Gute Verfahrenspraxis sicherstellen
Die häufigste Gefahr für die Wasserversorgung besteht darin, dass Krankheitserreger über die Rohwasserfassung ins Trinkwassernetz gelangen. Es gibt (bisher) kein Messgerät, welches diese Krankheitserreger im Trinkwasser in Echtzeit direkt nachweisen kann. Dennoch hilft die Online-Messtechnik, solche Gefahren abzuwenden. Im aktuellen Beitrag gehe ich darauf ein, warum der Betrieb einer Trübungsmessung im Zusammenhang mit einer UV-Desinfektion oder eine Chlorung (einstufige Aufbereitung) dem Stand der Technik entspricht, und was für den gesetzeskonformen Betrieb der Messstelle an dem kritischen Lenkungspunkt beachtet werden muss (gute Verfahrenspraxis).
Chlorung als einzige Stufe ungeeignet
Die Chlorung zur Behandlung des Rohwassers ist in der Schweiz vom Gesetz her zugelassen. Das Verfahren ist aber in den Wasserversorgungen als einstufige Aufbereitung immer weniger anzutreffen. Denn das Verfahren bietet als alleiniger Aufbereitungsschritt wenig Sicherheit: Der Höchstwert für freies Chlor im Trinkwasser liegt bei 0.1 mg/l – diese Chlorkonzentration ist bei vielen Arten von Krankheitserregern aber nicht ausreichend, um sie vollständig zu inaktivieren. Weitere Informationen dazu sind in der Vollzugshilfe Anerkannte Aufbereitungsverfahren für Trinkwasser des BAG zu finden.
Menschenleben in Gefahr!
Kennen Sie jemanden, der aufgrund von verunreinigtem Trinkwasser schwer erkrankt oder sogar gestorben ist? Vermutlich nicht. Unseren sorglosen Umgang mit dem kostbaren Gut haben wir in der Schweiz zwei Gegebenheiten zu verdanken:
- In vielen Regionen der Schweiz hat das Rohwasser eine hervorragende Qualität, es kann ohne jegliche Aufbereitung direkt als Trinkwasser genutzt werden (ungefähr ein Drittel des jährlich konsumierten Trinkwassers)
- Reicht die Rohwasserqualität nicht aus, so wird das Wasser über eine oder mehrere Stufen aufbereitet.
Der Zugang zu sauberem Trinkwasser gehört für uns in der Schweiz seit über 100 Jahren der Selbstverständlichkeit an. Doch früher gab es immer wieder verheerende Epidemien, ausgelöst durch mit Krankheitserregern verseuchtem Wasser. Noch im 19. Jahrhundert wurde die Schweiz von drei grossen Cholera-Ausbrüchen heimgesucht: Tausende Menschen erkrankten schwer und über 1200 Menschen starben an der Cholera (siehe auch Historisches Lexikon der Schweiz). Diese Infektionskrankheit fordert in den Entwicklungsländern immer noch viele Opfer, da der Zugang zu sauberem Trinkwasser global gesehen keine Selbstverständlichkeit ist. Jedes Jahr erkranken weltweit bis zu 4 Millionen Menschen und weit über 100‘000 Menschen sterben an Cholera (WHO).
Grosses Medienecho bei Zwischenfällen
Grossereignisse aufgrund von verunreinigtem Trinkwasser sind in der Schweiz zum Glück selten. Das Medienecho ist umso grösser, wenn etwas passiert. So berichteten im Jahr 2015 Zeitungen, Radiostation und Online-Medien aus dem ganzen Land über die Trinkwasserverunreinigung in Le Locle. Ein heftiges Gewitter führte damals zu einer Verunreinigung des Trinkwassers mit Abwasser (Beitrag FM1 Today). In der Folge erkrankten 1000 Menschen und es kam zu 80 Spitaleinweisungen (Beitrag SRF).
