Trinkwasser-, Badewasser-, Abwasserhygiene blauer Planet

VL Humanmedizin Wasser
18.11.2015
Zentrum für Infektionsmedizin und Krankenhaushygiene
Krankenhaushygiene
Trinkwasser-, Badewasser-,
Abwasserhygiene
Vorlesung 5. Fachsemester Humanmedizin
Herbstsemester 2015/16
Jena, 18. Dezember 2015
Dr. Helke Dobermann
blauer Planet
blaue Farbe = Frische, Reinheit





70% der Erdoberfläche = 1,4 Milliarden km3
35 Millionen km3 (2,5%) Süßwasser
12.000 km3 ( 0,035 %) durch Menschen nutzbar
2.000 km3 für jeden Menschen
deckt Trinkwasserbedarf (120 l) für 40 Jahre
Wasser wird nicht verbraucht, sondern nur gebraucht
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1
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18.11.2015
Definitionen
 Wasser, das im häuslichen
Bereich zum Trinken und für
andere Lebensmittelzwecke,
 zur Körperpflege und -reinigung sowie
 zur Reinigung von Gegenständen, die nicht nur
vorübergehend mit
Lebensmitteln oder dem
menschlichen Körper in
Kontakt kommen, bestimmt ist
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• (durch Gebrauch) verunreinigtes
Wasser oder
• gesammeltes Regenwasser, welches
von befestigten Fläche abfließt
 durch Kanalisation
gesammelt und transportiert
 in Kläranlagen behandelt und danach
in als Vorfluter dienende Gewässer
oder
 durch Versickerung, Verrieselung oder
Verregnung ins Grundwasser
eingeleitet
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18.11.2015
Wasserkreislauf
Wärmestrahlung der Sonne  Verdunstung 
Kondensation zu Wolken  „süßer“ Niederschlag 
Aufnahme durch Pflanzen, Tiere, Menschen (ggf. mit
zwischenzeitlicher Aufbereitung), Abfluss als
Oberflächen- und Grundwasser ins Meer
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Siedlungswasserkreislauf
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Trinkwasser
Wassergewinnung in Deutschland
 70% Grund- und Quellwasser
 30% aus kleinem
Siedlungswasserkreislauf
! technische Möglichkeiten des
Klärwerkes und natürliche
Reinigungsleistung des
Bodens sind begrenzt,
insbesondere hinsichtlich
Salzen und gut wasserlöslichen Spurenstoffen
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Trinkwasser-ProKopf-Verbrauch
121 Liter/Einwohner
Rückgang durch
 verändertes Verbraucherverhalten
 Einsatz Wasser
sparender Haushaltsgeräte und
Armaturen
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Güteeigenschaften Trinkwasser
gesundheitsverträglich, aber auch rein und
naturbelassen, kühl und appetitlich
EG-Trinkwasserrichtlinie 1998
Infektionsschutzgesetz IfSG 2000
Trinkwasser darf weder Krankheitserreger noch andere Stoffe
in Konzentrationen enthalten, die gesundheitsschädigend sein
können
Trinkwasserverordnung TrinkwV 2012
Festlegung von Grenzwerten für 53 mikrobiologische,
chemische und physikalische Parameter
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Trinkwasserqualität
Beanstandung
Mikrobiologische Parameter Veränderung der Bodenbeschaffenheit,
landwirtschaftlich bedingte Stoffeinträge
Eisen, Mangan
Mängel der Trinkwasseraufbereitung
Trübung, pH-Wert
Schwermetalle
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häusliche Trinkwasserinstallation
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Grenzwert für Blei ab 01.12.2013:
0,01 mg/l


auch für Säuglinge und Kleinkinder
unbedenklich
kann nur in einer bleifreien Installation
verlässlich eingehalten werden
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Bleifrei ist Super
Bleigehalte des
Trinkwassers
zwischen 0,01
und 0,025 mg/l
beeinträchtigen
vor und während
der ersten
Lebensjahre die
Intelligenzentwicklung
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Nickelallergie
 erhöhte Gehalte an Kupfer
Nickel im Trinkwasser sehr
selten nachgewiesen
und
 Ursache: Missachtung der anerkannten Regeln der
Technik beim Einbau von Leitungsmaterialien oder
Armaturen
!
