Hygienerisiko oder Hype?

„Trinkwasser muss so beschaffen sein, dass durch seinen Genuss oder Gebrauch eine Schädigung der menschlichen Gesundheit insbesondere durch Krankheitserreger nicht zu besorgen ist.“ Diesem Grundsatz der Trinkwasserverordnung (TrinkwV § 4 Abs. 1) sind alle Verantwortlichen für die Planung, die Installation und den Betrieb von Trinkwasseranlagen verpflichtet. Daher ist auch eine fundierte Antwort auf die Frage nötig, inwieweit Legionellen im Trinkwasser kalt (PWC) zu befürchten sind. Die Diskussion des Themas in Fachkreisen ist dabei aufgrund zahlreicher Untersuchungen in den vergangenen Jahren ein Beleg für die Gewissheit, dass Verkeimungen von kaltgehenden Trinkwasser-Installationen ein reales Hygienerisiko darstellen.

Fortschreitende Forschung verdichtet Erkenntnisse

Bereits im Rahmen einer Dissertation aus 2004 wurden erstaunliche Untersuchungsergebnisse von Kaltwasserproben aus verschiedenen Gebäudetypen veröffentlicht: In rund 12 % aller Kaltwasserproben konnten Legionellen nachgewiesen werden – und das schon ab 12 °C! Zudem wurde festgestellt, dass die Kaltwassertemperaturen mit der Größe des Systems ansteigen, was mit der Länge und den Verzweigungen des Rohrsystems begründet werden kann (Stagnationen, Nutzung etc.) [1].

Die Wechselwirkung zwischen Legionellenwachstum und Wassertemperatur untersuchte das IWW Rheinisch-Westfälische Institut für Wasserforschung 2005 noch genauer. Die Daten zeigten, dass spätestens bei 20 °C die Vermehrung von Legionellen beginnt. Bestätigt wurde dies 2009 durch die von Prof. Dr. Martin Exner beschriebene Wachstumskurve von Legionella pneumo­phila (siehe Bild nächste Seite) [2]. Der Arbeitskreis Trinkwasserinstallation & Hygiene (AK Wasserhygiene) empfahl zudem bereits 2007, Kaltwasser in die Beprobung mit einzubeziehen. Insbesondere, wenn Wärmeübergänge auf PWC zu befürchten sind oder schon festgestellt wurden [3].

Über die wissenschaftliche Ebene hinaus gaben sogar Immobilienverwaltungen aufgrund eigener Erfahrungen bereits 2011 die Warnung von Trinkwasserexperten zu Legionellen im Kaltwasser an die Medien weiter (Frankfurter Rundschau, 2012) [4]: „Legionellen können sich in Kaltwasserleitungen vermehren, wenn diese schlecht isoliert sind und direkt neben Warmwasserleitungen liegen. Das kommt bei Altbauten häufig vor.“

Im gleichen Jahr war im Bundesgesundheitsblatt zu lesen [5]: „In Trinkwasser-Installationen dürfen zu keinem Zeitpunkt Voraussetzungen geschaffen werden, die eine Vermehrung von Krankheitserregern, zum Beispiel Legionellen, begünstigen.“

Darüber hinaus empfahl der DVGW ebenfalls 2011, bei Hinweisen auf Erwärmung der Leitungen für kaltes Trinkwasser auch Proben an Entnahmestellen für Kaltwasser zu entnehmen [6]. Mittlerweile ist der verbindliche Hinweis auf diese Untersuchung in der am 18. Dezember 2018 veröffentlichten Empfehlung des Umweltbundesamtes (UBA) zur systemischen Untersuchung von Trinkwasser-Installationen auf Legionellen enthalten [7].

