Wasser länger ansteckend als in wärmerem Wasser. Die Norovirus-Infektionen folgen dem Verlauf der Kälte in den Wasserleitungen. Lebensmittel haben das ganze Jahr über die gleiche Temperatur. Das Trinkwasser nicht. Es hat sein Temperaturminimum im Februar. Also muss Trinkwasser die Norovirusinfektionen auslösen, bevor sie sich insbesondere in Gemeinschaftseinrichtungen ausbreiten können. Auch die H5N1 Vogelgrippe kann mit dem Trinkwasser übertragen werden. Eine epidemiologische Analyse kommt zu dem Ergebnis, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit sogar die saisonale Influenza durch das Trinkwasser ausgelöst wird.

Fäkalien im Trinkwasser!
Das Liefern von Trinkwasser mit Krankheitserregern steht unter Strafe!

Wasserwerke mit der üblichen veralteten Technik können Krankheitserreger nicht umfassend filtern oder abtöten. Im Trinkwasser Deutschlands sind oft Fäkalien mit Bakterien, Parasiten und Viren. Das Bayerische Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit warnt: „Grenzwertüberschreitungen bei Fäkalkeimen der Trinkwasserverordnung sind in 25%, im Sommer sogar in 33% der Trinkwasserproben. Im Grund- und Trinkwasser Bayerns werden regelmäßig Legionellen nachgewiesen.“ Anderswo in Deutschland wird das kaum anders sein. Das Umweltbundesamt UBA publizierte schon im März 2007, dass seit Inkrafttreten der neuen Trinkwasserverordnung über häufigere Grenzwertüberschreitungen bei coliformen Bakterien geklagt wird. Das Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung hat 2007 über eine stabile und aktive Bakterienpopulation im Trinkwasser der Harzwasserwerke in Braunschweig berichtet. Professor Dr. med. Martin Exner, Hygiene-Institut der Universität Bonn und Vorsitzender der Trinkwasserkommission von Gesundheitsministerin Ulla Schmidt, hat mehrfach Enterobacter cloacae im aufbereiteten Trinkwasser aus Talsperren gefunden.

Der 1. Zwischenbericht und der aktuelle Statusbericht Reine Ruhr des NRW Umweltministeriums betonen die Belastung des Trinkwassers aus der Ruhr mit Krankheitserregern. Lesen Sie im Statusbericht Reine Ruhr die Kapitel 9 und 12.

Das UBA hat bei Berliner Trinkwasseraufbereitungsanlagen nachgewiesen, dass deren Virusfiltration im Mittel 10.000-fach geringer ist als dies die Trinkwasserrichtlinie der Weltgesundheitsorganisation WHO bei Oberflächenwasser seit 2004 fordert. Das Staatliche Veterinäruntersuchungsamt Krefeld hat in fertig aufbereiteten Trinkwässern aus der Region Aachen humane Rotaviren mit einer Positivenrate von 20% gefunden.
Weitestgehende Filtration des Trinkwassers unverzichtbar!

Die Ultrafiltration kann Viren aus dem Trinkwasser filtern. Dabei entstehen zusätzliche Kosten von nur einem halben Euro je Person und Monat. Eine vorsorgende Gesundheitspolitik muss Infektionsketten durchbrechen. Die Ultrafiltration würde die Kosten im Gesundheitswesen, die Lohnnebenkosten und die Ausfallzeiten am Arbeitsplatz reduzieren, bei allen durch Trinkwasser übertragenen Infektionen.

Trinkwasserrelevante Virusgruppen
Quelle: K. Botzenhart - Institut für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene, Tübingen
Viren im Trinkwasser, ein Problem? - Juan M. López-Pila, Regine Szewzyk - Umweltbundesamt
Gefährliche Viren im Trinkwasser - Caroline Schuppisser
Die neue Trinkwasserverordnung sollte hier helfen, für die Hygiene in der Trinkwasserinstallation zu sorgen. Nur wird sie den meisten Betreibern nicht bekannt bzw. zugänglich sein.
 
Fachfirmen und Einrichtungen für Wasseraufbereitung
 
Hinweis! Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne der Schadensminderungspflicht als unbegründet zurückgewiesen.
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