aber Wasser, das länger 30 min in verchromten
Armaturen gestanden hat, sollte von Personen, die
gegen Nickel vorsensibilisiert sind, nicht zum
Händewaschen oder zur Körperpflege genutzt werden
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Trinkwasser hat als Lebensmittel ein „Verfallsdatum“
 in Trinkwasser, das länger 4 Stunden in der Leitung
gestanden hat, können sich Inhaltsstoffe aus
Installationsmaterial angereichert haben
 auf jeden Fall ist Stagnationswasser zur Verwendung
bei der Ernährung von Säuglingen ungeeignet
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Wasserleitung
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hartes Wasser ist nicht ungesund
aber zur Deckung des täglichen Bedarfs an Kalzium und
Magnesium müsste man 10 Liter trinken
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Uran im Trinkwasser
 Uranhaltige Gesteine in Mittelgebirgslagen von
Thüringen, Südsachsen und Nordbayern
Grenzwert: 10 µg/l
schützt alle Bevölkerungsgruppen, einschließlich Säuglinge
als besonders empfindliche Personengruppe, lebenslang vor
der giftigen Wirkung vor Uran auf das empfindlichste Organ
Niere
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Kategorien der Höchstwerte (1/2)
Vorsorgewerte
 Vermeidbare Belastung so
gering halten, wie das nach
allgemein anerkannten Regeln der Technik möglich ist
Indikator- oder Warnwerte
 zeigen frühzeitig unerwünschte oder
potenziell
schädliche Veränderungen an
gesundheitlicher Leitwert (Grenzwert)
 lebenslange
Aufnahme nach Stand der wissenschaftlichen
Erkenntnis unbedenklich
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18.11.2015
Radioaktivität im Trinkwasser
 natürliches Vorkommen von Radionukliden (Uran,
Radium, Radon, Blei, Polonium) vergleichsweise häufig im
Erzgebirge, Bayerischen Wald, Alpen, Hochschwarzwald
 Freisetzung nach künstlicher Erzeugung in Medizin,
Forschung und Technik für Trinkwasserversorgung
flächendeckend bedeutungslos
 ungewollte, unfallmäßige Freisetzung bei der technischen Nutzung führt primär zur Belastung der Luft
und sekundär des Oberflächenwassers (Talsperren)
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Strahlenbelastung
 durchschnittliche natürliche Radioaktivität: 2,1 mSv/a
 durchschnittliche künstliche Radioaktivität: 1,9 mSv/a
 abhängig vom Wohnort 1 - 6 mSv/a
 davon Trinkwasser 0,009 mSv/a
zum Vergleich:
Langstreckenflug (50h): 0,3 mSv
• 14-tägiger Wanderurlaub in 3000m Höhe: 0,009 mSv
• Mammographie: 0,2-0,6 mSv
•
 regelmäßige Untersuchung des Wassers an über 400
Stellen auf Radionuklide
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Kategorien der Höchstwerte (2/2)
 Überschreitung eines Grenzwertes bedeutet oft keine
Gesundheitsgefahr, wenn sie „deutlich kürzer“ als
lebenslang (max. 10 Jahre) und nicht „zu hoch“ ist
Ausnahmen:
 Blei
 Nitrat
 mikrobiologische Parameter
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unzureichend aufgenommenes Ammonium, Nitrat, Phosphat
sowie Pflanzenschutzmittel und Biozide werden über
Niederschläge ins Grundwasser ausgewaschen