Wissen verpflichtet

Der Grundsatz aus der TrinkwV, dass aus dem Trinkwassergebrauch keine Gefahr für die Gesundheit entstehen darf, verpflichtet Planer, Installateure und Betreiber von Trinkwasseranlagen, das Wissen um die Hygienerisiken durch eine Legionellenkontamination im Kaltwasser in konkrete Schutzmaßnahmen umzusetzen. Dafür gibt es rechtliche Vorgaben mit konkreten Handlungsempfehlungen. Die TrinkwV verweist z.B. auf die Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik (a.a.R.d.T.). Außerdem veröffentlicht das Robert Koch-Institut (RKI) in Absprache mit den zuständigen Bundesbehörden und deren Fachkreisen Richtlinien, Empfehlungen, Merkblätter und sonstige Informationen zur Vorbeugung, Erkennung und Verhinderung der Weiterverbreitung übertragbarer Krankheiten. Gesetzlich ermächtigt dazu ist das RKI durch das Infektionsschutzgesetz (IfSG § 4).

Flankierend hat das UBA gemäß § 40 des IfSG die Aufgabe, Konzepte zur Vorbeugung, Erkennung und Verhinderung der Weiterverbreitung von durch Wasser übertragbaren Krankheiten zu entwickeln. Außerdem findet sich der Schutz der menschlichen Gesundheit als übergeordneter Grundsatz des IfSG auch in der Musterbauordnung (MBO) wieder – alles zu befolgende Erlasse des Gesetzgebers [8].

 

Temperaturgrenzen sind einzuhalten

Die Summe aus wissenschaftlichen Erkenntnissen, Vorgaben des Gesetzgebers zum Gesundheitsschutz und der maßgeblichen Regel­werke macht deutlich: Die Temperaturgrenze von PWC von maximal 25 °C (empfohlen sind 20 °C) ist ein verbindlich einzuhaltender Parameter in allen Trinkwasseranlagen, unabhängig von ihrer Größe. Das entspricht sowohl den europäischen Leitlinien [9] als auch den Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) [10]. Als Planungsprämisse dafür wird in der Regel eine Wassertemperatur am Hauswasseranschluss von 10 °C angenommen. Das böte bis zum hygienekritischen Temperaturbereich von 20 °C noch „Luft nach oben“. Forschungsergebnisse zeigen jedoch, dass das Wasser inzwischen mit einer durchschnittlichen Temperatur von 14,2 °C geliefert wird [11]. 

Ein wesentlicher Grund dafür ist der Klimawandel: Zum einen steigt durch die höheren Lufttemperaturen die Rohwassertemperatur in Seen und Talsperren. Als Konsequenz nimmt die Durchmischung des warmen Oberflächenwassers mit dem kälteren Tiefenwasser ab. Lange Trockenperioden mit sinkenden Wasserständen führen zum anderen zu höheren Temperaturen in der Tiefe. Darüber hinaus erwärmen steigende Bodentemperaturen das Wasser in den Verteilleitungen der Versorger zusätzlich [12]. Ein Forschungsprojekt wies in den Sommermonaten sogar Wassertemperaturen >25 °C im Wasserrohrnetz der Versorger nach [13].

Hinzu kommt, dass bei der Abgabe des Trinkwassers in die Hausinstallation eine weitere Erwärmung innerhalb des Gebäudes nicht auszuschließen ist. Somit kann die Einhaltung der 25 °C-Grenze in der Trinkwasser-Installation – obwohl sie der VDI/DVGW-Richtlinie 6023 (2013) entspricht – saisonal bedingt schwierig werden; Veränderungen der mikrobiologischen Qualität der Wasserphase sind die Folge [14].

Der Hintergrund: Trinkwasser und Trinkwasserbiofilme enthalten immer Mikroorganismen. Erhöhte Temperaturen, insbesondere im Zusammenhang mit einem steigenden Nährstoffgehalt, können die mikrobiologisch-hygienische Qualität des Trinkwassers beeinträchtigen. Denn sowohl eine Erhöhung der Koloniezahl als auch eine steigende Nachweishäufigkeit hygienisch-relevanter Mikroorganismen bergen ein gesundheitliches Risiko [15]. So wurden für den Trinkwasserbereich schon früher zahlreiche Legionellen-Spezies aus Trinkwasserbrunnen mit einer Wassertemperatur im Bereich von 20

°C detektiert [16]. In den Niederlanden konnten in kaltgehenden Trinkwasser-Installationen Legionella anisa nachgewiesen werden [17]. Hieraus ist abzuleiten, dass einige Legionellenspezies sogar an eine Vermehrung bei niedrigeren Wassertemperaturen adaptiert sind.