Gesetzliche Grundlagen und SVGW-Regelwerk
Wo Menschenleben in Gefahr sind, ist der Gesetzgeber nicht weit: Die Anforderungen an die Trinkwasserqualität und die Verantwortlichkeiten sind in der Schweiz im Lebensmittelgesetz (LMG) und den darauf basierenden Verordnungen klar geregelt (u.a. LGV, TBDV).
Das HACCP-Konzept und die gute Verfahrenspraxis (GVP) bilden dabei die Grundlage zur Beherrschung der Gefahren (LGV Art. 78, TBDV Art 4). Wer bei HACCP (Hazard Analysis and Critical Control Point) nur Bahnhof versteht, dem empfehle ich den interaktiven Artikel des SVGW. Der Schweizerische Verband des Gas- und Wasserfaches (SVGW) hat verbindliche Branchenleitlinien zur Planung und zum Betrieb der Wasserversorgung publiziert. In diesem Regelwerk haben Fachleute die Vorgaben der doch eher allgemein formulierten gesetzlichen Grundlagen konkret auf die einzelnen Werke & Tätigkeitsbereiche der Wasserversorgung übersetzt („wie“ die gesetzlichen Vorgaben erreicht werden können).
Ein wichtiger Grundsatz beim Betrieb einer Wasserversorgung ist die Selbstkontrolle: Die verantwortliche Person der Wasserversorgung ist verpflichtet, die Selbstkontrolle zu gewährleisten – bei öffentlich-rechtlichen Anstalten ist hier der zuständige Gemeinderat in der Pflicht (LMG Art. 26, LGV Art. 74). Doch was hat das Ganze mit der Trübungsmessung zu tun? Um dies zu erläutern müssen wir zuerst die typische Anwendung der Trübungsmessung verstehen: Die Überwachung der Desinfektion.
Sicherstellung der Desinfektion mittels Trübungsmessung
Bei den meisten Wasserversorgungen mit einer einstufigen Aufbereitung bilden entweder die UV-Desinfektion oder die Chlorung eine wirksame Barriere zwischen der Umwelt und dem Trinkwassernetz. Krankheitserreger im Rohwasser werden in dieser Aufbereitungsstufe inaktiviert. Das so aufbereitete Trinkwasser kann gefahrlos konsumiert werden und entspricht den gesetzlichen Vorgaben.
Bei einer (unerkannten) Störung des Aufbereitungsprozesses besteht aber die Gefahr, dass Krankheitserreger unbemerkt ins Trinkwassernetz gelangen und Menschen zu Schaden kommen: Die Selbstkontrolle hat versagt.
Und genau hier kommt nun die Trübungsmessung ins Spiel. Denn eine häufige Störquelle sind Trübstoffe im Rohwasser:
- Desinfektion mittels UV-Licht: Die Trübstoffe schirmen das UV-Licht ab, Krankheitserreger können die Aufbereitung unbeschadet im „Schatten“ der Trübstoffe passieren
- Desinfektion mit Chlor: Das Chlor reagiert mit den Trübstoffen statt mit den Krankheitserregern, auch hier können die Krankheitserreger die Aufbereitung dadurch unbeschadet passieren
In beiden Fällen hätte die Wasserversorgung aber noch Handlungsspielraum, bevor es zur Katastrophe kommt: Das mit Trübstoffen kontaminierte Wasser könnte verworfen werden (darum spricht man hier auch von einem kritischen Lenkungspunkt, respektive neudeutsch „critical control point“ CCP). Der sofortige Verwurf des kontaminierten Wassers funktioniert aber nur dann, wenn die Trübung Online gemessen wird und ein entsprechender Automatismus installiert ist. Die Richtlinien W12 (Leitlinie für gute Verfahrenspraxis in Trinkwasserversorgungen) und W13 (Richtlinie zur UV-Desinfektion in der Wasserversorgung) nennen darum die Trübungsmessung explizit als Parameter zur kontinuierlichen Überwachung des Rohwassers vor der UV-Desinfektion, oder vor der Desinfektion mittels Chlor.
