gwf Wasser/Abwasser Energieeffizienz rechnet sich! (Vorschau)

Wasserversorgung
Fachberichte
zwischen den Säulen wie bei der Abstandsgeschwindigkeit.
Im Rahmen der Erkundungen wurde für den
Brunnenstandort eine vertikale Durchlässigkeit von
0,375 ∙ 10 –5 m/s bestimmt. Bezogen auf die Säule 1 liegt
deren vertikale Durchlässigkeit um den Faktor 4,1 höher,
bezogen auf die Säule 2 um den Faktor 7,4 höher als der
Wert aus den in-situ-Pumptests.
Anhand der ersten drei Versuche wird angenommen,
dass es zu einer Kompaktion und Setzung des Säuleninhaltes
im Versuchsablauf bei Durchströmung der Säule
gekommen ist; in den Versuchen 4 und 5 wurde die
Säule nach Einstau bzw. Leerlaufen wieder in Betrieb
genommen, daher entspricht das Ergebnis dieser Versuche
den Anfangsrandbedingungen. Mittlerer k f -Wert
(vertikal) beträgt im Mittel der Versuchszeit für beide
Säulen ca. 2 ∙ 10 –5 m/s. Die Relation k v /k fh,v beträgt in
den Säulen rund 0,03; die Schichten in den Säulen sind
somit in der resultierenden Durchlässigkeit um ca. eine
Zehnerpotenz geringer durchlässig als bei den in-situ-
Pumptests. Die horizontale Durchlässigkeit ist unter
Annahme der Versuchsrandbedingungen etwa 30-mal
höher als die vertikale Durchlässigkeit. Nach dem dritten
Tracerversuch erreicht der Durch lässigkeitsbeiwert
der Säulen den Prognosewert für den vertikalen Durchlässigkeitsbeiwert
aus der Erkundung.
3. Verwendete Testorganismen
3.1 Escherichia coli
Escherichia coli ist ein bewegliches, gram-negatives,
stäbchenförmiges Bakterium, das keine Sporen bildet
und peritrich begeißelt ist. Seine Größe beträgt rund
1,3 · 4 µm. Es ist fakultativ anaerob, d. h., es ist in der
Lage, Energie sowohl durch die Atmungskette als auch
durch „Gemischte Säuregärung“ zu gewinnen.
Escherichia coli kommt in hohen Konzentrationen in
der Intestinalflora bei Mensch und Tier vor und löst dort
in der Regel keine Erkrankung aus. In anderen Teilen des
Körpers kann E. coli jedoch ernsthafte Erkrankungen wie
Harnwegsinfektionen, Bakteriämien und Meningitis
auslösen. Eine begrenzte Anzahl enteropathogener
Stämme von E. coli kann eine akute Diarrhö auslösen.
Unterschiedliche enteropathogene E. coli konnten auf
der Basis unterschiedlicher Virulenzfaktoren einschließlich
enterohämorrhagischen E. coli (EHEC), enterotoxigenen
E. coli (ETEC), enteropathogene E. coli (EPEC),
enteroinvasiven E. coli (EIEC), enteroaggregativen E. coli
(EAEC) und diffus adhärente E. coli (DAEC) [1] unterschieden
werden.
E. coli gilt seit über 100 Jahren als der klassische Indikator
für fäkale Verunreinigungen im Wasser. Aufgrund
seines natürlichen Habitats ist er wenig resistent gegen
Umwelteinflüsse und Chemikalien. Zum Überleben in
Sedimenten und vor allem zur Vermehrung ist E. coli auf
eine gute Versorgung mit Nährstoffen angewiesen [2].
Der Nachweis von Escherichia coli erfolgte im Labor
Dr. Schell, Augsburg, mit dem Colilert®-2000-System.
Zu Beginn der zweiten Beprobungsserie wurde eine
Parallel-Probe im Institut für Hygiene und Öffentliche
Gesundheit in Bonn mittels Merck CC-Agar ® untersucht.
3.2 MS2-Coliphagen
(Bakterio)-Phagen sind Viren, die Bakterien befallen.
Unter Coliphagen versteht man Phagen, die auf Bakterien
der Art E. coli spezialisiert sind. Die als MS2-Coliphagen
bezeichneten Phagen gehören taxonomisch zur
Gattung Levivirus. Es handelt sich dabei um ikosaedrische,
rund 30 Nanometer große RNA-Phagen, die in der
Lage sind, bestimmte Wirtsstämme mit so genanntem
F-Pile zu infizieren und in geschlossenen Bakterienrasen
unter entsprechenden Kulturbedingungen sichtbare
Plaques (klare Zonen) zu produzieren.
Coliphagen gelten in Rohwasser als Indikatoren für
Viren aus fäkalen Kontaminationen und als Anzeiger für
unzureichende Filterkapazitäten gegenüber viralen
Krankheitserregern. Sie sind nicht humanpathogen,
wodurch sie sich als Modellorganismen für den Transport
von Viren, aber auch von anderen kolloidalen Kontaminationen
(Bales, Gerba et al. 1989) besonders anbieten.
Der Nachweis der MS2-Coliphagen erfolgte im Institut
für Hygiene und Öffentliche Gesundheit nach den
Vorgaben der DIN EN 10705-2 von 2001.
3.3 Bacillus subtilis–Sporen
Das Bacillus subtilis, auch Heubazillus genannt, ist ein
fakultativ anaerobes, peritrich begeißeltes Bodenbakterium.
Die Größe der stäbchenförmigen Bakterien
beträgt va. 0,6 · 2 µm.
Obwohl ubiquitär verbreitet, ist er am häufigsten zu
isolieren aus den oberen Schichten des Bodens. Dort ist
er aufgrund häufig wechselnder Umgebungsbedingungen
fast ständig Stress- und Hungersituationen ausgesetzt,
die er durch die Bildung von Endosporen überdauern
kann. Aufgrund der hohen Hitzeresistenz der
Sporen werden diese auch als Indikator bei entsprechenden
Sterilisationsprozessen in Pharmazie, Medizin
und Lebensmittelindustrie eingesetzt. B. subtilis ist im
Gegensatz zu anderen Bacillaceae (z. B. B. anthracis oder
B. cereus) nicht humanpathogen, was ihn zu einem
idealen Testkeim für Laborarbeiten macht.
4. Versuchsablauf
Um den Systemen etwas Zeit zu geben, sich einzuregeln,
wurden beide Säulen rund drei Wochen lang mit
Wasser aus dem Wasserwerk durchspült. Zu Beginn der
eigentlichen Dotierungsversuche wurden jeweils
500 mL von Suspensionen der drei Testorganismen als
Stoßbelastung auf jede Säule gegeben. Die Konzentrationen
der eingesetzten Organismen betrugen jeweils
etwa 10 10 Organismen/100 mL.
Jeweils ab zwei Tage nach Dotierung wurden nacheinander
an allen Entnahmehähnen beider Säulen alle
24 Stunden Proben entnommen. Der ursprüngliche
November 2011
gwf-Wasser Abwasser 1063