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Grundwasser hat ein langes Gedächtnis
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Nitrat – häufigste Umweltschadstoff im Trinkwasser
 wichtigster Stickstofflieferant für den Aufbau von
Eiweißen in den Pflanzen, sehr gut wasserlöslich
Grenzwert: 50 µg/l
Überschreitungsrate Trinkwasser 1999: 1,1%
Überschreitungsrate Trinkwasser 2010: < 0,1%
 geringerer Eintrag über Landwirtschaft
 Einführung weiterreichender Aufbereitungsverfahren
 Verdünnung mit weniger belastetem Wasser
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Nitrat im Trinkwasser u.a. Lebensmitteln
an 15% der Grundwassermessstellen Nitratgrenzwert von 50 mg/l überschritten
U M W A N D L U N G N I T R AT  N I T R I T D U R C H B A K T E R I E N
 Oxidation des eisenhaltigen Proteinkomplexes
in Erythrozyten (HB)
 Reaktion mit sekundären
Aminen zu Nitrosaminen
im Magen
 verminderter
Sauerstofftransport
 Nitrosamine wirken im
Tierversuch kanzerogen
 bei Säuglingen bis 10 kg
unzureichende Aktivität
des MethämoglobinReduktase-Systems
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Mineralwasser zur Herstellung Säuglingsnahrung
 natürliches Mineralwasser darf gemäß Mineral- und
Trinkwasserverordnung keinerlei vom Menschen
verursachte Verunreinigungen oder Beimengungen
enthalten
 kann aber höhere Konzentrationen unerwünschter
natürlicher – auch radioaktiver – Stoffe als Trinkwasser
aufweisen
 Aufdruck „geeignet für die Zubereitung von Säuglingsnahrung“ (geringe Mengen an Nitrat, Natrium, Mangan,
Arsen, Uran, Radium-226, Radium-228)
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kein Leben ohne Wasser,
kein Wasser ohne Leben
Juli 2012:
• 280.000 Menschen im Raum Erfurt
müssen Trinkwasser vorsorglich abkochen
Juni 2015
• coliforme Keime im Trinkwassernetz des Wasserversorgers Fürstenwalde  Abkochempfehlung:
Wasser für Nahrungsaufnahme, Flüssigkeitszufuhr
und Zähneputzen einmal sprudelnd aufkochen und
abkühlen lassen
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Mikrobiologie des Trinkwassers
„Trinkwassers darf keine Mikroorganismen in Konzentrationen
enthalten, die die menschliche Gesundheit gefährden können“
menschliche und tierische Fäkalien:
 Salmonellen, Shigellen, Noroviren,
Campylobacter, EHEC, Vibrionen
 E. coli, Enterokokken, coliforme Keime
 fehlender Nachweis der typischen fäkalen Organismen impliziert Fehlen von Krankheitserregern =
Anzeige- oder Indikatororganismen
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Trinkwasserverordnung TrinkwV 2001
, coliforme Bakterien
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Trinkwasser ist nicht steril!
weitere mikrobiologische Indikatorparameter
Abschluss der
Aufbereitung im
desinfizierten
Wasser
Zapfhahn des
Verbrauchers
Trinkwasser zur
Abgabe in
geschlossenen
Behältnissen
22 oC
20/ml
100/ml
100/ml
36 oC
k.A.
100/ml
20/ml
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1892: Choleraepidemie in Hamburg
 Einführung regelmäßiger Überwachungsmaßnahmen
 Indikatorkonzept hat sich bewährt bei der
Überwachung von kaltem Wasser
!
