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Gesundheit und Umwelthygiene

Praxisuntersuchungen zur mikrobiologischen Belastung des Wassers in Kleinbadeteichen

Letzte Änderung: 11.10.2010

Kleinbadeteiche werden in den letzten Jahren zunehmend anstelle von Freibädern für die Öffentlichkeit als Badeeinrichtung angeboten. Mindestens 75 solche Anlagen sind in Deutschland bekannt. Sie sind künstlich im Freien angelegt und zum Untergrund abgedichtet. Für die Reinigung des Wassers ist eine bepflanzte Regenerationszone vorgesehen, und im Unterschied zum Schwimmbeckenwasser erfolgt keine Desinfektion. Dadurch werden von Badenden eventuell ausgeschiedene Krankheitserreger nicht, wie im chlorhaltigen Schwimmbadwasser, praktisch sofort inaktiviert sondern bleiben für einige Zeit infektiös. Während in natürlichen Badegewässern Krankheitserreger durch Verdünnung und dank der natürlichen Abbauvorgänge schnell für den Badenden ungefährlich werden, führt in Kleinbadeteichen das höhere Verhältnis von Badegästen zu Wasservolumen zu einer stärkeren Verschmutzung des Badewassers als in freien Badegewässern. Daher können Erreger in Kleinbadeteichen wochenlang nachweisbar bleiben. Dies führt zu erheblicher Besorgnis hinsichtlich der hygienischen Sicherheit solcher Anlagen, zumal eine Publikation über den Ausbruch von Hirnhautentzündung im Zusammenhang mit der Nutzung solcher Anlagen berichtet (Meningitis-Ausbruch durch ECHO-Virus 30 in Nordhessen – Ausbruchsuntersuchung Quelle: Epidemiologisches Bulletin (2002), Nr. 20, 163-167, Robert-Koch-Institut ).

Daher sind eine Klärung der Reinigungsleistung und die Entwicklung von Kriterien für ihren vertretbaren Betrieb dringend erforderlich.

Ziel eines im Umweltbundesamt durchgeführten Projekts ist es, hierzu einen Beitrag zu leisten. Es soll ermittelt werden, wie wirksam Viren und Bakterien durch die bepflanzte Regenerationszone eliminiert werden. Geklärt werden soll dazu

die Inaktivierung von Viren und Bakterien im Wasser durch die Sonneneinwirkung,
die Rückhaltung von Viren und Bakterien in unbewachsenen Sandfiltern und
die Rückhaltung von Viren und Bakterien in mit Schilfpflanzen bewachsenen Sandfiltern

Experimentelle Studien:

Zur Durchführung des Projekts wird u.a. die technische Anlage des Umweltbundesamts zur Simulation von Ufer- und Langsamsandfiltration (SIMULAF) genutzt: Die Versuchsanlage besteht aus einem Vorbecken, drei Absetzbecken und einem Regenerationsbereich. Dem Vorbecken, das den Badebereich simuliert, wird durch eine Zulaufpumpe frisches Oberflächenwasser mit einem einstellbaren Volumenstrom zugeführt. Die Absetzbecken dienen der Abtrennung von groben Verunreinigungen. Der Regenerationsbereich ist ein mit Schilf bepflanzter bewachsener Bodenfilter, bestehend aus einer Kiesschüttung mit eingelegter Drainage und einem Filterkörper mit einer Mächtigkeit von 1m (siehe Abbildung). An dieser Anlage wurden folgende Experimente durchgeführt:

Kurzzeitversuche: Um die gewünschte Verschmutzung bei Versuchen mit kurzzeitigen Belastungen zu simulieren wurden Suspensionen aus verschiedenen (nicht krankheitserregenden) Bakterien und Viren hergestellt, die dann dem „Badebereich” beigemischt wurden. Die Wassergeschwindigkeiten im Filter („Filtergeschwindigkeiten”) betrugen 300cm/d (langsam), 600cm/d, (mittel) und 900cm/d (schnell).

Langzeitversuche: Diese Versuche simulieren dauerhafte (2 Wochen und länger) starke Belastungen des bewachsenen Bodenfilters. Hierzu wurde dem Badewasser kontinuierlich städtisches Abwasser (als Surrogat für einen Eintrag von Krankheitserregern durch die Badenden) beigemischt, so dass sich im Badebereich eine Konzentration von 1% Abwasser einstellte. Es wurden langsame (300cm/d) und schnelle (900cm/d) Filtergeschwindigkeiten eingestellt.

Als Bewertungskriterium der Reinigungsleistung diente die Anzahl der Bakterien und Viren im Badebereich und nach dem bewachsenen Bodenfilter.

Foto der Versuchsanlage (zum Vergrößern bitte anklicken)

Schematischer Aufbau der Versuchsanlage (zum Vergrößern bitte anklicken)

Das Projekt steht kurz vor dem Abschluss. Folgende, noch vorläufige Ergebnisse zeichnen sich ab:

Viren werden in freien Gewässern viel langsamer inaktiviert als Bakterien, ein Tatbestand, der bei der Bewertung und Festsetzung der hygienischen Parameter zu berücksichtigen ist.
Bei kurzzeitigen Belastungen konnten die Bakterien und Viren durch einen bewachsenen Bodenfilter in dessen Ablauf um den Faktor 10 bis 1000 gesenkt werden. Bei langsamer Filtration ist die Reinigungsleistung des Filters am höchsten.
Nach langer Betriebszeit, d.h. wenn der Bodenfilter gut adaptiert und durchwachsen ist, kann er deutlich höhere Aufbereitungsleistungen erzielen, so dass auch schnellere Filtergeschwindigkeiten zu einer deutlich besseren Reinigung beitragen.
Die Eliminationsleistung ist für verschiedene Viren und Bakterien unterschiedlich.

Ausblick: Offene Fragen für eine umfassendere Charakterisierung der Eliminationsleistungen dieser bewachsenen Bodenfilter sind:

Wie verändert sich die Leistung dieser Filter im Kreislaufbetrieb?
Kommt es zu Einbrüchen der Filterleistung, wenn dem Bodenbewuchs über längere Zeit wenig Nährstoffe zugeführt wurden und sein Wachstum dadurch nachläßt?
Wie könnte man die Wasserführung des Filterzulaufes so gestalten (z.B., über breite Terrassen mit sehr niedriger Tiefe), dass es zu einer effektiveren Inaktivierung von Krankheitserregern durch die Sonneneinstrahlung kommen kann?
Welche Bodenanteile (Ton?) binden Krankheitserreger besonderes effektiv?

Ferner können Simulationsexperimente nur einen Ausschnitt der Bedingungen prüfen, die in der Praxis vorkommen. Daher wäre der nächste Schritt in Ergänzung zu diesen Arbeiten die gezielte mikrobiologische Untersuchung des Wassers aus real betriebenen Badeteichen, insb. zu Stoßzeiten ihrer Nutzung. Diese wären in Relation zur Betriebsweise, Nutzungsintensität und – sofern vorhanden – auffälligen Häufungen von Erkrankungen auszuwerten. Auf einer solchen Grundlage können dann Leitlinien für den Betrieb von Kleinbadeteichen entwickelt werden, die z.B. Benutzerzahl in Relation zu Wasservolumen und biotechnischer Gestaltung definieren.

Quelle: Epidemiologisches Bulletin (2002), Nr. 20, 163-167, Robert-Koch-Institut

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