Hintergrundinformationen
zu unserem Trinkwasser

Von Trinkwasserqualitätsthemen, über Analyseverfahren und Messtechniken bis hin zu organischen und anorganischen Spurenstoffen: hier finden Sie interessante Hintergrundinformationen und Erläuterungen zu Aspekten rund um das Thema Trinkwasser.

Einwandfreie Qualität des Wassers aus dem Hahn - auch für die ganz kleinen Verbraucher geeignet

Trinkwasser muss so beschaffen sein, dass durch seine Verwendung keine Gesundheitsbesorgnis besteht. Die Grenzwerte sind darauf ausgerichtet, dass es jederzeit und lebenslang für alle Anwendungszwecke bedenkenlos genutzt werden kann. Dies gilt auch für die Zubereitung von Säuglingsnahrung.

Die Eignung des Trinkwassers für Säuglingsnahrung wird von Fachgesellschaften wie dem Forschungsinstitut für Kinderernährung (FKE), dem Netzwerk Junge Familie, der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) und den Verbraucherorganisationen regelmäßig bestätigt. Generell wird lediglich empfohlen, das Wasser so lange ablaufen zu lassen, bis es kalt aus dem Hahn fließt, um Standwasser zu vermeiden.

So informieren beispielsweise die Verbraucherzentralen, dass das Trinkwasser aus der Leitung in Deutschland so gut sei, dass es für die Säuglingsnahrung nicht unbedingt abgekocht werden muss. Wer ganz sicher gehen will, dass auch alle eventuell vorhandenen Keime aus der Hausinstallation abgetötet sind, sollte es (z. B. im Wasserkocher bis zum Abschalten) sprudelnd aufkochen und es anschließend auf ca. 40°C abkühlen lassen, um damit Milch oder Brei anzurühren. Wegen möglicher Beeinträchtigungen wird von der Verwendung von heißem Wasser aus der Leitung und der Nutzung von Wasserfiltern abgeraten.

Auch die Zeitschrift Ökotest (Ausgabe August 2017) hat sich eingehend mit der Thematik beschäftigt und kommt zu dem Ergebnis, dass die Trinkwässer in Deutschland zur Zubereitung von Säuglingsnahrung geeignet sind. https://www.oekotest.de/kinder-familie/21-Stille-Mineralwaesser-zur-Zubereitung-von-Saeuglingsnahrung-im-Test_109918_1.html

Links zu weiteren Quellen und weitergehenden Informationen:

Forschungsinstitut für Kinderernährung – FKE:
http://www.fke-do.de/index.php?module=page_content&index[page_content][action]=details&index[page_content][data][page_content_id]=199

Verbraucherzentrale:

https://www.verbraucherzentrale.de/wissen/lebensmittel/gesund-ernaehren/die-richtige-ernaehrung-fuer-saeuglinge-11277

Netzwerk Junge Familie – Gesund ins Leben:

https://www.gesund-ins-leben.de/fuer-familien/erstes-lebensjahr/zeit-fuer-breikost/#c758


Hinweise zu möglichen Angaben bei Mineralwässern

Mineralwässer sind eine ergänzende Möglichkeit zur Wasseraufnahme unter individuellen Gesichtspunkten. Wenn für ein Wasser auf spezielle ernährungsphysiologische Eigenschaften hingewiesen wird, muss es gemäß der Mineral- und Tafelwasserverordnung besondere Anforderungen erfüllen. Soll beispielsweise die Eignung zur Zubereitung von Säuglingsnahrung werbend hervorgehoben werden, darf der Gehalt an Natrium 20 mg/l und der an Nitrat 10 mg/l nicht überschreiten. Das sind geringere Werte als die Trinkwasser-Grenzwerte für Natrium (200 mg/l) und Nitrat (50 mg/l). Die Schlussfolgerung, dass Trinkwasser für die Säuglingsnahrung ungeeignet ist, wenn die Vorgaben für Mineralwässer überschritten sind, trifft aber nicht zu. Das Prädikat „geeignet zur Zubereitung von Säuglingsnahrung“ dient insbesondere der Markenwerbung unter den Mineralwässern. Es ist nicht zum Vergleich mit Trinkwasser geeignet.

Möchten Sie sich umfassend über die Beschaffenheit Ihres Trinkwassers informieren?
Die Trinkwasseranalyse des Wasserwerks, aus dem Sie Ihr Wasser beziehen, können Sie hier abrufen.

