Kleintiere in der Trinkwasserverteilung-Vorkommen und Anwendung des DVGW-Arbeitsblattes W 271. Teil 1: Makroinvertebraten

Abstract

Wirbellose Tiere sind in Trinkwasser-Verteilungssystemen allgegenwärtig und führen bei einer übermäßigen Entwicklung mindestens zur ästhetischen Beeinträchtigung der Wasserqualität. Die Bedeutung der Rohrnetzbewohner steht im Fokus aktueller Forschungen. Somit ist die Kenntnis des Vorkommens der verschiedenen Arten der Kleintiere und deren Besiedlungsdichten für die Beurteilung und die daraus abzuleitende Rohrnetzpflege von zentraler Bedeutung. Über 800 Hydrantenproben aus dem europäischen Tiefland liefern die Grundlage für eine Bewertung der auftretenden Makroinvertebraten (> 2 mm) und es werden Richt-und Kontrollwerte der Besiedlung mit den Bewertungsklassen "Normalbesiedlung", "Kontrollbereich" und "Massenentwicklung" vorgestellt.

Full text

20 energie | wasser-praxis 11/20 18
Die Anforderungen an die Trinkwasserquali-
tät sind in den europä ischen Ländern seh r hoch
und umfas sen die mikrobiologische, die physi-
kalische sowie die chemische Unbedenklich-
keit. Daneben sind aber auch i nternational K ri-
terien wie d ie sogenannte biologische Stabi lität
[1] benannt; ergänzend habe n Michels et al. [2]
den Begri ff der „biologischen Trinkwas serqua-
lität“ eingeführt. Diese bewertet das Vorkom-
men von Invertebraten und stellt, ähnlich wie
die physikal isch-chemische und d ie mikrobio-
logische Trinkwasserqualität, ein Element in
der Gesamtbewertung dar. Beide Konzepte
überlappen und ergänzen einander und haben
zum Ziel, die Prozesse zwischen der Trinkwas-
seraufbereitung einerseits und den Konsumen-
ten andererseits zu erfassen. Neben den verwen-
deten Materialien im Versorgungsnetz sind
dessen hydro-dynamische Eigenschaften und
die Temperatur wichtige Fak toren, die die Qu a-
lität des Trinkwassers beeinflussen. Die für die
Rohrnet zpflege not wendigen tec hnischen S tra-
tegien sind entwickelt worden und umfassen
die hydrodynamische Modellierung des Rohr-
netze s, Rohrnetzs pülungen mit ve rschiedene n
Verfahren und Zielsetzungen, das Monitoring
der Kleintiere am Hydranten und den Einbau
von Partikelfiltern, um nur einige zu nennen.
Mit dem überarbeiteten DVGW-Arbeitsblatt
W 271 (2018) liegt nun auch ein technisches
Regelwerk vor, das das Vorkommen, die Erfas-
sung und die orientierende Bewertung der
Kleintiere in den verschiedenen Stufen der
Trinkwasseraufbereitung und -verteilung be-
schreibt und regelt. Foku s dieser Publikation ist
ein Beitrag z ur Umsetzung des DVGW-Arbeits-
blattes W 271 in der Trinkwasserverteilung,
insbesondere die E ntwick lung belastba rer Kri-
terien für die Bewertung des Vorkommens der
Rohrnetzbewohner.
Datengrundlage
Im Rahmen der Rohrnetz pflege wurden in den
vergangenen Jahren regelmäßig und standar-
disiert Hydranten der Trinkwasser-Verteilungs-
systeme mit je 1 m3 Wasservolumen beprobt,
um das Auftreten und die Verbreitung von In-
vertebraten zu erfa ssen. Die Kleintiere wu rden
schonend über Filtrierapparaturen, z. B. einen
Niederdruck-Hochdurchsatz(NDHD)-Edel-
stahlf ilter mit einer Maschenweite von 100 µm,
abgetrennt und mikroskopisch analysiert. Die
Abundanzen wurden in einer Datenbank mit
derzeit insgesamt 1.039 Datensätzen zusam-
mengefasst und mit statistischen Methoden
bewertet.
Untersucht wurden überwiegend Trinkwasser-
Verteilungssysteme mit Aufbereitung von ober-
fläc hennahem Gr undwasse r und Uferfi ltrat ion
mit Schwerpunkt im mitteleuropäischen Tief-
Kleintiere in der
Trinkwasserverteilung –
Vorkommen und Anwendung des DVGW-Arbeitsblattes W 271
Teil 1: Makroinvertebraten
Wirbellose Tiere sind in Trinkwasser-Verteilungssystemen allgegenwärtig und führen bei einer übermäßigen Entwicklung
mindestens zur ästhetischen Beeinträchtigung der Wasserqualität. Die Bedeutung der Rohrnetzbewohner steht im Fokus
aktueller Forschungen. Somit ist die Kenntnis des Vorkommens der verschiedenen Arten der Kleintiere und deren Besied-
lungsdichten für die Beurteilung und die daraus abzuleitende Rohrnetzpflege von zentraler Bedeutung. Über 1.000 Hydran-
tenproben aus dem europäischen Tiefland liefern die Grundlage für eine Bewertung der auftretenden Makroinvertebraten
(> 2 mm) und es werden Richt- und Kontrollwerte der Besiedlung mit den Bewertungsklassen „Normalbesiedlung“,
„Kontrollbereich“ und „Massenentwicklung“ vorgestellt.
von: Dr. Günter Gunkel (TU Berlin), Dr. Ute Michels (AquaLytis) & Michael Scheideler (Scheideler Dienstleistungen)
TECHNIK

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energie | wasser-praxis 11/20 18
kommen der Kleintiere kann ebenso
wie die An reicherung von Faeces (Kot-
partikel) und toten Organismen als
Anza hl pro m3 erfasst werden; daneben
stellt das Biovolumen (in mm3) einen
weiteren Bewertungsparameter dar.