Interpretation von Daten der Online-Analytik
Trübstoffe im Trinkwasser können einen Hinweis auf Krankheitserreger im Trinkwasser sein – je nach Einzugsgebiet sind jedoch andere Parameter besser geeignet, einen Hinweis in Echtzeit auf eine Gefährdung zu geben. Ob dies nun beispielsweise durch eine einfache Leitfähigkeitsmessung oder eine aufwändigere photometrische Messung des SAK-Wertes geschieht, ist letztlich ein Ergebnis der Gefahren Analyse und der Identifizierung der kritischen Lenkungspunkte (HACCP-Konzept).
Selbstüberwachung der UV-Anlage ersetzt nicht Trübungsmessung
In der Richtlinie W13 sind zudem klare Vorgaben bezüglich Messprinzip zu finden: Zulässig ist einzig das Streulichtverfahren. Diese Vorgaben des SVGW werden in der Schweiz von allen etablierten Lieferanten von Trübungssensoren erfüllt.
Ein häufiges Missverständnis betrifft jedoch die Selbstüberwachung der UV-Anlagen: Moderne Anlagen zur UV-Desinfektion haben Sensoren zur Überwachung des Betriebes der UV-Lampen verbaut (Sicherstellung der Lichtintensität). Diese Durchlicht-Sensoren sind geeignet eine Abschwächung des UV-Lichtes aufgrund von Alterung oder Verschmutzung der Lampen zu detektieren. Diese Sensoren sind aber nicht empfindlich genug, um die für Desinfektionsprozesse geforderten sehr tiefen Trübungswerte von <1FNU, bzw. <0.5FNU (Empfehlung nach W12) zu messen. Die Wasserversorgung muss die Trübungsmessung darum zusätzlich zur UV-Anlage separat beschaffen.
Hier macht es Sinn den Messtechniklieferanten früh zu involvieren, um Planungsfehler bei der Auslegung der Messstelle zu vermeiden (siehe auch Artikel „Fünf nützliche Tipps für die Installation einer Trübungsmessung“).
Trübungsmessung installiert – alles gut?
Eine funktionierende Trübungsmessung gewährleistet eine sichere und gesetzeskonforme Überwachung des kritischen Lenkungspunktes. Die Trübungsmessung muss darum wie alle anderen sicherheitsrelevanten Einbauten regelmässig gewartet und überprüft werden. Einfache Wartungsarbeiten wie das Reinigen von Sensor und Armatur sollte der Anlagenbetreiber selbständig durchführen. Der Reinigungsaufwand hängt vom Einzugsgebiet der Quelle oder des Grundwasserpumpwerkes ab: Bei „pflegeleichten“ Messstellen reicht eine einfache Wartung ein- bis zweimal pro Jahr, es gibt aber auch anspruchsvolle Messstellen, wo mehrmals pro Monat gereinigt werden muss.
Zusätzlich muss die gesamte Messstelle regelmässig auf ihre Funktionalität überprüft werden – entweder durch den Betreiber selbst oder durch den Geräteanbieter (W1014). Bei der periodischen Funktionskontrolle der Trübungsmessung können so neben Defekten und mechanischen Beschädigungen auch prozessbedingte Messwertverfälschungen erkannt werden.
Diese Tätigkeit setzt weitergehendes Fachwissen voraus, welches nicht immer im Anlagenbetrieb vorausgesetzt werden kann. Die Geräteanbieter sind darum verpflichtet, eine entsprechende Dienstleistung anzubieten und der Wasserversorgung die entsprechenden Dokumente auszuhändigen. So können die verantwortlichen Personen das Risiko eines Schadensfalles minimieren und nachweisen, dass sie die gute Verfahrenspraxis (GVP) eingehalten haben.
Ein herzliches Dankeschön an Stephan Christ (Lebensmittelkontrolle Kanton Solothurn) für das Lektorieren des Textes.
Autor: Stefan Vogel