Hausbesitzer, Wasserfachleute und Regulierungsbehörden sind sich oft nicht der komplexen Ökosysteme bewusst, die in unseren Haushaltsgeräten gedeihen. Eine aktuelle Studie verschiedener Forscher, darunter Professor Emeritus Dr. Thomas Egli, Mikrobiologieexperte und wissenschaftlicher Berater von bNovate, hat Licht auf die faszinierenden mikrobiellen Gemeinschaften geworfen, die an einem unwahrscheinlichen Ort leben – in unseren Warmwasserboilern.
Thermophile Bakterien: die wärmeliebenden Bewohner
Die Untersuchungen der Wissenschaftler ergaben, dass Warmwasserboiler besondere thermophile Bakteriengemeinschaften beherbergen, die sich deutlich von denen in der Kaltwasserversorgung unterscheiden. Diese wärmeliebenden Mikroorganismen gedeihen in der Wasserumgebung der Boiler, wobei die Gesamtzellzahl im Warmwasser zwei- bis dreimal höher ist als im gelieferten kalten Trinkwasser aus dem Verteilungsnetz der Gemeinde.
Eine der wichtigsten Entdeckungen war das Vorkommen einzigartiger thermophiler Taxa, wie etwa Stämme der Familien Thermaceae , Hydrogenophilaceae und Nitrosomodaceae , die in den Kaltwasservorräten nicht zu finden waren. Diese Bakterien haben sich angepasst, um bei Temperaturen um 50-60 °C zu überleben und sich zu vermehren, die für die meisten anderen Mikroorganismen unwirtlich wären.
Kessel als Bioreaktoren: ein mikrobieller Spielplatz
Die Studie legt nahe, dass Warmwasserboiler für den Hausgebrauch als halbkontinuierliche Durchflussbioreaktoren fungieren und günstige Bedingungen für das Wachstum dieser thermophilen Bakteriengemeinschaften bieten. Der Heizprozess erzeugt assimilierbaren organischen Kohlenstoff aus gelösten organischen Stoffen und fördert so das Wachstum dieser Mikroben.
Interessanterweise beherbergten sogar Kessel, die mit UVC-behandeltem Kaltwasser versorgt wurden, aktiv wachsende mikrobielle Gemeinschaften. Dies deutet darauf hin, dass diese Systeme als autonome, thermophile Bioreaktoren unabhängig von der eingehenden Wasserquelle fungieren.
Implikationen und Rolle von BactoSense
Der Mikrobiologie von Warmwasseranlagen in Privathaushalten wurde bislang wenig Aufmerksamkeit geschenkt, mit Ausnahme von Aspekten im Zusammenhang mit pathogenen Legionellen. Weltweit wird heisses (oder warmes) Wasser gemäss den Vorschriften als „erhitztes Trinkwasser“ betrachtet, das den (kalten) Trinkwasserstandards entsprechen muss. Während das Vorhandensein thermophiler Bakterien nicht unbedingt ein direktes Gesundheitsrisiko darstellt (zumindest wurden bislang, mit Ausnahme von Legionellen, keine bedeutenden Krankheitserreger speziell mit der Nutzung von Warmwasser in Verbindung gebracht), könnte ihr Wachstum die Wasserqualität, die Energieeffizienz und mögliche Wechselwirkungen mit opportunistischen Krankheitserregern wie Legionella pneumophila beeinträchtigen.
Die Forscher verwendeten modernste Techniken, um tiefere Einblicke in diese mikrobiellen Ökosysteme zu gewinnen, darunter Durchflusszytometrie und 16S rRNA-Genamplikonsequenzierung. Eines der in dieser Studie verwendeten Werkzeuge war der BactoSense Durchflusszytometer, eine Lösung zur mikrobiellen Überwachung.
Das BactoSense-Instrument ermöglichte es den Forschern, die Bakteriengemeinschaften in schnell fliessenden Kalt- und Warmwasserproben zu analysieren und zu vergleichen. Dadurch wurden wertvolle Daten für die weitere Analyse und das Verständnis dieser einzigartigen mikrobiellen Umgebungen gewonnen.
Eine Zusammenfassung der Warmwasserkesselstudie
In dieser Studie wurden Bakterien untersucht, die in Warmwasserboilern in Privathaushalten leben. Sie bietet folgende Erkenntnisse:
Bakterien in Warmwasserkesseln unterscheiden sich stark von denen in Kaltwasser. Kesselbakterien lieben Wärme und können sich bei 50-60 °C vermehren.
Im Warmwasser waren 2-3 mal mehr Bakterienzellen vorhanden als im Kaltwasser. Das deutet darauf hin, dass die Bakterien in den Kesseln wuchsen und sich vermehrten.
Die Kessel wirken wie Bioreaktoren und bieten eine warme Umgebung, in der wärmeliebende (thermophile) Bakterien gedeihen können.
Typischerweise dominierten eine Handvoll Stämme dieser Familien die hier untersuchten Warmwassergemeinschaften.
In dieser Studie wurden moderne Durchflusszytometrie, ein BactoSense-Instrument und Gensequenzierungstechniken zur Analyse von Bakteriengemeinschaften eingesetzt. Obwohl bisher keine thermophilen Bakterien bekannt sind, die die menschliche Gesundheit direkt schädigen (ausser Legionellen), könnte ihr Wachstum Auswirkungen auf die Wasserqualität, Energieeffizienzstrategien und Wechselwirkungen mit anderen Mikroben haben.
Weltweit wird heisses (oder warmes) Wasser von den Vorschriften als „erhitztes Trinkwasser“ betrachtet, das den (kalten) Trinkwassernormen entsprechen muss. Daher ist mehr Forschung nötig, um sie zu verstehen, aber es hat sich gezeigt, dass Warmwasserboiler ein Zuhause für Bakterien bieten können, an die wir nicht einmal gedacht haben.
Abschluss
Diese Studie unterstreicht, wie wichtig es ist, die mikrobielle Ökologie von Warmwassersystemen zu berücksichtigen, und wie notwendig weitere Forschung ist, um die Faktoren zu verstehen, die die Zusammensetzung und das Wachstum dieser thermophilen Gemeinschaften beeinflussen. Studien wie diese erinnern uns an die unglaubliche Vielfalt und Anpassungsfähigkeit von Mikroorganismen, selbst an den unerwartetsten Orten, während wir die mikroskopische Welt weiter erforschen.
Lesen Sie die vollständige wissenschaftliche Studie zu Warmwasserkesseln für den Hausgebrauch, um weitere Einzelheiten zu erfahren.