Insbesondere die Kotpellets der Was-
serasseln zeichnen sich durch eine
hohe Stabilität aus (> 6 Wochen) und
reichern sich langfristig in Teilen des
Verteilungsnetzes an [12]. Der Asse lkot
enthält einen hohen Anteil a n organi-
schen Stoffen und kann als gutes Sub-
strat für B akterien und Pil ze angesehen
werden. Häufig be stehen die rostroten
Mulmablageru ngen, die bei Rohr netz-
spülungen ausgetragen werden, z u gro-
ßen Teilen aus diesem Wasserasselkot.
Einige der im Rohrnetz auftretenden
Organismen können darüber hinaus
eine Bedeutu ng für die Verbreitung po-
tenzieller humanpathogener Bakterien
haben und müssen als entsprechende
Indikatorar ten erfasst und bewer tet wer-
den. Während dies für Mikroinverte-
braten gut dokumentiert ist (u. a. Ver-
frachtung von Legionella durch Amö-
ben), ist die mögliche Bedeutung der
Makroinvertebraten noch weitgehend
ungeklärt.
Größenklassifizierung der
Rohrnetzbewohner
Die Trinkwasser-Rohrnetzbewohner
umfassen verschiedene Organismen-
grup pen, dabei sind folgende Größen-
klassen zu unterscheiden:
• Die Mikroben (Bakterien), u. a. hu-
manpathogene Arten wie Pseudomo-
nas putida, Aeromonas hydrophila,
A. caviae und E . coli; es handelt sich um
kleine Zellen (< 1 µm), die häufig mit
dem Biofilm vergesellschaftet sind.
für Pf legemaßnahmen des Verteilungs-
netzes mit dem Ziel, eine ausreichende
biologische Stabilität des Wassers vom
Punkt der Erzeugung bis hin zum Ver-
braucher zu gewährleisten. Untersu-
chungen zur Entwicklung der Biofilme
im Rohrnetz [5], zur Mi krobiologie [6],
zur Optimierung der Spülverfahren
[7, 8, 9] und zur Funktion der Inverte-
braten im Rohrnetz [10, 11] sind nur
einige der aktuellen Forschungsansätze.
Bestim mende Faktoren fü r die biologi-
sche Stabilität des Trinkwassers sind
• die Biofilmentwicklung in Abhän-
gigkeit vom Rohrmateria l, dem Alter
und der Behandlungshistorie des
Netzbereichs,
• die hydrodyna mischen Prozesse der
Sedi mentation und Verfrachtung,
• das Auftreten von Kleintieren als
Trink wasserbiozönose,
• die Wechselwirkungen von gelöstem
und part ikulärem organischen Koh-
lenstoff mit dem Biofilm und
• die Temperatur.
Die Temperatur ist einer der wesentli-
chen produk tionsbestimmenden Fa k-
toren. Biologisch wenig stabi les Wasser
führ t zur vermehr ten Entwicklung von
Mikroorganismen.
Der Begriff biologische Trinkwasser-
qualität beschreibt die Besiedlung des
Trinkwasser-Verteilungssystems mit
Organismen a ls komplexe Wechselwir-
kung der Mikroorganismen des Bio-
films ( Bakterien und Pil ze), den Klein-
tieren innerhalb der Netzleitungen
und den gelösten und partikulären
organischen B estandteilen des Wassers
(DOC, PO C), die als Nah rungsressour-
ce für die Rohrnetzbesiedler von Be-
deutung sein können [11]. Das Vor-
land. Die Auswahl der Hydranten er-
folgte weitge hend unabhäng ig. Neben
Rohrnetzen mit offensichtlich hoher
Besiedlung von Makroinvertebraten
wurden auch bisher u nauffällige Netz e
untersucht, darüber hinaus erfolgten
Vor- und Nachuntersuchungen bei
Spülungen. Somit kann ein Trend zur
Beprobung auffälliger Hydraten nicht
abgeleitet werden.
Biologische Stabilität und biolo-
gische Qualität des Trinkwassers
Das Konzept der biologisc hen Stabilität
des Trinkwas sers beschreibt die Proze s-
se und Stoffumsetzungen, die im Ver-
teilun gsnetz auft reten und sich au f die
Trinkwasserqualität auswirken. Bereits
2006 hat die Weltgesundheitsorgani-
sation (WHO) auf die Bedeutung der
biologischen Stabilität des Trinkwas-
sers im Zusammenhang mit der mi-
krobiolog ische Sicherhe it hingewies en
(„Water entering the distribution sys-
tem must be microbially safe and ide-
ally should also b e biologically stable“,
[1, 3]). Eine umfasse nde Bewert ung der
biologischen Stabilität liegt von Prest
et al. [4] vor. Es handelt sich hierbei um
komplexe, multi faktoriel le Prozesse al s
Wechselwirkung zwischen den Wasser-
inhaltsstof fen, der Art und Stru ktur des
Rohrnetzes und der Besiedlung. Das
Ziel der biologischen Stabilität des
Wassers ist eine nur minimale Ände-
rung der Wasserqualität während des
Transportprozesses im Netz. Bislang
konnten aber keine verbindlic hen Kri-
terien fü r die biologische Stabilität des
Trinkwassers entwickelt werden.