Über nicht pathogene und pathogene Bakterien

Bakterien gehören zu den ältesten und mit einer Größe von wenigen tausendstel Millimetern auch zu den kleinsten Lebewesen auf der Erde. Obwohl mit bloßem Auge unsichtbar, weisen sie unter einem Mikroskop betrachtet sehr unterschiedliche Formen auf, beispielsweise kugel-, stäbchen-, faden- oder zylinderförmig. Allen Bakterien gemein ist, dass sie einzellige Lebewesen sind und sich selbst versorgen können, also über einen eigenen Stoffwechsel und eigenes Erbgut verfügen.

Der Lebensraum von Bakterien erstreckt sich von heißen Tiefseequellen bis arktischem Eis, über verschiedenste Böden, Luft und Wolken auf nahezu alle Lebensräume unseres Planeten. Bakterien sind überall (ubiquitär) vorhanden. Im Laufe der Evolution haben sie zahlreiche Strategien entwickelt, sich an schnell veränderliche Umweltbedingungen anzupassen. Viele Bakterien gehen dazu Formen des Zusammenlebens (Symbiosen) mit anderen Arten ein. So können die Bakterien, die es schaffen in Symbiosen mit Pflanzen, Tieren oder Menschen zu leben, dem ständigen Wechsel der Umweltbedingungen teilweise entgehen.

Etwa 90 % aller Zellen auf und im menschlichen Körper sind nichtmenschlich und gehören zu mindestens 500 verschiedenen Arten von Mikroorganismen, vorwiegend Bakterien. Die allermeisten dieser Bakterien sind harmlos, viele davon sind sogar wichtig für unsere Gesundheit. So unterstützen bestimmte Bakterien im Darm beispielsweise die Verdauung, stimulieren unser Immunsystem oder stellen durch Versorgung mit Vitamin K die Blutgerinnung sicher. Andere schützen die Haut vor schädlichen Mikroorganismen, indem sie den vorhandenen Lebensraum (Nische) erfolgreich besetzen. Allerdings sind nicht alle Bakterien harmlos oder gar nützlich. Manche Bakterienstämme lösen Krankheiten beim Menschen aus, indem sie Stoffwechselprodukte/Giftstoffe (Toxine) produzieren.

Die größte Anzahl an Bakterien in Mensch und Tier mit ca. 100 Milliarden bis 1 Billionen pro Gramm befindet sich in der Darmflora (Mikrobiom), die mindestens hunderte verschiedener Bakterienarten beherbergt. Lange bekannte und gut studierte Vertreter dieser Darmbakterien sind Escherichia coli, auch E. coli oder Colibakterien genannt. Die meisten Angehörigen dieser Spezies sind nicht krankheitsauslösend (pathogen), jedoch gibt es auch pathogene Stämme. Unter anderem aufgrund der Tatsache, dass E. coli den Darmtrakt nahezu aller Säugetiere besiedelt, gelten sie seit langer Zeit als Fäkalindikatoren. Diese werden genutzt, um beispielsweise Lebensmittel oder Trinkwasser auf potentielle Verunreinigung mit Fäkalien zu untersuchen.

Die Trinkwasserverordnung, welche die gesetzliche Grundlage für die Überprüfung von Trinkwässern in Deutschland regelt, schreibt daher vor, dass im Wasser weder E. coli noch andere auf eine Kontamination hinweisende Bakterien wie z. B. Enterokokken enthalten sein dürfen. Zudem dienen Koloniezahlen, also die Anzahl der anzüchtbaren Bakterien pro Volumeneinheit Wasser, und nachweisbare coliforme Bakterien als Indikator für Wasserkontaminationen.