in Systemen zur Trinkwassererwärmung
Selektionsvorteil für Mikroorganismen, die höhere
Temperaturen besser ertragen oder sogar zur
Vermehrung benötigen
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Legionellen
HelmholtzInstitut 2015:
Wachstum bis
60 oC
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Betreiber von Großanlagen zur Trinkwassererwärmung
(>400l) oder Bereitstellung zur gewerblichen und/oder
öffentlichen Nutzung
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Legionellen im Trinkwasser
Technischer Maßnahmewert:
100 KbE/100ml
Grenzwert Risikobereiche:
kein Nachweis in 100 ml
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Betreiber hat dafür Sorge zu tragen
 dass sich das Trinkwasser auf seinem Weg vom
Wasserzähler zu den Zapfstellen im Gebäude nicht
verschlechtert und dass auch dort die Grenzwerte und
Anforderungen der Trinkwasserversorgung eingehalten
werden
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Betreiber (Eigentümer/Vermieter)-verantwortung
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Pseudomonas aeruginosa (1/2)
aeruguno = luftliebend
 besonders gutes Wachstum an gut belüfteten Grenzflächen zwischen Wasser
und Luft
Synonym: Bakterium pyocyanom (blaugrüner Eiter)
 grüne Pigmentbildung ist typisches Merkmal von Ps. aeruginosa
 aromatisch-süßlichem Geruch nach Lindenblüten (O-Aminoacetophenon)
geringe Ansprüche an Nährstoffangebot und Kulturbedingungen
 ubiquitäres Vorkommen (Boden, Wasser, Darm von Tier und Mensch)
bilden innerhalb kürzester Zeit alle bekannten Resistenzmechanismen aus
 häufigster Vertreter unter 4MRGN
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Pseudomonas aeruginosa (2/2)
fakultativ pathogen
Immunschwäche u/o Defekte Haut/Schleimhaut als begünstigende Faktoren




Pneumonie bei cystischer Fibrose, AIDS
Wundinfektion bei Brandverletzten
Harnwegsinfektionen bei Dauerkatheterträgern
Keratitis bei Kontaktlinsenträgern
Pseudomonaden im Trinkwasser
 vermehren sich zwischen 25 und 42 oC und sterben bei
geringfügig höheren Temperaturen (45 oC)ab
 Vorkommen im Biofilm
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Biofilmmikrobielle Lebensgemeinschaften an Grenzflächen mit einer wässrigen Phase
Konditionierung:
Ablagerung von organischen
und anorganischen Partikeln
und Nährstoffen auf Oberfläche, z.B. der Innenfläche von
Wasserrohren
1 Anheftung von Mikroorganismen
2 Vermehrung und Ausscheidung Schleim- bzw. mineralische
Matrix (EPS)
3 unvorhersehbares Ablösen einzelner Teile und Festsetzung an
anderer Stelle
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Wasserleitung assoziierte Biofilme
90 % der wasserassoziierten Mikroorganismen leben im
Biofilm
• Protozoen (Acanthamoeba)
• Pilze (Aspergillus ssp.)
• Viren
• humanpathogene Bakterien
Pseudomonas aeruginosa, Legionelle pneumophilia, nicht-tuberkulöse
Mykobakterien, Sphingomonas paucimobilis, Klebsiellen, Acinetobacter
baumannii, Chrysobakterium
!
in Wasserproben nur planktonische Anteil detektiert
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EPS - extrazellulär polymere Substanzen
 Polysaccharide, Polypeptide
 mineralische Anteile, wenn Oberfläche Scherkräften
ausgesetzt (Kalkschicht, Zahnstein)
= Grundlage der kooperierenden Gemeinschaft
 ermöglichen Aggregation der Mikroorganismen
 geben Biofilm Struktur
 schützen vor äußeren Einflüssen, z.B.
Desinfektionsmittel
 Reservoir für Nährstoffe
 Aufbau synergistischer Wechselwirkungen
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Biofilm in Duschschläuchen
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18.11.2015
Legionellose
jährlich ca. 600 Meldungen, 30 000 Erkrankungen vermutet
 79%
community acquired
reiseassoziiert
 2,8% nosokomial
 1,2% in Pflegeeinrichtungen
 17%
Übertragungsweg:
Einatmen kontaminierter Aerosole (Durchmesser < 5 µm)
subklinische Aspiration von kontaminiertem Wasser
unspezifische Erregereliminierung durch mukoziliäre Clearance
spezifische zelluläre Immunabwehr
 Legionellose häufiger und mit schwererem Verlauf bei Patienten mit
unterdrückter zellulärer Immunantwort (Transplantatempfänger,
Kortikosteroid-Therapie, AIDS)
18.12.2015
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VL Hygiene - Wasser
Legionärskrankheit
Legionellose mit Pneumonie
Pontiac-Fieber
Legionellose ohne Pneumonie
Inkubationszeit 2-10 d (6-7d)
0,5-3 d (1-2d)
Symptome
• uncharakteristische
Prodromalerscheinungen
• Thoraxschmerz, Schüttelfrost, Temperaturanstieg
auf 39-40,5 oC
• Benommenheit bis
Verwirrtheitszustände
• Pneumonie
• leichte grippale Symptome
mit Kopf- und Gliederschmerzen, Thoraxschmerzen, trockener
Husten, Fieber
Rekonvaleszenz
z.T. monatelang, trotz