Die Erfassung der biologischen Trink-
wasserqualität ist zur regulären Über-
wachung des Rohrnetzes notwendig
und liefert die Bewertungsgrundlage
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TECHNIK
energie | wasser-praxis 11/20 18
Die Höhlen assel (Proasellus cavaticus), ein typi-
scher Vertreter der Gr undwasserorganismen in
Höhlen und Karstgebieten, bevorzugt kühle
Wassertemperaturen und besitzt dementspre-
chend einen geringen Stoffwechsel mit langsa-
mer Vermehrung. Die Größe der Höhlenassel
beträgt 5–8 mm, sie ernährt sich von organi-
schen Ablagerungen. Der Höhlenflohkrebs (Ni-
phargus aquilex) wiederu m kommt natürlich im
Grundwasse r (Sandlückensy stem) und in Höh-
len vor, er lebt räuberisch, aber auch Detritus
und Bakterienfilme bilden seine Nahrungs-
grundlage. Seine Größe beträgt bis zu 30 mm.
Zuckmücken (Ch ironomiden) besitzen was ser-
lebende Larven- und Puppenstadien, sie kom-
men nur selten in Trinkwassersystemen vor
(u. a. Paratanyt arsus grimmii). Die Lar ven sind bis
20 mm lang, 1–2 mm im Durchmesser, wurm-
förmig und besiedeln den Biofilm. Die Ernäh-
rung ist omnivor. Das Auftreten von Zuck -
mückenlarven im Trinkwasser-Verteilungsnetz
ist in der Regel auf den Ei ntrag adulter Tiere über
unvollständige Abdichtungen von Trinkwas-
serbehältern zurückzuführen, diese Tiere kön-
nen dann die Eier an den feuchten Wänden
ablegen. Einige wenige Arten vermehren sich
jedoch parthenogenetisch und können so
Trinkwasserverteilungen besiedeln (Limnophyes
asquamatus, eigene Daten). Das Vorkommen
von Chironomiden (Eigelege und L arven) führt
zu einem erhöhten Risiko der Kontamination
mit Aeromonas (die Eigelege dienen als Wirt und
schützen vor Des in fek tion), während die Lar-
ven der Chironomiden Aeromonas als Darmbe-
wohner innerhalb des Trinkwasser-Verteilungs-
systems transportieren [15].
Springschwänze (Collembolen), Insekten aus
der Gruppe der Sechsfüßler, sind meist kleine
Tiere von 1–5 mm Länge. Sie fressen organi-
sche Ablagerungen, der Lebensraum sind
feuchte Böden und Wasseroberflächen.
Springschwä nze treten nur vereinz elt in Trink-
wasser-Verteilungssystemen auf, ein direkter
Eintrag über das Rohwasser ist nicht auszu-
schließen.
Die Gruppe der Borstenwürmer (Oligochaeta)
ist vergleichsweise artenreich und mit schwer
zu unterscheidenden Arten regelmäßig in
Trinkwasser-Verteilungssystemen vertreten. Es
handelt sich um Detritusfresser. Die mittlere
Körpergröße l iegt bei 1,4 mm, einige bekannte
Arten werden aber bis 85 mm groß. In den
Trinkwasser-Verteilungssystemen werden sehr
• Die Gruppe der Einzeller (Protozoa) ist mit
Amöben (Nackt- und Schalenamöben) und
Wimperntieren (Ciliaten) vertreten. Amöben
und Ciliaten können bis 0,1 mm g roß werden,
größere Formen sind nicht trinkwasserrele-
vant. Die Amöben bewegen sich entweder
kriechend fort oder können als freilebende
Protozoen mit dem Wasserstrom verfrachtet
werden. Bei den Wimperntieren treten so-
wohl angeheftete (sessile) als auch fre ischwe-
bende (vagile) Arten auf.
• Klei ne Mehrzeller (Meta zoa), bis 100 µm groß,
bilden zusa mmen mit den Protozoa die Mik ro-
fauna, neben den Amöben und Ciliaten um-
fasst diese auch die Gruppe der Rädertiere
(Rotifera).
• Größere Mehrz eller von > 100 µm bi s < 2 mm
werden als Meiofauna bezeichnet, sie setzen
sich vor allem aus den Gruppen der Hüpfer-
linge (Copepoden), Blattfußkrebse (Phyllo-
poden) und Milben (Ostracoda) zusammen.
• Große Mehrzeller, die Makroinvertebraten,
sind Kleintiere von > 2 mm bis 10–15 mm
Größe; es handelt sich hierbei u. a. um die
Rohrnetzbewohner Wassera sseln (z. B. Asellus
aquaticus), Flohkrebse (z. B. Niphargus aquilex)
und Wenigborster (z. B. Stylaria lacustris).
