Vorkommen von <i>Campylobacter</i> spp. in Oberflächengewässern

Abstract

Campylobacterinfektionen sind weltweit verbreitet und weisen in Deutschland die höchste Inzidenz der bakteriellen Gastroenteritiden auf. Als Infektionsquelle ist neben Lebensmitteln auch Wasser zu nennen, dessen Bedeutung als Übertragungsweg noch unvollständig erfasst ist. Durch die vorliegende Arbeit konnten Daten zum Vorkommen von Campylobacter in Oberflächengewässern mit unterschiedlich strukturierten Einzugsgebieten der gemäßigten Breiten gewonnnen werden. Neben dem Einfluss der im Einzugsgebiet vorhandenen Flächennutzung auf das Vorkommen von Campylobactern wurde auch das Eintragspotential verschiedener Kläranlagentypen bestimmt. Daneben fanden ereignisbezogene Probenahmen an Regenentlastungsbauwerken statt. Die mikrobiologischen Untersuchungen umfassten primär den Parameter Campylobacter und verschiedene hygienisch-mikrobiologische Indikatorparameter, sowie chemisch-physikalische Kenngrößen. Die Campylobacterkonzentrationen wurden semiquantitativ mittels Flüssigkeitsanreicherung ermittelt. <br /> Die Campylobacterkonzentrationen im Gewässer sind abhängig von der Nutzung des Einzugsgebietes. Die höchsten Konzentrationen traten, auf, wenn das Gewässer als Vorfluter für Kläranlagen dient. Die Art der Kläranlagentechnik bestimmt die Reduktionsleistung, sodass Kompaktkläranlagen im Normalbetrieb einen wichtigeren Eintragspfad für Campylobacter darstellen als mehrstufige Kläranlagen. Kläranlagen liefern besonders bei Trockenwetter bis zu zwei Drittel des Gewässervolumens, wobei die aus ihnen stammende Camplyobacterfracht 20 % der Gewässerfracht ausmacht. Mischwasserabschlägen tragen hingegen zu 42 % zur Campylobacterfracht im Gewässer bei und stellen somit den größten Eintragspfad einer Punktquelle dar, der allerdings das geringste Wasservolumen besitzt. <br /> Nutzungskonflikte ergeben sich bei der direkten Nutzung des Gewässers zur Trinkwassergewinnung, als Badegewässer, Tränke und Bewässerungswasser. Die Anwendung bestehender gesetzlicher Regelungen scheinen jedoch geeignet zu sein, das Risiko einer Campylobacterinfektion über Trink- und Badewasser zu minimieren. Dies gilt auch für die Wasserverwendung in der Landwirtschaft, wobei intensivere Kontrollen und weitere Untersuchungen nötig wären, um das tatsächliche Infektionsrisiko für den Menschen genauer bestimmen zu können. Ein besonderes Risiko leitet sich aus der hohen Campylobacterfracht während Regenereignissen ab. Campylobacter können im Gewässer über längere Distanzen transportiert werden und somit in Gebiete gelangen, in denen kein Regenereignis auftrat. In diesen Gebieten findet weiterhin eine uneingeschränkte Gewässernutzung statt und es entsteht in diesem Fall aus allen Nutzungsarten ein akutes Gesundheitsrisiko.<br /> Alle Maßnahmen, die den Eintrag von Fäkalien in Gewässer minimieren, reduzieren auch den Eintrag von Campylobacter und senken damit das potentielle Gesundheitsrisiko. Insbesondere Mischwasserabschläge, die einen sehr großen Anteil an der Campylobacterfracht haben, bieten aufgrund des geringen Volumens Ansatzpunkte für eine weitergehende Behandlung und es könnte durch diese eine Frachtreduktion erreicht werden. In Zukunft sollten Abwasserbehandlungsanlagen auch unter Berücksichtigung der Reduktion von hygienisch-mikrobiologischen Parametern, wie Campylobacter, geplant und bewertet werden, um die Infektionsrisiken für die öffentliche Gesundheit weiter zu reduzieren.

<strong>Sources of <i>Campylobacter</i> spp. in surface water - pathways, conflicts of interest, health risks</strong><br /> Infections due to Campylobacter occur world-wide. In Germany, they are the most significant causative agent of bacterial gastro-enteritis. Aside from food, water is also a source of infection, but the importance of water as a transmission path is not yet fully understood. For this thesis, data about the occurrence of Campylobacter in surface water with differently structured catchments in the temperate zone were generated. In four different catchments the influence of land use on Campylobacter concentrations was analysed, as was the impact potential of different sewage treatment plant types. Additionally, sampling of combined sewer overflow during rain events was undertaken. Primarily, the microbiological analysis covered Campylobacter and also different hygienic-microbiological indicator parameters, chemicals and physical characteristics. To determine the Campylobacter concentrations a semi-quantitative liquid enrichment method was used. <br /> It could be shown that the Campylobacter concentrations in the watercourse were dependent on the land use in the catchment. The highest concentrations were found in receiving watercourses for treated sewage. The reduction efficacy of the sewage plants depends on their design. Under regular operating conditions, simple, compact plants are of greater importance as a source of Campylobacter than are highly sophisticated treatment plants. Especially during dry weather conditions, sewage treatment plants discharged up to two-thirds of the river water volume, while 20 % of the Campylobacter load found in the watercourse was due to treated sewage discharge. If combined sewer overflow occurs, it accounts for 42% of the Campylobacter load in the watercourse and is therefore the most important point source for Campylobacter in the water, even though combined sewer overflow accounts for the smallest water contribution to the watercourse. <br /> Conflicts of interest result from the direct use of watercourses for the drinking water supply, as bathing water, for watering animals, as irrigation water and as recipients of treated sewage water. Existing legislation seems to be adequate to minimise the risk of drinking water or bathing water-related Campylobacter infections. This is also true for water used in agriculture, but here more intensive controls and further investigation would be necessary to determine the true risk of infection for human beings. A specific risk can be derived from the high Campylobacter load as a result of rain events. The transport of Campylobacter over long distances in the watercourse brings them to areas where no rain event has occurred. Here, unrestricted use of the water course can take place and in this case all forms of water usage pose an immediate health risk. <br /> All actions to minimise the entry of faecal matter into watercourses will minimise the influx of Campylobacter and as a result, also reduce potential health risks. In particular, combined sewer overflow with its small volume and high impact on the occurrence of Campylobacter in the watercourse provides points where further treatment could achieve a reduction of the load. In the future, the planning and evaluation of sewage treatment plants should also consider the reduction of hygienic-microbiological parameters like Campylobacter, in order to achieve a further reduction of the risk of infection for public health.