Abtötung bzw. Inaktivierung ausgewählter Krankheitserreger in Abwasser durch UV-Strahlung

Hintergrund

Die Obere Isar wird im Sommer in vielen Bereichen zum Baden genutzt, obwohl die Wasserqualität häufig die bakteriologisch-hygienischen Leit- und Grenzwerte der EG-Badegewässer-Richtlinie nicht einhielt. Da die Belastungen hauptsächlich von Kläranlageneinleitungen stammten und diffuse Einträge im direkten Uferbereich eher eine untergeordnete Rolle spielen, wurde dieser Abschnitt der Isar von der Wasserwirtschaft als Pilotvorhaben für eine Verbesserung der Gewässergüte im Hinblick auf Badegewässerqualität an einem Fließgewässer in Bayern ausgewählt.

Bestrahlungsgerinne der UV-Anlage Bad Tölz Bild vergrößern Bestrahlungsgerinne der UV-Anlage Bad Tölz
Der Ablauf der Kläranlage Bad Tölz stellt den ersten wesentlichen Belastungsschwerpunkt am Oberlauf der Isar dar, weshalb dort im Jahr 2000 die erste Abwasserdesinfektionsanlage in Betrieb genommen wurde. Im Sommer 2003 gingen im Einzugsbereich der Oberen Isar an fünf weiteren Kläranlagen UV-Desinfektionsanlagen in Betrieb.

Untersuchungen

Nach der EG-Richtlinie über die Qualität der Badegewässer werden die sog. Indikatorbakterien Gesamtcoliforme Bakterien, Fäkalcoliforme Bakterien und Fäkalstreptokokken untersucht. Allerdings hat sich herausgestellt, dass die Abtötungsraten von einigen Krankheitserregern bei UV-Bestrahlung nicht denen der Indikatorbakterien entsprechen. Daher wurde in einem Projekt die Reduktion ausgewählter Krankheitserreger durch UV-Strahlung in Praxisanlagen im Vergleich zu den Fäkalindikatoren untersucht.

Aktueller Kenntnisstand

  • Die Konzentration der Fäkalindikatorbakterien im Ablauf wurde mit Hilfe der UV-Bestrahlung um drei bis fünf Zehnerpotenzen reduziert. So wurden die Leit- und Grenzwerte der EG-Badegewässerrichtlinie eingehalten und sogar meist weit unterschritten.
  • Nicht-sporenbildende bakterielle Krankheitserreger wie Salmonellen oder Campylobacter spp. können effektiv eliminiert und daher im Verlauf der Untersuchungen im UV-bestrahlten Ablauf nicht nachgewiesen werden.
  • Ähnlich hohe Abtötungsraten können für somatische Coliphagen, die sich vermutlich auf relativ UV-sensible humanpathogene Viren wie Noro- und Enteroviren übertragen lassen, erreicht werden.
  • Die Menge an Cryptosporidien und Giardien (parasitische Protozoen) können durch die UV-Behandlung zwar verringert, der größere Anteil aber vermutlich bereits im Sandfilter entfernt werden.
  • Der bakterielle Sporenbildner Clostridium perfringens erweisen sich mit einer Reduktionsrate von nur einer Zehnerpotenz erwartungsgemäß als verhältnismäßig UV-resistent.
  • F-spezifische RNA-Bakteriophagen (Modellorganismen für UV-resistente humanpathogene Viren wie Rota- und Adenoviren) können nur um ca. zwei Zehnerpotenzen reduziert werden.

Obwohl sich die hohen Reduktionsleistungen der UV-Abwasserdesinfektion für Fäkalindikatorbakterien nicht ohne weiteres auf alle Krankheitserreger übertragen lassen, ist die UV-Bestrahlung der Kläranlagenabläufe eine wichtige Maßnahme zur Verbesserung der mikrobiologischen Wasserqualität. Trotzdem bleibt ein Infektionsrisiko bestehen, insbesondere bei Starkregenereignissen durch Regenüberläufe und Oberflächenabschwemmungen.

Veröffentlichungen zum Thema:

  • Bleisteiner, S., Popp, W. (2005): Baden in Flüssen – Sonderprogramm „Obere Isar“. Die Flußmeister 2005, 20-24
  • Popp, W., Huber, S., Kexel, S. (2004): Abwasserdesinfektion zur Verbesserung der Badegewässerqualität an der Oberen Isar. Wasser und Abfall 5, 14-18
  • Popp, W., Huber, S., Schertler, C. (2003): Restoration of the upper Isar river as bathing water by waste water ultraviolet disinfection. IUVA news 3/2003
  • Huber, S, Popp, W. (2003): Reduction rates of pathogenes and faecal indicators after UV disinfection at Bad Tölz waste water treatment plant. IUVA news 3/2003
  • Popp, W., Schertler, C. (2003): Bakteriologisch-hygienisches Untersuchungsprogramm “Obere Isar“ zur Wiederherstellung der Badegewässerqualität. In: Bayer. Landesamt für Wasserwirtschaft (Hsg.): Hygienische Aspekte von Oberflächengewässern aus Sicht der Wasserwirtschaft. Münchener Beiträge zur Abwasser-, Fischerei- und Flußbiologie 55, 61-78; Oldenbourg München
  • Popp, W., Roth, D., Schindler P.R.G (2000): Bakteriologisch-hygienische Wasserqualität an der Oberen Isar – Zustand und Maßnahmen zur Verbesserung. gwf Wasser – Abwasser 141, 843-848

Die Untersuchungen wurden im Rahmen eines Projektes durchgeführt. Wir danken dem Bayerischen Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit (StMUV) für die finanzielle Unterstützung.

Weiterführende Informationen

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