Makroinvertebraten als Rohrnetzbewohner
Der dominierende Vertreter der Makroinver-
tebraten in Trinkwasser-Verteilungssystemen
ist die Wasserassel (Asellus aquaticu s), ein cha-
rakteristischer Bewohner von Oberflächenge-
wässern. Wasserasseln werden im Freiland bis
zu 2 cm groß, ernähren sich omnivor (Alles-
fresser) und weisen eine sehr hohe Fortpflan-
zungsrate auf, u. a. durch Brutpflege und Aus-
bildung einer 3. Generation als Folge der Was-
sererwärmung. Der Vermehrungszyklus be-
ginnt bereits, je nach Wassertemperatur, in
den Monaten Februar/März. Untersuchungen
in verschiedenen Trinkwasser-Verteilungssys-
temen in den Niederlanden u nd Deutschla nd
belegen eine nahezu ubiquitäre Verbreitung
von Asellus aquaticus: In den Niederlanden
waren demnach 97 Prozent von 36 Vertei-
lungssystemen besiedelt, in D eutschland wur-
de eine Besiedelung in 79 Prozent von den ins-
gesamt 1.039 untersuchten Messstellen festge-
stellt ([10], eigene Daten); vergleichbare Daten
liegen aus Dänemark vor [13]. Das Auftreten
von Wasserasseln führt zu einem erhöhten
Risiko der Verkeimung durch deren Kot und
durch gestorbene Tiere, insbesondere unter
Stagnationsbedingungen [14].

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energie | wasser-praxis 11/20 18
Bei den vorkommenden Makroinvertebraten
handelt es sich überwiegend um charakteristi-
sche Vertreter der Oberflächengewässer, nur die
Höhlenasseln (Proasellus cavaticu s) und der Höh-
lenflohkrebs (Niphargus aquilex) sind typische
Vertreter der Gru ndwasserfauna. Bei den Spr ing-
schwänzen u nd den Chironomiden ist vermut-
lich ein regelmäßiger Neueintrag von zentraler
Bedeutun g, für eine selbststä ndige Entwicklung
der Tiere in Trinkwasser-Verteilungssystemen
gibt es kei ne Anhaltspunkte (Ausnah me: Zuck-
mücke Paratanytarsus grimmii).
Die Zusammen setzung und Abunda nz der Ma-
kroinvertebraten-Biozönose unterliegen einer
sehr großen Varianz; Wasserasseln und Oligo-
chaeten sind hierbei die Organismengruppen
mit der höchsten Stetigkeit u nd Abundan z. An-
dere Tiergruppen treten nur gelegentlich bzw.
vereinzelt in Trinkwasser-Verteilungssystemen
auf (Tab. 1). Das Vorkommen der Wasserasseln
und der Oligochaeten er folgt unabhängig von-
einander, d. h., eine starke Be siedlung mit Was-
serasseln impliziert nicht auch eine starke Be-
siedlung mit Oligochaeten und vice versa.
Bewertung des Vorkommens
der Makroinvertebraten
Das DVGW-Arbeitsblatt W 271 liefert e rstmalig
orientierende An gaben zum quantitativen Vor-
kommen der Invertebraten. Der Normalbereich
der Besiedlung von Trinkwasser-Ver teilungsnet-
zen mit Makroinvertebraten wird mit einem
Individuum pro Kubikmeter (1 Ind. m-3) ange-
geben, bei übermä ßiger Besiedlung treten 10 bis
häufig k leinere Ar ten aus den Familien der Nai-
didae (z.B. Nais spp., Stylaria sp., Chaetogaster
sp.), Enchytraeidae (Enchytraeus sp., Marionina
sp.) und Aelosomatidae (Aelosoma sp.) nachge-
wiesen [10]. Verbraucherbeschwerden resultie-
ren meist aus der Anwesenheit größerer Tiere,
z. B. aus den Familien der Tubificidae (z. B. Tu -
bifex tubifex, bis 85 mm Länge) und Lumbricu-
lidae (z. B. Stylodrilus heringianus, bis 40 mm
Länge). Ihre Anwesenheit deutet auf das Vor-
handensein größerer Mengen organischer Ab-
lagerungen hin.
Vertreter der Schnecken sind nur in einigen
Trinkwassernetzen zu finden, können dann
aber auch hohe Popu lationsdichten erreichen.
Gefu nden wurden das Posthörnchen (Gyra ulus
crista), ein Vertreter der Tellerschnecken, und
die Spitze Blasenschnecke (Physella ac uta). Ob-
wohl das Posthörnchen zu den Lungenschne-
cken gehört, ist sie in der L age, dauerhaft u nter
Wasser zu leben. Dies wird durch die kleine
Größe (bis 3 mm), eine Hautatmung und Hä-
moglobin im Blut ermöglicht. Die Tiere sind
typische Weidegänger, d. h., sie weiden den
Biofilm ab. Die Spitze Blasenschnecke wieder-
um hat ein konisches Gehäuse und wird bis
12 mm groß. Obwohl auch diese Schnecke zu
den Lungensch necken gehört, ist sie in der Lage,
dauerhaft unter Wasser zu leben, wenn dieses
genug Sauerstoff enthält; die Sauerstoffaufnah-
me wird in diesem Fall durch Hautatmung und
zusätzliche Kiemenanhänge unterstützt. Die
WHO berichtet auch vom Auftreten der Zebra-
muschel (Dreissena polymorpha) [3], Nachweise
im Untersuchungsgebiet sind nicht bekannt.