In den letzten Jahren wurden die Analyseverfahren in den Laboratorien – natürlich auch in denen, die für die Trinkwasserüberwachung zuständig sind – immens verbessert und empfindlicher (Sensitivität, Spezifität). Inzwischen werden neue Methoden genutzt, die beispielsweise nicht mehr die Bakterien an sich, sondern arttypische Bestandteile der Bakterien nachweisen. Zudem können bei positiven Befunden die Bakterien leichter den einzelnen Spezies zugeordnet werden (Speziesdifferenzierung). Ein ähnlicher Trend ist in der medizinischen Forschung und Routinediagnostik zu beobachten, einem Bereich, der hinsichtlich der verwendeten Analysemethoden teilweise eng mit der Trinkwasserüberwachung verwandt ist. Diese Verfeinerung der Messtechniken haben mehrere Konsequenzen:

Zum einen steigt die Anzahl an positiven Befunden, die direkt mit den zuständigen Gesundheitsämtern ausgetauscht werden, obwohl sich die Belastung des Trinkwassers nicht geändert hat. Zum anderen ist man bei Nachweis von bestimmten Bakteriengruppierungen wie den coliformen Bakterien zunehmend bemüht, mit den neuen Methoden zur Ursachenfindung die Eintragspfade dieser Bakterien zu lokalisieren und zu minimieren. Der enge Austausch mit den Gesundheitsämtern bedingt auch die umgekehrte Richtung der Recherche: Werden Infektionen gemeldet, die von Bakterien aus typisch aquatischer Herkunft stammen, werden alle möglichen Ursachen wie u. a. das Trinkwasser zunächst als Quelle in Betracht gezogen und die Wasserversorgungsunternehmen zu Auffälligkeiten befragt.

Der Zusammenhang zwischen Bakterien in einer Quelle und einer Infektion kann inzwischen zweifelsfrei über sogenannte Gesamtgenomanalysen hergestellt werden. Dabei wird das gesamte Erbgut der Keime sequenziert und somit entschlüsselt. Da sich die Bakterien sehr schnell entwickeln können, gleicht das Erbgut eines Bakteriums niemals zu 100 % dem eines anderen, wenn diese nicht direkt voneinander abstammen (klonal sind). Das Verfahren ist allerdings noch extrem zeit- und kostenaufwendig und wird daher momentan nur in wenigen medizinischen Großeinrichtungen zur Aufklärung von Krankheitsausbrüchen und der Erforschung von Ansteckungsgeschehen eingesetzt.

Generell ist die Ansteckungsgefahr mit Bakterien durch Konsum von Trinkwasser in Deutschland als sehr gering einzuschätzen. Selbst bei einem meldepflichtigen Laborbefund, also dem Nachweis von Indikatorbakterien im Trinkwasser, müssten diese Bakterien pathogen sein und eine kritische Masse – die sogenannte Infektionsdosis - überschreiten. Diese ist durch verschiedene physiologische Mechanismen begründet, beispielsweise bei Darmbakterien durch die harschen Bedingungen während der Passage durch den Magen. Selbst für „hartgesottene“ Bakterien wie die enterohämorrhagischen E. coli (EHEC), die über Schutzmechanismen gegen die Magensäure und sehr gute Anheftungsmechanismen für die Kolonisierung des Darms verfügen, wurde die extrem niedrige Infektionsdosis von 50+ Bakterien ermittelt. Im Trinkwasser werden jedoch – wenn überhaupt  – meist nur 1-2 meldepflichtige Bakterien in 100 ml Wasser nachgewiesen. Daher ist eine bakterielle Infektion über das Trinken von unserem Leitungswasser nahezu unmöglich.

Das über Jahrzehnte etablierte Indikatorsystem der mikrobiellen Trinkwasserüberwachung sowie die Einhaltung des technischen Regelwerks bei der Trinkwasseraufbereitung stellen eine einwandfreie Trinkwasserqualität sicher.

UBA-Informationen zum Thema Mikrobiologie

 

Die hochauflösende Massenspektronomie in der Roh- und Trinkwasserkontrolle

Historie: Um Stoffe zu analysieren, sind entsprechende Untersuchungsverfahren erforderlich. Die Analysemöglichkeiten stehen daher in engem Zusammenhang mit den zur Verfügung stehenden Verfahrenstechniken. Eine besondere Bedeutung in der Analytik haben chromatografische Verfahren. Sie werden seit den 1960er Jahren eingesetzt, um organische Stoffe in Wasserproben zu separieren und anzureichern und sie in einem weiteren Schritt letztendlich nachweisen zu können. In der Anfangsphase wurde überwiegend die Gas-Chromatografie eingesetzt und damit insbesondere flüchtige Komponenten wie halogenhaltige Kohlenwasserstoffe und aromatische Verbindungen quantifiziert. Untersuchungsziele waren auch Verbindungen, die bei der Desinfektion entstehen konnten.

