(vom 12.11.2019) Wassergüte im Blick
„Trinkwasser muss so beschaffen sein, dass durch seinen Genuss oder Gebrauch eine Schädigung der menschlichen Gesundheit insbesondere durch Krankheitserreger nicht zu besorgen ist.“ So steht es in Paragraf 4 der Trinkwasserverordnung. Weiter regelt das Gesetz, auf welche Stoffe beziehungsweise in welchem Umfang das Wasser untersucht werden muss. Der Mikrobiologie kommt dabei eine wichtige Bedeutung zu, denn es dürfen keinesfalls Krankheitserreger mit dem Trinkwasser verbreitet werden.
Wichtige Indikatoren für die Reinheit des Wassers sind Coliforme und Kolibakterien. Sie dürfen selbst in kleinen Konzentrationen nicht im Trinkwasser vorkommen. Werden sie nachgewiesen, herrscht Alarmstufe „rot“ bei den Wasserversorgern. Dann wird gespült, gechlort und eventuell muss das Wasser vor dem Trinken abgekocht werden.
Die Analyseverfahren dazu, welche die Trinkwasserverordnung vorsieht, funktionieren im Prinzip so, wie sich das der berühmte Robert Koch schon vor über 130 Jahren für andere Mikroorganismen ausgedacht hat: Eine Probe wird mit einem Nährboden bei einer wachstumsfördernden Temperatur zusammengebracht. War die Probe belastet, konnten sich die Keime vermehren und sind nach einiger Zeit als Kolonien zu erkennen – ähnlich, wie Schimmelkulturen auf der Sahne, die im Kühlschrank vergessen wurde.
„An dem Verfahren ist an sich nichts auszusetzen und wir haben auch kein Problem mit Bakterien im Wasser. Aber: Eine permanente Überwachung – idealerweise in Echtzeit – würde uns noch mehr Sicherheit geben“, so Wassermeister Jürgen Kalb.
Bislang ziehen er und seine Kollegen mehrmals pro Woche Proben aus der Trinkwasserleitung und schicken sie ins Labor zur mikrobiologischen Untersuchung. Nach zwei Tagen liegt das Ergebnis vor – in der Regel ohne Nachweis. „Im Wasserwerk selbst haben wir noch nie Coliforme oder Kolibakterien gefunden“, erklärt der Wassermeister und klopft auf Holz.
Einen Schritt hin zu einer schnelleren aber nicht weniger zuverlässigen Wasseranalyse nach Keimen und Bakterien ist Beate Raab gegangen. Die junge Frau aus Kronach studiert im achten Semester Bioanalytik an der Hochschule Coburg und könnte mit ihrer Bachelorarbeit die Häufigkeit der Untersuchungen aber auch die Zeit zwischen Probeentnahme und dem Ergebnis der Laboranalyse verkürzen. Im Sommer stellte die 24-Jährige ihre Arbeit im Wasserwerk der SÜC vor. Hinter dem Titel „Entwicklung und Evaluierung einer mikrofluidischen Einheit zur Trinkwasseranalyse“ verbirgt sich ein spezieller Mikrofluidikchip. Das ist eine Kunststoffplatte mit 16 Kanälen. Wasser strömt hindurch, in einem Filter bleiben Mikroorganismen zurück. Nach der Zugabe verschiedener Reagenzien und dem Bebrüten bei einer Temperatur von 37 Grad Celsius über 24 Stunden hinweg zeigt sich durch die Einfärbung, ob Keime vorhanden sind und sich vermehrt haben. Gibt es keine Färbung, ist das Wasser nicht mit den gesuchten Bakterien verunreinigt. „Grün“ bedeutet, es sind Kolibakterien vorhanden. „Ein Nachweis wäre auch nach 15 Stunden möglich“, so Beate Raab. Nach den Worten von Prof. Dr. Matthias Noll vom Institut für Bioanalytik der Hochschule Coburg lässt sich das Verfahren auch problemlos automatisieren. Außerdem könnte der Chip noch größer angefertigt werden. Damit wäre eine intensivere Überwachung möglich, indem zum Beispiel mehrmals täglich Proben genommen würden.
Für die SÜC als Wasserversorger ist die Arbeit von Beate Raab ein „spannendes und relevantes Thema“, so Gas/Wasser-Hauptabteilungsleiter Jürgen Zimmerlein bei der Vorstellung. „Uns ist daran gelegen, die Forschung hier voranzubringen und wir unterstützen das Projekt auch finanziell.“
Die elektrische Leitfähigkeit des Coburger Trinkwassers wird im Wasserwerk der SÜC im Stadtteil Cortendorf schon automatisch und ständig überprüft. Andere Messgeräte überwachen rund um die Uhr die Trübung, den pH-Wert sowie den Nitratwert. Vielleicht auch bald Bakterien. Mit dem Mikrofluidikchip und den Erkenntnissen aus der Bachelorarbeit hat man ein bezahlbares Verfahren dafür in Aussicht. Ein Analysegerätehersteller hat Interesse an einer Zusammenarbeit und Weiterentwicklung gemeinsam mit der SÜC und dem ISAT.
ISAT – Institut für Sensor- und Aktortechnik
Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg
Das Institut für Sensor- und Aktortechnik ISAT forscht und entwickelt Anwendungen auf dem Gebiet der mikroakustischen Aktorik und Sensorik. Es versteht sich als Impulsgeber für Unternehmen. Neben größeren Forschungs- und Entwicklungsprojekten unterstützt das ISAT Unternehmen bei kleineren Forschungsaufgaben mit einem überschaubaren zeitlichen und finanziellen Rahmen.
Das ISAT verfügt über Kompetenzen zur Entwicklung mikrofluidischer Komponenten zum Dosieren, Mischen und Messen von Flüssigkeiten auf kleinstem Raum. Diese Lab-on-a-Chip-Einheiten können für die kontinuierliche und automatisierte Messung z. B. von mikrobiologischen Verunreinigungen in Wasser oder im Rahmen der medizinischen Diagnostik als patientennahe Diagnoseverfahren eingesetzt werden.