Quelle: Günter Gunkel
Tiergruppe (Makroinvertebraten) Stetigkeit des Vorkommens mittleres Vorkommen Größenbereich
(%) (Median, Ind. m-3) (mm)
Wasserassel
(Asellus aquaticus)
79,3 15,6 1–11
Höhlenassel
(Proasellus cavaticus)
vereinzelt < 6
Höhlenflohkrebs
(Niphargus aquilex)
1,4 1,9 < 7
Gnitzen (Simuliide), adulte Tiere vereinzelt 1–4
Chironomiden-Larven vereinzelt < 6
Chironomiden, adulte Tiere
(Limnophyes asquamatus)
vereinzelt 2
Oligochaeten (Oligochaeta) 74,9 6,0 1–40
Springschwänze (Collembolen) vereinzelt 1–5
Posthörnchenschnecken
(Gyraulus crista)
vereinzelt *) < 3
Spitze Blasenschnecken
(Physella acuta)
vereinzelt *) < 12
*) Es wurden nur Gehäuseschalen ausgetragen, Nachweis lebender Tiere erfolgte mit der CO2-Spülung.
Tabelle 1: Vorkommen von Makroinvertebraten in Trinkwasser-Verteilungssystemen im mitteleuropäischen Tiefland und
Größenangaben der ausgetragenen Tiere, Datengrundlage = 1.039 Hydrantenbeprobungen mit 100 µm Filtration

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TECHNIK
energie | wasser-praxis 11/20 18
W 271. Bei nahezu allen u ntersuchten Hydran-
tenproben sind Makro invertebraten aufgetre-
ten, der Median der Abundanz beträgt dabei
16 Ind. m-3, die 10-, 25-, 75- und 90-Perzentile
liegen bei 2, 5, 46 bzw. 135 Ind. m-3 (Tab. 2).
Analog können die Daten z um Vorkommen der
beiden häufigsten Vertreter der Makroinverte-
braten, nämlich Wasserass eln und Borstenwür-
mer, bewertet werden. Die Wasserasseln weisen
eine Stetigkeit von 79 Prozent auf, mit einem
Median der B esiedlungsd ichte von 7,7 Ind. m-3.
Die Werte für die Oligochaeten sind vergleich-
bar, die Stetigkeit beträgt 75 Prozent und der
Median der Häu figkeit beträgt 6,0 Ind. m-3. D er
Höhlenflohk rebs als echter Grundwasserorga-
nismus ist die dritt häufigste Art der Makro-
invertebraten, mit einer Stetigkeit von nur
1,4 Prozent und einer mittleren Häufigkeit von
1,9 Ind. m-3. Die weiteren vorkommenden Ma-
kroinvertebraten treten nur vereinzelt auf und
können somit durch d ie statistischen Methoden
nicht ausreichend genau beschrieben werden.
Es ergeben sich folgende Bewert ungsklassen:
• Die Verteilungsku rve der Makroinvertebraten
in Trinkwasser-Verteilungssystemen zeigt
deutlich eine norm alsigmoide Verteilu ng mit
einem Bereich ansteigender Anzahlen
des Vorkommens im Bereich von < 1 bis bis
3 Ind. m-3. Dieser Ber eich kann als Norma lbe-
siedlung definiert werden, 3 Ind. m-3 wären
somit ein Richtwert für das Vorkommen der
Makroinvertebraten (Ab b. 1). 20, 5 Prozent der
untersuchten Hydrantenproben sind diesem
Normalbereich zuzuordnen.
• Die nächste Häufigkeitsklasse ergibt sich aus
der Halbierung des Logarithmus des Maxi-
malwertes von 500 Tieren m-3 (ohne Berück-
sichtigung von einigen Ausreißern in Höhe
von 2,3 Prozent der Daten, Maximalwert:
4.764 Ind. m-3), und es können Bewertungs-
zum niederen zweistelligen Bereich Ind. m-3 auf.
Risiko- oder Grenzwerte sind nicht benannt.
Zwischen Makroinvertebraten, den Wasseras-
seln und den Oligochaeten als häufigste Orga-
nismengruppen wird nicht differenziert.
Diese Orientierungswerte des DVGW-Arbeits-
blattes W 271 können zusammen mit den um-
fangreichen Einträgen der seit fünf Jahren ent-
wickelten Datenbank genutzt werden, um
Richt- und Maßnahmenwerte für d as Vorkom-
men der Makroinvertebraten und der Wasser-
asseln herzuleiten. Folgende Kriterien sind für
die Bewertung der Abundanzzahlen als statis-
tische Randbedingungen vorzugeben und bil-
den die Grundlage für die Klassifizierung:
• Ein signifikanter Anteil der Untersuchungen
sollte als Normalb esiedlung definier t werden,
da mitunter Makroinvertebraten aus der
Trinkwasser-Aufbereitung in die Verteilungs-
systeme eingetragen werden können.
• Bei der Prob enahme von 1 m3 dürfen gering-
fügig kleinere Volumina nicht durch Run-
dung zu einem Klassensprung führen, d. h.,
die Abundanzzahlen werden als ganze Zah-
len definiert.