Antibiotikatherapie
wenige Tage, auch ohne
Antibiotika
Letalität
10-15%
0
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VL Humanmedizin Wasser
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„Trojanisches Pferd“ Amöbe
 Legionellen haben evolutionär das Wachstum in größeren
Zellen erworben
 wachsen besonders gern in Amöben, die in fast allen
Süßwasserbiotopen vorkommen
 Amöben resistent gegenüber üblichen Trinkwasserdesinfektionsverfahren
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
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Wasserführende Systeme, die als LegionellenInfektionsquelle gesichert sind
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VL Hygiene - Wasser
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VL Humanmedizin Wasser
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Legionellenhaltige Aerosole 3-5 µm
18.12.2015
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VL Hygiene - Wasser
VL Hygiene ‐ Wasser
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VL Hygiene ‐ Wasser
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VL Hygiene ‐ Wasser
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VL Hygiene ‐ Wasser
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VBNC-Zustand
viable but nonculturable
Trinkwasser = oligotrophes Habiat; 0,3mg/l Chlor; 0,2 mg/l Chlordioxid
 nur Erhaltungsstoffwechsel
 kein Baustoffwechsel
= kein Wachstum auf Standardnährboden der Routinediagnostik
 Unterschätzung der Anwesenheit fakultativ pathogener
Mikroorganismen und Überschätzung der Effektivität von
Desinfektions- und sonstigen Sanierungsmaßnahmen
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VL Hygiene - Wasser
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VL Humanmedizin Wasser
18.11.2015
Nachweis von Legionellen/ Pseudomonaden – Was tun?
vermehrungsbegünstigende Umgebungsbedingungen:
 Ablagerungen in Trinkwassererwärmern,
Verteilerbalken, Leitungssystemen und Armaturen
 Verwendung von Gummi oder Silikon in Dichtungen,
Membranausdehnungsgefäßen, Duschschläuchen
 stagnierendes Wasser in Leitungsteilen mit
mangelhafter oder ganz fehlender Zirkulation (tote
Leitungsstränge)
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
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 häufigste Ursachen für Maßnahmewert-Überschreitung
 Leerstand
 Energiesparmaßnahmen
 unsachgemäße Sanierung
des Trinkwassersystems
 kein hydraulischer Abgleich
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VL Humanmedizin Wasser
18.11.2015
 Sanierungsmöglichkeiten
Betriebstechnische Maßnahmen
Zirkulationssystem > 55 oC
hydraulischer Abgleich
Verfahrenstechnische Maßnahmen
thermische, chemische oder UV-Desinfektion
Bautechnische Maßnahmen
Installationsmaterial entsprechend aaRdT
Dämmung Kaltwasserleitung (< 25 oC)
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VL Hygiene - Wasser
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Möglichkeiten der Trinkwasserdesinfektion (1/2)
(Quelle: Gesundheitsamt Karlsruhe 2012)
E
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VL Hygiene - Wasser
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VL Humanmedizin Wasser
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Möglichkeiten der Trinkwasserdesinfektion (2/2)
(Quelle: Gesundheitsamt Karlsruhe 2012)
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VL Hygiene - Wasser
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Keine Erfolgsgarantie für Sanierung
 beste Ergebnisse mit Impulsspülverfahren zur
Beseitigung des Biofilms und Hochchlorung
!
trotzdem Gefahr des Überlebens in Kunststoffverbindern, Rückschlagventilen, Absperrventilen, Probenahmearmaturen
 Biofilmmanagement bereits in Planungsphase
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VL Hygiene - Wasser
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VL Humanmedizin Wasser
18.11.2015
Biofilm-Management
Wasser
Werkstoffe
Betriebsbedingungen
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
Vermeidung von
unzureichend
durchflossenen
Räumen
(Todräumen) im
System
61
Quelle: Projekt Biofilm-Management Förderkennzeichnen 02WT1153-57
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
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VL Humanmedizin Wasser
18.11.2015
Abwasserhygiene - Spurenstoffe
Nachweis im Bereich von µg/l bzw. ng/l
5 Stück Würfelzucker
im Berliner Wannsee
= Zuckerkonzentration
von 1ng/l
18.12.2015
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VL Hygiene - Wasser
Spurenstoffe im Abwasser
Deutsches Ärzteblatt 111 (2014), 314-315
38.000 Tonnen Medikamente jährlich ( )
erheblicher Anteil
(?)