Allgemein anerkannte Regeln der Technik beachten

Da die Einhaltung der Temperaturgrenzen in kaltgehenden Trinkwasser-Installationen also nachweislich entscheidend für den Gesundheitsschutz ist, stellt sich die Frage: Wie lässt sich die Kaltwassertemperatur in immer komplexer werdenden Trinkwasseranlagen und bei perspektivisch weiter steigenden Temperaturen am Hausanschluss dauerhaft im unkritischen Temperaturbereich halten? Im Wesentlichen durch die Einhaltung der a.a.R.d.T., so ein DVGW-Forschungsprojektes von 2019. Dazu zählen u.a. die Vermeidung von Stagnation und der Wärmeübergang auf Kaltwasserleitungen, denn die Legionellenkonzentration wird in einem System maßgeblich durch diese Faktoren bestimmt:

- Nährstoffgehalt des Wassers, 

- Bakteriengehalt des Wassers, 

- Durchflussprofil, 

- Nährstoffabgabe der verwendeten Materialien. 

Wie die Forschungsergebnisse außerdem zeigen, beginnt die Vermehrung von Legionellen zwar bei >25 °C und nimmt mit steigender Wassertemperatur zu. Allerdings war bei 27 °C nur eine geringe, bei 30 °C jedoch eine deutliche Vermehrung zu verzeichnen. Gemäß Literaturangaben liegt die optimale Wassertemperatur für das Wachstum von Legionellen bei 37 °C. In welcher Größenordnung eine Temperaturüberschreitung >25 °C über welchen Zeitraum im Hinblick auf die Vermehrung von Legionellen akzeptiert werden kann, ist laut dieser Studie nicht definiert. Hierzu sind weitergehende Forschungen erforderlich. Doch genau solche Informationen sind in Zukunft für die Praxis von hoher Relevanz, u.a. für die Definition eventueller Maßnahmen zur Stabilisierung der mikrobiologischen Situation [26].

 

Aktive Kühlung von Kaltwasser 

Eine wirtschaftliche Option, die Kaltwassertemperatur zuverlässig auf 20 °C zu halten, ist die aktive Kühlung mittels einer Zirkulation. Der Montage­aufwand dafür lässt sich mit der Installation eines Rohrleitungssystems mit DVGW-zertifiziertem Inliner für PWC geringhalten. Hier wird der Rücklauf des Trinkwassers kalt in einer im Steigestrang inte­grierten Leitung zurück zu einem Durchfluss-Trinkwasserkühler geführt. Die Kühlenergie selbst kann beispielsweise ein Kaltwassersatz liefern und über einen Plattenwärmetauscher auf das PWC übertragen.

Der zusätzliche Energieaufwand für die Trinkwasserkühlung ist vergleichsweise gering, wie eine Konzeptstudie zeigt: Bei einer benötigten Kälte­leistung von 2,5 kW – was einem Krankenhaus mit etwa 60 Nutzungseinheiten entspricht – müssen auf Basis der Gradzahltage im Raum Frankfurt am Main nur 3.010 kWh/Jahr aufgewendet werden, um die PWC-Temperatur im gesamten Kaltwassernetz im hygienisch unbedenklichen Bereich <20 °C zu halten [27]. Doch selbst die Installation eines separaten Klimageräts für die Trinkwasserkühlung kann sich durchaus lohnen. Insbesondere, wenn damit die Trinkwassergüte verlässlich abgesichert wird. Vor allem in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen, aber auch in Hotels ist diese kontrollierte und definierte Temperaturhaltung des Kaltwassers durch PWC-Anlagen mit Kühlung empfehlenswert. Sinnvoll ist die PWC-Kühlung auch in Trinkwasser-Installationen im Bestand, in denen nutzungs- und/oder installationsbedingt ein kontinuierlicher Wärmeeintrag zu kritischen Kaltwassertemperaturen und damit zu Hygieneproblemen führt.