• Deutliche Überschreitungen der regulären
Besiedlung sollten a ls Extreme nicht berück-
sichtigt werden, diese Überschreitungen dür-
fen nur wenige Prozent umfassen.
• Die Bewert ungsklassen „Normalbesiedlung “,
„übermäßige Besiedlung“ und „massenhafte
Besiedlung “ sollten eine exponentielle Zuna h-
me ausdrücken, d. h., die Abu ndanzen werden
durch eine logarithmische Skalierung linea-
risiert und in gleiche Segmente eingeteilt.
Die Anwend ung dieser K riterien au f die vorhan-
denen 1.039 Datensätze der Makroinvertebra-
ten-Datenbank gelingt sehr gut und in guter
Überei nstimmung mit dem DVGW-Arbeitsblatt
Quelle: Günter Gunkel
Art Stetigkeit Median 10 Perzentil 25 Perzentil 75 Perzentil 90 Perzentil
Makroinvertebraten insgesamt 96,5 % 15,6 2,0 5,2 46,0 134,7
Wasserassel 79,3 % 7,7 1,0 2,8 24,0 61,0
(Asellus aquaticus)
Borstenwürmer 74,9 % 6,0 1,0 2,0 19,2 92,3
(Oligochaeten)
Höhlenflohkrebs 1,4 % 1,9 0,7 1,2 3,5 10,2
(Niphargus aquilex)
Tabelle 2: Abundanzen der Makroinvertebraten insgesamt sowie der häufigsten Organismen in Trinkwasser-Verteilungs-
systemen, Probenahme erfolgte entsprechend dem DVGW-Arbeitsblatt W 271 durch 1 m3 am Hydranten, Datenumfang =
1.039 Proben, Median und Perzentile sind nur für positive Proben berechnet; Angaben in Ind. m-3

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energie | wasser-praxis 11/20 18
Die für d ie Makroinvertebraten insgesa mt entwi-
ckelte Klasseneinteilung in Normalbesiedlung,
Kontrollbereich und Mas senentwicklung i st auch
analog auf da s Vorkommen der Wasserasseln und
der Borstenwürmer angewendet worden, beide
Organismeng ruppen weisen eine sehr hohe Ste-
tigkeit (> 75 Prozent) auf und sind auch zahlen-
mäßig häufig vertreten. Für die Wasserasseln er-
geben sich Bewert ungsklasseng renzen, die natur-
gemäß geringer si nd als die der Makroi nvertebra-
ten insgesamt: Normalbesiedlung = < 2 Ind. m-3,
Kon-trollbereich = 2 –20 Ind. m-3 und Masse nent-
wicklu ng mit 20–> 200 Ind. m-3 (Tab. 3). Im Vor-
kommen der Wasserasseln treten zusätzlich eini-
ge Extreme (mit im Ma ximum 869 Ind. m-3) auf.
Für die Borstenwürmer ergeben sich ähnliche
Bewertungsklassengrenzen wie für die Wasser-
asseln, d. h., die A nzahl der Mak roinvertebraten
wird in der Regel durch das Auftreten beider
Arten bestimmt. Dabei beträgt die Normalbe-
siedlung der Borstenwürmer < 1 Ind. m-3, Kon-
trollbereich = 1–30 I nd. m-3 und Massene ntwick-
lung mit 30 –> 400 Ind. m-3 (Tab. 3). Im Vorkom-
men der Borstenwürmer treten zusätzlich einige
Extreme mit im Maxi mum 4.723 Ind. m-3 auf.
Ausblick und weiteres Vorgehen
Die Verknüpfung des DVGW-Arbeitsblatts
W 271 mit den empirischen Daten der Hydran-
tenuntersuchungen ermöglicht die Definition
von normaler, übermäßiger und massenhafter
Besiedlung und kann somit als Grundlage für
Richt- und Maßnahmenwerte dienen. Neben
der Gesamtzahl der Ma kroinvertebraten ist die
Differenzierung in die vorkommenden Arten
von großer Bedeutung, um bei überdurch-
schn ittlichen B esiedlungsd ichten gezielte Ma ß-
nahmen ergreifen zu können und deren Wirk-
samkeit durch ein Monitoring entsprechend
klassen von 3–35 sowie 35–500 Ind. m-3
gebildet werden. Als erhöhte Besiedlung
(= Kontrollbereich) ist die Häufigkeit von 3– 35
Ind. m-3 zu benennen. Au fgrund des erhöhten
Vorkommens der Makroinvertebraten muss
dieser Bereic h jedoch regelmäßig und fläc hen-
haft kontrolliert werden. Gleichzeitig muss
die Probenbearbeitung durch ein fachlich
kompetentes Labor erfolgen, d. h., hier liegt
ein Bereich mit erhöhtem Vorkommen und
notwendigen Kontrollen (= Kontrollbereich)
vor. Zudem sollten Maßnahmen z ur Reduzie-
rung des Vorkommens der Makroinvertebra-
ten geprüft und ggf. umgesetzt werden. 50,3
Prozent der untersuchten Hydrantenproben
sind dieser Belastungsk lasse zuzuordnen.
