Verbesserung der Sicherheit des temporären Wassernetzes eines Pfadfinderlagers mit BactoSense

Das Bundeslager „Mova“, organisiert von der Pfadfinderbewegung Schweiz, beherbergte über 30.000 Teilnehmer im Goms.

Um die Trinkwasserversorgung für diese Grossveranstaltung sicherzustellen, wurde ein temporäres Wassernetz eingerichtet. Die Sicherstellung einer hohen Trinkwasserqualität hatte Priorität und wurde durch eine umfassende Selbstkontrollstrategie mit Gefahrenanalyse, Vor-Ort-Überwachung, Online- und Feldmessungen sowie Labortests erreicht.

Diese Strategien können auch in realen Wasserverteilungsnetzen eingesetzt werden.

BactoSense hat sich dank seiner schnellen Messzyklen, der kompakten Grösse und des robusten Gehäuses, das für raue Umgebungen geeignet ist, als wertvolles Werkzeug für die Bakterienüberwachung bei der Überwachung von Trinkwassernetzen erwiesen.

Ein temporäres Netzwerk und sein Selbstüberwachungskonzept

Aufgrund seiner Grösse und seines provisorischen Charakters stand das Wasserversorgungssystem des Lagers vor zahlreichen Herausforderungen. Mikrobiologische Risiken stellten dabei eine zentrale Sorge dar.

Um diese Risiken wirksam zu beherrschen, waren ein umfassender Selbstüberwachungsplan, basierend auf den Schweizer Richtlinien für gute Praxis in der Trinkwasserversorgung (W12), und ein professionell aufgebautes Netzwerk unabdingbar.

Das provisorische Wassernetz umfasste über 9 km Rohre und versorgte das Lager mit Wasser aus den Quellen des Obergoms und des Goms. Das Netz war in mehrere Subnetze unterteilt (Abbildung 1) und verfügte über verschiedene Überwachungspunkte, an denen Parameter wie Temperatur, Gesamtzellzahl (TCC), aerober mesophile Keimzahl (HPC) sowie Enterokokken- und E. coli-Konzentration erfasst wurden.

Die Ergebnisse werden mit einem Ampelsystem dargestellt. Grün bedeutet, dass alle Parameter in Ordnung sind, Gelb bedeutet geringfügige Probleme mit einem oder zwei Parametern und Orange und Rot bedeuten einen schwerwiegenden Verstoss gegen Fäkalindikatorbakterien. Die Farbe hängt von der Intensität und Anzahl der Messungen ab.

In Übereinstimmung mit dem Selbstüberwachungskonzept wurde BactoSense, das Durchflusszytometer von bNovate, am Punkt H (Abbildung 1) installiert .

Das Gerät lieferte automatisch kontinuierliche Daten zur Gesamtzellzahl (TCC) sowie zum Verhältnis von HNA- zu LNA-Zellen (stark vs. schwach fluoreszierende Zellen). Zusätzlich wurden manuelle Messungen von Proben aus anderen Teilnetzen mit BactoSense durchgeführt, was eine schnelle, vor Ort erfolgende Bestimmung von TCC in Zellen/ml (siehe Abbildung 3) .

Diese Tests verdeutlichten, wie die Durchflusszytometrie gegenüber der heterotrophen Plattenzählung (HPC) klare Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit und Empfindlichkeit beim allgemeinen Nachweis von Bakterienwachstum bietet.

Abbildung 1: Das temporäre Netz mit den vier Teilnetzen Münster (violett), Ulrichen (türkis, rosa) und Obergesteln (blau). An Punkt H wurde BactoSense fest installiert und liefert kontinuierlich Messdaten. Manuelle Stichproben für BactoSense wurden stichprobenartig oder bei Bedarf entnommen. Der Vorteil von BactoSense gegenüber klassischen Ausplattierungsmethoden ist, dass die Ergebnisse innerhalb von 20 Minuten erzielt werden können. Am Punkt J kam es zu einem Kontaminationsereignis, auf das im Abschnitt "Komplementarität zwischen Schnellnachweis und Laboranalyse" eingegangen wird.

Herausforderungen durch schnelle Inbetriebnahme und schwankende Netznutzung

Zeitbeschränkungen und schwankende Wasserverbrauchsmuster stellten für das System eine Herausforderung dar.

Das Netz musste schnell installiert und in Betrieb genommen werden. Verzögerungen bei anderen Infrastrukturkomponenten beeinträchtigten jedoch die Stabilität des Netzes. Das System wurde freigegeben, obwohl einzelne Bereiche noch nicht vollständig funktionsfähig waren. Vor dem Eintreffen der Scouts am 23.08.2022 kam es in Teilen des Netzes zu Wasserstagnation (Abbildung 2).

Stagnationsereignisse sind durch eine erhöhte Anzahl erkannter Zellen und grössere Wolken gekennzeichnet auf dem Punktdiagramm. Das Spülen erwies sich als wirksame Massnahme gegen Stagnationsereignisse. Die Ankunft von 30.000 Teilnehmern führte zu einem raschen Anstieg des Wasserverbrauchs, was zwar zu weniger Stagnation, aber auch zu Druckabfällen und potenziellen Kontaminationsrisiken durch zurückfliessendes Wasser führte.