 

Fazit

Legionellen in kaltgehenden Trinkwasser-Installationen stellen ein Hygienerisiko dar, wie zahlreiche Studien nachweisen. Somit ist die Temperaturgrenze im Trinkwasser kalt von maximal 25 °C (empfohlen sind 20 °C) ein grundsätzlich einzuhaltender Parameter. Selbst Temperaturüberschreitungen für nur 30 Sekunden sind nicht zu tolerieren, um eine Schädigung der menschlichen Gesundheit, insbesondere durch Krankheitserreger, nicht zu besorgen (TrinkwV § 4 Abs. 1; IfSG § 37).

Die konsequente Anwendung der a.a.R.d.T. war bislang eine gesicherte Grundlage für den Erhalt der Trinkwassergüte. Doch steigende Temperaturen vom Rohwasser bis zum Hausanschluss und zum Teil große Wärmelasten in den Gebäuden schränken das ∆T als Planungsreserve für die Erhöhung der Kaltwassertemperatur in der Installation bis 25 °C immer mehr ein. Darüber hinaus zeigen zahlreiche Untersuchungsergebnisse deutlich, dass die 25 °C-Grenze für Kaltwasser in Trinkwasser-Installationen einen schwer kontrollierbaren Maximalwert darstellt. Insbesondere in hygienisch sensiblen Gesundheitseinrichtungen sowie öffentlichen Gebäuden mit hohen Wärmelasten ist in der Konsequenz die aktive Kühlung von PWC eine ebenso wirksame wie wirtschaftliche Maßnahme zur Absicherung der Trinkwassergüte. Zur Vermeidung von Hygienerisiken in kaltgehenden Trinkwasserleitungen stellt die aktive Kühlung somit eine praxisrelevante Ergänzung im Rahmen der a.a.R.d.T. dar.