• Als ma ssenhafte Besiedlu ng ist die Häufigkeit
von 35–> 500 Ind. m-3 zu be nennen, aufg rund
des massenhaften Vorkommens der Makro-
invertebraten besteht hier ein dringender
Handlungsbedarf, d. h., die Ent wicklung der
Makroinvertebraten muss regelmäßig unter-
sucht werden. Es müssen Maßnahmen zur
Verringerung der Besiedlung ergriffen wer-
den; mikrobiologisch-hygienische Beein-
trächtigungen der Wasserqualität können
nicht ausgeschlossen werden und erfordern
entspre chende Einbi ndung der Ges undheits-
ämter. 29,2 Prozent der untersuchten Hydran-
tenproben sind dieser B elastungsklasse z uzu-
ordnen.
Die teilweise extremen Zahlen des Vorkommens
der Makroinvertebraten (> 500 Tiere m-3) mit
dem Maximum von 4.764 Ind. m-3 bestätigen
die Richtigkeit des vorgestellten Verfahren : Der
Mittelwert der Anzahl der Makroinvertebraten
beträgt 67 Tiere m-3 und lieg t um den Faktor vier
über dem Media n des Vorkommens; der Mittel-
wert spiegelt nicht das tatsäc hliche Vorkommen
der Makroinvertebraten wider.
0,1
1
10
100
1.000
10.000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
(%)
Anzahl Makroinvertebratenus (Ind.
m-3)
Maßnahmenwert
Richtwert der
Besiedlung
Normal-
besiedlung
Massenentwicklung
= Handlungsbedarf
erhöhte Besiedlung
= Kontrollbereich
Abb. 1: Häufigkeitsverteilung
der Makroinvertebraten in
Trinkwasser-Verteilungssyste-
men als Ranking der Anzahl
der Tiere; dargestellt ist die
Anzahl der Tiere in Ind. m-3
(sortiert mit steigender Anzahl
der Tiere) in Abhängigkeit von
dem Rang der Häufigkeit der
Proben, 100 Prozent
entspricht 1.039 Proben.
Quelle: Günter Gunkel

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TECHNIK
energie | wasser-praxis 11/20 18
gern, da neben der Kenntnis des Vorkommens
der Invertebraten auch Maßnahmen bei über-
durchschnittlich hohen Besiedlungszahlen er-
forderlich werden. Hierbe i ist es notwendig, auf
den hohen Standard und die hohe Qualität des
Trinkwassers hinzuweisen. Allerdings standen
bisher die hygienische/mikrobiologische und
chemische Trinkwasserqualität im Fokus des
Interesses. Die biologischen Qualitätsparameter
wurden nu r vereinz elt erfasst, z . T. mit unzurei-
chenden M ethoden, und e inige bedeute nde Pa-
rameter sind nicht Gegenst and routinemäßiger
Untersuchungen. Hier stellt da s DVGW-Arbeits-
blatt W 271 die notwendigen wisse nschaftl ichen
Grund lagen und tec hnischen E rfordern isse dar
und ist somit eine wesentliche Erweiterung der
alten Fassung aus dem Jahr 1997. Das Auftreten
von Kleintieren in der Trinkwasserverteilung
wurde bislang als internes Problem betrachtet,
u. a. auch da keine gesetzlichen Richt- oder
Grenzwerte benannt sind. Obwohl in den letz-
ten Jahren neue Spültec hniken entwickelt wu r-
den [7, 8, 14, 18], erfolgt die Implementierung
dieser Verfahren nur langsam. Erfreulicherwei-
se ist jedoch seit wenigen Ja hren ein stark wach-
sendes Bewusstsein bei den Wasserversorgern
festzustellen und die biologische Stabilität des
Wassers bzw. die biologische Trinkwasserquali-
tät sind zu allgemein akzeptierten Qualitätsbe-
griffen für das Trinkwasser geworden. ■
Literatur
[1] WHO: Gui delines for drinking -water quality in corporating fir st adden-
dum. Vol. 1, Recommendationsm, G enf 2006.
[2] Michels, U., Gunkel, G., Scheideler, M., Ripl, K.: Invertebraten im
Trinkwasser – Probenahme, Analytik, Bewertung, Ber lin 2013.
[3] WH O: Guidelines for drinki ng-water quality, Genf 2011.
[4] Prest, E., Hammes, F., Mark, C.M. van Loosdrecht, M. C. M., Vrou-
wenvelder, J. S.: Biological stability of drinking water: Controlling
factor s, methods, and cha llenges, in: Frontie rs in Microbiolog y 7, 45.
[5] Wingender, J., Flemming, H.C.: Biofilms in drinking water and their
role as res ervoirs for path ogens. in: Int. J. Hyg . Environm. Healt h 214,
S. 417 –423 .
[6] Szew zyk, U., Szewzy k, R., Manz, W., Schlei fer, K.-H.: Microbio logical
Safet y of drinking water. in: Annu. Rev. Microbiol. 5 4, S. 81–127.
den Empfehlungen des DVGW-Arbeitsblattes
W 271 zu erfassen. Von zentraler Bedeut ung für
die Festlegu ng der verschiedenen Besiedlungs-
niveaus aufgr und der Hydrantenbeprobung ist
unzweifelhaft die Effizienz der Untersuchungs-
methode: Die Empfehlungen des Arbeitsblatts
sind dabei unbe dingt einz uhalten, d. h. Bepro-
bung von 1 m3, ausre ichende Spülgesc hwindig-
keit von mindestens 0,5 m sec-1 u nd schonende
Abtrennu ng der Organismen. Stationäre mehr-
stuf ige Filter (Filtr ierapparaturen) haben gegen-
über Planktonnetzen erhebliche Vorteile im
Handling und in der Fängigkeit. Auch die qua-
lifi zierte Bestimmung der O rganismen mittels
Binokular muss gewährleistet sein [16].