Einen Wendepunkt in der Roh- und Trinkwasseranalytik brachte die Trinkwasserverordnung von 1990. Mit ihr wurde die Verpflichtung eingeführt, das Trinkwasser auf Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel zu untersuchen.

Bei den seinerzeit etablierten Bestimmungsmethoden auf Pflanzenschutzmittel wurde zunehmend auch die Flüssigkeits-Chromatografie eingesetzt, mit der verfahrensbedingt vor allem gut wasserlösliche Komponenten analysierbar sind. In den Untersuchungen auf Pflanzenschutzmittel konnten ohne besonderen Mehraufwand auch einige Arzneimittelwirkstoffe (wie der Lipidsenker Clofibrinsäure und das Antiepileptikum Carbamazepin) mit erfasst werden. Dabei zeigte sich, dass in zahlreichen Proben deren Konzentrationen so hoch wie oder sogar höher als die zu untersuchenden Pflanzenschutzmittel waren. Mit zunehmenden Kenntnissen über die Rohwasserbelastungen mit organischen Spurenstoffen kamen sukzessive weitere Substanzen in den Fokus, die nicht unmittelbar in der Trinkwasserverordnung geregelt sind. Das Spektrum an organischen Verbindungen auf die die Roh- und Trinkwässer untersucht werden, ist zwischenzeitlich stark angestiegen. Die Westfälische Wasser- und Umweltanalytik GmbH (WWU) untersucht aktuell bereits mehr als 350 Spurenstoffe.

Seit einigen Jahren stehen neue Auswertesysteme mit deutlich verbessertem Auflösevermögen zur Verfügung. Diese Kombination aus chromatografischer Trennung und daran gekoppelter hochauflösender Massenspektrometrie ermöglicht eine sehr umfangreiche Detektion und eröffnet neue Charakterisierungsmöglichkeiten von Wasserproben, vorausgesetzt, die Stoffe sind in die Ionenform überführbar („ionisierbar“). Dann ermöglicht das Verfahren auch, bisher unbekannte Stoffe zu erfassen, d. h. es können auch Verbindungen aufgefunden werden, die nach bestehender Kenntnislage nicht im Untersuchungsfokus stehen. Zur Abgrenzung gegenüber zielgerichteten Überwachungsprogrammen („Target Analytik“) wird die Anwendung von hochauflösenden Verfahren teilweise auch als „Non-Target-Analytik“ bezeichnet. „Non-Target“ beschreibt allerdings nur einen Teil der Anwendungsmöglichkeiten der hochauflösenden Massenspektrometrie.

Die hochauflösende Massenspektrometrie (HRMS-Screening): Die Untersuchungshäufigkeiten und die Untersuchungsumfänge in der Trinkwasserüberwachung richten sich nach den möglichen Belastungen aus dem Rohwasser und den möglichen Stoffumsetzungen im Zuge der Aufbereitung. Die Zusammenstellung der Untersuchungsparameter und -programme orientiert sich an den vorliegenden Vorabinformationen und allgemeinen Kenntnissen zum Vorkommen von Stoffen. Diese (Target-) Messmethodik basiert auf genormte Verfahren und gewährleistet eine weitgehende Sicherheit bei der zweifelsfreien Identifizierung von organischen Substanzen. Sie ist wesentliche Grundlage der qualitätsbasierten Überwachung im Monitoring. Eine Vielzahl bekannter Komponenten sowie deren Transformationsprodukte z. B. aus den Bereichen der Pflanzenschutzmittel, Arzneimittelwirkstoffe, Chemikalien aus Haushalt und Industrie werden auf diese Weise quantitativ erfasst.

Bei der hochauflösenden Massenspektrometrie werden die Molekülmassen der in einer Probe enthaltenen Stoffe mit Hilfe von Spektren-Bibliotheken oder Datenbanken identifiziert. Die dabei erhaltenen Molekülinformationen können nicht unmittelbar Substanzen zugeordnet werden. Die gemessenen Datensätze können aber über spezielle datenbankbasierte Auswertungstools mit Bibliotheken abgeglichen werden. Darüber sind Aussagen möglich, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine Substanz in der untersuchten Probe enthalten sein kann (Suspect-Target-Screening). Zur zweifelsfreien Identifizierung müssen die Stoffe dann gegebenenfalls wie in der Target-Analytik mit Vergleichsstandards identifiziert und quantifiziert werden.