Quellen

 [1] T. Radin, Legionellen-Vorkommen in Kaltwasserleitungssystemen von Trinkwasseranlagen, Dissertation Universität Münster, 2004.  [2] M. Exner, Hygiene in Trinkwasser-Installationen – Erfahrungen aus Deutschland – Legionellen-Fachgespräch, 2009.  [3] W. Mathys, S. Pleischl (AK Wasserhygiene), Nachgefragt … Die Probeent­nahme innerhalb des Trinkwassernetzes, S&H Report (8), S. 30–31, 2007.  [4] Schauer, C., Köhler, H., Jakobiak, T., Wagner, C.: Teurer Totalschaden – Sanierungskosten erreichen ungeahntes Ausmaß, SHT 10, S. 52–57, 2013.  [5] C. Gollnisch, A. Gollnisch: Praktische und juristische Aspekte zum Vorkommen von Legionellen in Trinkwasser-Installationen; Bundesgesundheitsblatt 2011 (54), S. 709–716.  [6] Twin Nr. 06: Durchführung der Probenahme zur Untersuchung des Trinkwassers auf Legionellen (ergänzende systemische Untersuchung von Trinkwasser-Installationen), DVGW, November 2011.  [7] Umweltbundesamt-Empfehlung: Systemische Untersuchungen von Trinkwasser-Installationen auf Legionellen nach Trinkwasserverordnung, 12/2018.  [8] C. Schauer, Neues zur dezentralen Trinkwassererwärmung, SBZ 14/15, S. 46–50, 2019.  [9] C. Schauer, K. Dinne, W. van der Schee, J. Mampaey, I. Gatto, J. Perackova, D. Petras, B. Bleys, T. Juhna, D. Ljubas, M. Cerroni, I. Aho: Hygiene in Potable Water Installations in Buildings, REHVA, Brussels, 2019. [10] J. Bartram, Y. Chartier, J.V. Lee, K. Pond, S. Surmann-Lee: Legionella and the prevention of legionellosis. World Health Organization (WHO), 2007. [11] K. Rühling, C. Schreiber, C. Luck, G. Schaule, A. Kallert: EnEff: Wärme-Verbundvorhaben, Energieeffizienz und Hygiene in der Trinkwasser-Installation, Schlussbericht, 2018. [12] energie | wasser-praxis 3/2010, Klimawandel und Wasserversorgung, S. 22. [13] E. Osmancevic, M. Engelfried, R. Friedmann: Erhöhte Temperaturen in Trinkwasser-Versorgungssystemen, Energie Wasser Praxis, 09/2018, S. 58–63. [14] S. Grobe, J. Wagner, J. Wingender: Sicherung der Trinkwasserqualität bei der Wasserverteilung bei veränderten Bodentemperaturen, dynaklim-Publikation Nr. 52 / Juli 2014. [15] H.-C. Flemming, J. Wingender: The biofilm matrix, Nature Rev. Microbiol. (8), p. 623-633, 2010. [16] M. Pryor, S. Springthorpe, S. Riffard, T. Broks: Investigation of opportunistic pathogens in municipal drinking water under different supply and treatment regimes. Wat. Sci. Technol. 50, 83–90, 2004. [17] J.F.M. Versteegh, P.S. Brandsema, N.G.F.M. van der Aa, H.H.J. Dik, G.M. de Groot (2007): Evaluation of Dutch Water Supply Act: Legionella prevention. Report 7037190202007 RIVM, Bilthoven, The Netherlands. Aus: Microbial Growth in Drinking-Water Supplies. IWA Publishing 2015. [18] DIN 1988-200: Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen – Teil 200: Installation Typ A (geschlossenes System) – Planung, Bauteile, Apparate, Werkstoffe, Beuth, Berlin, 05/2012. [19] VDI/DVGW 6023: Hygiene in Trinkwasser-Installationen – Anforderung an Planung, Ausführung, Betrieb und Instandhaltung, Beuth, Berlin, 04/2013. [20] Robert Koch-Institut, RKI-Ratgeber für Ärzte, Legionellose, 2013. [21] Stellungnahme des Umweltbundesamt (UBA): Energiesparen bei der Warmwasserbereitung – Vereinbarkeit von Energieeinsparung und Hygiene­anforderungen an Trinkwasser, September 2011. [22] Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL):  www.lgl.bayern.de/gesundheit/hygiene/wasserhygiene/legionellen/index.htm#verhalten [23] Umweltbundesamt, Ratgeber: Trink was – Trinkwasser aus dem Hahn, Gesundheitliche Aspekte der Trinkwasser-Installation, 2020. [24] DVGW-Information Wasser Nr. 74: Hinweise zur Durchführung von Probenahmen aus der Trinkwasser-Installation für die Untersuchung auf Legionellen, DVGW, Bonn, 01/2012. [25] DVGW-Arbeitsblatt 400-1: Technische Regeln Wasserverteilungsanlagen – Teil 1: Planung, DVGW, Bonn, Februar 2015. [26] DVGW-Forschungsprojekt: Schutz des Trinkwassers: Anforderungen an den bestimmungsgemäßen Betrieb kaltgehender Trinkwasser-Installationen unter dem Gesichtspunkt der Vermehrung von Legionellen, Abschlussbericht, Juli 2019, S. 47–48. [27] C. Schauer et al.: Planung und Betrieb 4.0. In: C. van Treeck, T. Kistemann, C. Schauer, S. Herkel, R. Elixmann (Hrsg.): Gebäudetechnik als Strukturgeber für Bau- und Betriebsprozesse, Springer Verlag Berlin 2018, S. 167–275.