nicht bestimmungsgemäße
Entsorgung
Ausscheidung
Abwasser
150 verschiedene Arzneistoffe in Konzentrationen deutlich
unterhalb der Wirksamkeitsgrenzen beim Menschen,
aber Wirkung auf Fische, Algen, Mikroorganismen
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
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VL Humanmedizin Wasser
18.11.2015
Wirkung Arzneimittelspuren auf Umwelt, Beispiele (1/2)
Tranquilizer Benzodiazepine
Flussbarsche werden mutiger
 werden häufiger gefressen
 und fressen mehr Zooplankton in Flüssen
 vermehrte Algenblüte
 Verschiebung im Ökosystem
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
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Wirkung Arzneimittelspuren auf Umwelt, Beispiele (2/2)
Kontrazeptivum Ethinylestradiol
Verweiblichung der männlichen Fische
weltweites Amphibiensterben (mitverantwortlich)
 Verschiebung im Ökosystem
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
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VL Humanmedizin Wasser
18.11.2015
Spurenstoffe im Wasser
Medikamente nicht
über die Toilette,
sondern über den
Hausmüll entsorgen
bzw. Rückgabe an
Apotheke
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
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Spüle und Toilette sind keine Abfalleimer
!
hydrophile und persistente Stoffe können als
Spurenstoffe in Wasserkreisläufen lange verharren
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VL Hygiene - Wasser
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VL Humanmedizin Wasser
18.11.2015
Badewasser
 Schwimm- oder Badebeckenwasser in
Gewerbebetrieben, öffentlichen Bädern sowie in
sonstigen nicht ausschließlich privat genutzten
Einrichtungen muss so beschaffen sein, dass durch
seinen Gebrauch eine Schädigung der menschlichen
Gesundheit, insbesondere durch Krankheitserreger
nicht zu besorgen ist
§37 Abs.2 IfSG
 keine Badebecken sind Wannen, deren Füllung nur je
einer Person zur Verfügung gestellt wird
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
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DIN 19643:2012-11:
Aufbereitung von
Schwimm- und
Badebeckenwasser
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
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VL Humanmedizin Wasser
18.11.2015
Mikrobiologische Anforderungen an das Beckenwasser
Parameter
Parameterhöchstwert
Pseudomonas aeruginosa
0/100 ml
Escherichia coli
0/100 ml
Koloniezahl (36 oC)
100/ml
Legionellen
(nur in Beckenwasser von Warmsprudelbecken sowie Becken mit zusätzlichen
aerosolbildenden Wasserkreisläufen und
Beckenwassertemperatur über 22 oC)
18.12.2015
< 1/100 ml
VL Hygiene - Wasser
71
ca. 30 Cent für 100 l Trinkwasser täglich
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
72
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VL Humanmedizin Wasser
18.11.2015
Zusammenfassung
Wasserkreislauf Wasser wird nicht ver-, sondern gebraucht
Ben Wagin, Installation Galerie Weltbaum II, 1989 Berlin, S-Bahnhof Savignyplatz
18.12.2015
VL Hygiene - Wasser
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Zum Nach- und Weiterlesen
(= Bildnachweis)
www.gesetze-im-internet.de/trinkwv_2001
www.dvgw.de (Deutscher Verein das Gas- und Wasserfaches)
www.umweltbundesamt.de
• Ratgeber: Trink was – Trinkwasser aus dem Hahn
• Ratgeber: Rund um das Trinkwasser
• Informationsbroschüre: Start ins Leben – Einflüsse
aus der Umwelt auf Säuglinge, ungeborene Kinder
und die Fruchtbarkeit
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