Bei der Bewertung der verschiedenen Besied-
lungsintensität ist zu beachten, dass m it dem vor-
gestellten Verfahren – sta ndardisierte Probena h-
me am Hydranten – nur ein Teil der im Rohr netz
lebenden Kleintie re ausgetragen wi rd. Einige Or-
ganismen können sich in der einige Millimeter
umfassenden laminaren Grenzschicht befinden,
andere Organ ismen wie die Wasserasseln k rallen
sich aktiv an der Rohrwandung fest. Somit sind
die tatsächlichen Besiedlungsdichten deutlich
höher als die der Hydrantenbeprobung. Durch
Vergleich der Datenbank „Hydrantenbeprobung“
und der Datenbank „CO2-Spülungen“, die zu ei-
nem nahezu vollst ändigen Austrag der Mak roin-
vertebraten füh ren [17], kann der Austragsfa ktor
der Hydrantenbeprobung er mittelt werden: Er
beträgt z wischen 12 und 30 Prozent mit der Ten-
denz, bei höheren Dichten zuzunehmen. Hierbei
handelt es sich um den Vergleich der 25-, 50 - und
75-Perzentile des Austrages der beiden Verfahren;
die Datengru ndlage, d. h. die Hydranten und die
CO2-Spülstrecken, sind jedoch versc hieden.
Die Umsetzung des DVGW-Arbeitsblatts W 271
führ t zu neuen Aufgaben bei den Wasserver sor-
Quelle: Günter Gunkel
Tabelle 3: Klasseneinteilung des Vorkommens der Makroinvertebraten, der Wasserasseln und der Borstenwürmer in Trink-
wasser-Verteilungssystemen. Bewertungsgrundlage bilden die standardisierte Probenahme von 1 m3 am Hydranten mit einer
Fließgeschwindigkeit von > 0,5 m sec-1 und druckloser Filtration. Datengrundlage bilden 1.039 Hydrantenuntersuchungen.
Art ohne Befund Normalbesiedlung Kontrollbereich Massenentwicklung
(%) Anzahl Häufigkeit Anzahl Häufigkeit Anzahl Häufigkeit
(Ind. m-3) (%) (Ind. m-3) (%) (Ind. m-3) (%)
Makroinvertebraten 3,5 < 3 17,0 3–35 50,3 35–> 500 29,2
insgesamt
Wasserassel 20,7 < 2 16,7 2–20 40,8 20–>200 21,8
(Asellus aquaticus)
Borstenwürmer 25,1 < 1 10,3 1–30 50,5 30–> 400 14,1
(Oligochaeten)

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energie | wasser-praxis 11/20 18
[7] Ripl, K., Slavik, I., U hl, W.: Systematik und Vor gehensweise bei der Er stellung von Spülplä-
nen zur Reinigung von Wasserverteilungsnetzen mittels „Spülen mit klarer Wasserfront“,
in: gwf-Was ser|Abwass er, Heft 9/ 2014, S. 976–9 83.
[8] Ripl, K ., Slavik, I., Edel, Th., Oltmann, J., Uhl, W.: Modellbasierte Spülplanoptimierung für
Trinkwasserverteilungsnetze am Beispiel des Netzes eines niedersächsischen Was server-
bandes, in: g wf-Wasser|A bwasser, Heft 11/2014, S. 1194–1203.
[9] Donath, O., Korth, A.: Überprüf ung des Spülverfahrens für Trinkwasserleitungen im Hinblick
auf die Nachhaltigkeit. Abschlussbericht, Bonn 2015.
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Weiterführende Litera tur
DVGW: DVGW-Arbeitsblatt W 271: Invertebraten in Wasserversorgungsanlagen; Vorkommen
und Empfehlungen zum Umgang, Bonn 2018.
TZW: S pülverfahren und Sp ülstrategien für Trinkw assersysteme – Einsatzmöglichkeiten un d
Einsatzgrenzen. Bericht DVGW-For schungsvorhaben, Karlsruhe 2010.
Dr. Günter Gunkel ist Mitglied im Kompetenzteam
„Biologische Trinkwasserqualität“ und Dozent an der
Technischen Universität Berlin, FG Wasserreinhaltung
(Limnologie und aquatische Ökotoxikologie).
Dr. Ute Michels ist Mitglied im Kompetenzteam
„Biologische Trinkwasserqualität“ und war Mitglied
im DVGW-Projektkreis „Tierische Organismen in
Wasserversorgungsanlagen“; sie ist tätig als freiberuf-
liche Biologin unter „AquaLytis“.
Michael Scheideler ist Mitglied im Kompetenzteam
„Biologische Trinkwasserqualität“ sowie Geschäfts-
führer der Scheideler Verfahrenstechnik GmbH und der
Scheideler Dienstleistungen in der Wasserwirtschaf t.
Kontakt:
Dr. Günter Gunkel
Rüdesheimer Str. 2a, 13465 Berlin
Tel.: 030 40169-94
E-Mail: guenter.gunkel@water-quality-control.de
Internet: www.water-quality-control.de
Die Autoren
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