Das HRMS-Screening ermöglicht es, Informationen über organische Spurenstoffe ohne Begrenzungen durch eine Vorauswahl, die bei der Target-Analytik unerlässlich ist, zu erhalten. Wenn im Suspect-Target-Screening keine Übereinstimmung gefunden wird, kann über Internetdatenbanken und zusätzliche Strukturinformationen versucht werden, auch unbekannte Substanz zu identifizieren (Non-Target-Screening). Wegen der komplexen Strukturmöglichkeiten organischer Verbindungen kann eine Identifizierung trotz aufwendiger Zusatzuntersuchungen allerdings erfolglos bleiben.

Anwendungsmöglichkeiten des HRMS-Screenings (Beispiele): Das HRMS Screening ergänzt die bewährte Target-Analytik zur Trink- und Rohwasserüberwachung sinnvoll.

  • Zumindest qualitativ kann in einem Analysengang auf einen gegenüber der Target-Analytik deutlich erhöhten Substanzumfang untersucht werden.
  • Regelmäßig angewendet, können durch Vergleich Komponenten erfasst werden, die gegenüber bisherigen Auswertungen neu hinzugekommen oder entgegen der bisherigen Erfahrung nicht mehr anwesend sind.
  • Bei Sondersituationen wie Fischsterben, Schaum oder sonstigen Auffälligkeiten im Gewässer, zur Abklärung von Altlasteneinflüssen oder bei sensorischen Beanstandungen im Trinkwasser bietet die HRMS-Technik weitergehende Möglichkeiten, die Ursachen zu ermitteln.
  • Die Stoffumsetzungen bei der Aufbereitung können verfolgt werden.
  • Die HRMS-Technik ermöglicht nachträgliche Aussagen zu Stoffen, die erst nach bereits abgeschlossenen Messungen an Relevanz gewonnen haben (z. B. aus Literatur und Fachkreisen). Damit können durch nochmalige Auswertung Stoffe retrospektiv gefunden und ihre Konzentrationen abgeschätzt werden.

Ausblick: Die hochauflösende Massenspektrometrie ist eine komplexe und in vielen Bereichen einsetzbare Zukunftstechnologie, die in der Roh- und Trinkwasserüberwachung zunehmend an  Bedeutung gewinnt. Da die Bearbeitungen teils sehr komplex und mit hohem Aufwand verbunden sind, beabsichtigen WWU und weitere, die HRMS-Technik bereits anwendende Laboratorien die gemeinsam nutzbare und vom jeweils eingesetzten Gerätetyp unabhängige Informations- und Kommunikationsplattform „TRINK-IDENT“ zu installieren. Ziel ist es, die Bearbeitungen und Berichte zu standardisieren, sich über neu erfasste Suspect-Targets und erkannte Non-Targets auszutauschen und die für das Trinkwasser relevanten Stoffflüsse nach und nach gemeinsam weiter aufzuklären.

TRINK-IDENT soll daher laborübergreifend mit nachfolgenden Zielen den Austausch der Analytiker und der Analyseverantwortlichen ermöglichen.

  • Die Plattform soll den aufwendigen Einführungsprozess der HRMS-Technik verkürzen und üblicherweise auftretende Implementierungsschwierigkeiten verhindern.
  • Anhand der Erfahrungen aller Anwender können fragestellungsbezogene Substanzlisten zur Verfügung gestellt und Hilfestellungen zur Einführung von semiquantitativen Auswertungen gegeben werden.
  • Die Plattform kann den Austausch von (teils sehr teuren) Referenzsubstanzen vermitteln.
  • Die Auswertung und die Ergebnisdarstellung sind im HRMS-Screening bisher nicht standardisiert und Resultat individuell gestalteter Implementierungen. Mit Hilfe von TRINK-IDENT sollen Abarbeitungs- und Berichtsstandards etabliert werden und zwar unabhängig davon, welche Analysesysteme im Einsatz sind.
  • Mit Hilfe von TRINK-IDENT sollen zur Vergleichbarkeit der Ergebnisse bestimmte Geräteparameter in der Auswertung festgelegt und Ringversuche zum Abgleich unter den Laboratorien durchgeführt werden.
  • Die Kooperation unter den Laboratorien soll insbesondere auch zur Aufklärung von bisher nicht bekannten Komponenten bei Non-Target-Auswertungen genutzt werden.