Abbildung 2: Zeitlicher Verlauf der Gesamtzellzahl (TCC) und des Verhältnisses von hoher Nukleinsäure zu niedriger Nukleinsäure (HNA/LNA) an der Online-Messstation (Punkt H, Abbildung 1). Das Camp fand vom 23. Juli bis 6. August 2022 statt. Die Online-Messstation analysierte zunächst Wasser aus dem Netz Ulrichen und später aus dem Netz Münster. Eine rote Linie in der oberen Grafik zeigt die Trennung vom Teilnetz Ulrichen und den Wechsel zum Netz Münster an. Die beiden Punktdiagramme veranschaulichen den Unterschied zwischen niedrigem und hohem Wasserverbrauch vor und nach der Ankunft der Teilnehmer. Nur in der Nacht vom 27. auf den 28. Juli wurde ein Anstieg der Zellzahlen festgestellt. Dieser Anstieg wurde auf die starken Regenfälle in diesem Zeitraum zurückgeführt (25 mm Niederschlag am 27. Juli).

Komplementarität zwischen Schnellnachweis und Laboranalyse

Während des Camps wurden an kritischen Kontrollpunkten im gesamten Netzwerk Labor- und BactoSense-Proben zur Selbstkontrolle entnommen.

Der Schwerpunkt lag auf Stagnationsgebieten, Endpunkten und Verbrauchsstellen für empfindliche Verbraucher (Notfallpraxen, Kindertagesstätten). Laboranalysen waren entscheidend für die Bestätigung der Art der Kontamination; die Vor-Ort- Überwachung mit BactoSense ermöglichte jedoch schnelle Interventionen (Abbildung 3).

Bei Überschreitung eines mikrobiologischen Warnwertes wurde die Gesamtsituation bewertet und entsprechende Massnahmen ergriffen. Diese reichten von einer verstärkten Überwachung

einzelner Standorte über das Spülen von Leitungsabschnitten bis hin zur gezielten Notfallchlorierung.

Durch eine zusätzliche Chlordosierung im Zulaufwasser konnte das Netzsystem rasch stabilisiert und so eine sichere Wassernutzung für alle Teilnehmenden gewährleistet werden.

Abbildung 3: Chronologische Auflistung der Laborbefunde und Ergebnisse der Offline-Messungen des BactoSense für die Wasserentnahmestellen I und J an den Sanitärtrakten (im Vergleich zu Abbildung 1). Die blauen Balken stellen die TCC-Messungen von der Einrichtung des Systems (Installation von BactoSense am 19. Juli 2022) bis zum Ende der Studie dar. Tage ohne Balken bedeuten, dass keine Proben offline mit BactoSense analysiert wurden. NN (nicht nachweisbar) bezeichnet Tage, an denen Proben für Laboranalysen genommen wurden, aber keine Fäkalindikatoren nachgewiesen wurden. Für Tage, die mit NA" (nicht verfügbar) gekennzeichnet sind, liegen keine Labordaten vor. Die roten Sterne kennzeichnen Tage mit positiven Laborergebnissen. Beachten Sie, dass die genannten Laborergebnisse ein bis zwei Tage vor dem offiziellen Laborbericht vorliegen. Wenn also ein positives Ergebnis in der Liste erscheint, bedeutet dies, dass das Ergebnis innerhalb von höchstens zwei Tagen vorlag. Die von BactoSense gelieferten schnelleren Ergebnisse ermöglichten schnellere Reaktionsmaßnahmen.

Vom 1. bis 3. August wurde ein Kontaminationsereignis im Bereich des Sanitärtrakts (Messpunkt J) festgestellt. Dies wurde durch Punktdiagramme aus manuellen BactoSense-Messungen (Abbildung 4) sichtbar und durch Laboranalysen bestätigt, die das Vorhandensein von Enterokokken nachwiesen.

Die nicht kontaminierte Probe wies an diesem Messpunkt ein typisches Punktdiagramm mit einer Gesamtzellzahl (TCC) von 12.090 Zellen/ml auf. Im Gegensatz dazu zeigte die kontaminierte Vergleichsprobe einen deutlich erkennbaren sekundären Zell-Cluster mit einem TCC von 636.140 Zellen/ml – ein klarer Hinweis auf ein mikrobiologisches Kontaminationsereignis.

Dieser mehr als 50-fache Anstieg der Zellzahl pro Milliliter deutet auf ein Problem innerhalb des Leitungssystems hin. Durch Fingerprinting-Analysen der erzeugten Flow Cytometry Standard (FCS)-Dateien konnten bakterielle Kontaminationen detailliert verglichen werden – dabei zeigte sich durchgängig eine Verschiebung hin zu einem veränderten bakteriellen Muster.

Die Möglichkeit, den TCC vor Ort und innerhalb von 20 Minuten zu bestimmen, ermöglichte gezielte Probenahmen, weiterführende Labormessungen und die sofortige Einleitung von Massnahmen zur Sicherung der Trinkwasserqualität für rund 30.000 Personen über einen Zeitraum von zwei Wochen.

Abbildung 4: Vergleich einer nicht kontaminierten Probe (01.08.2022; TCC=12.090) mit einer kontaminierten Probe (03.08.2022, TCC=636.140) aus dem Sanitärtrakt. In der kontaminierten Probe war eine Verschiebung der Bakterienpopulation zu erkennen (gekennzeichnet durch den roten Kreis). An diesem Tag wurde die Kontamination mit Enterokokken bestätigt.

Punktdiagrammanalyse

Die Analyse der BactoSense-Punktdiagramme konzentriert sich hauptsächlich auf zwei Cluster: Bakterien mit hohem Nukleinsäuregehalt (HNA) und niedrigem Nukleinsäuregehalt (LNA) (siehe Abbildung 5) .

Gate A erfasst dabei entweder die Gesamtzellzahl (TCC) oder die Anzahl intakter Zellen (ICC). Die von BactoSense bereitgestellten Standardgates sind so konzipiert, dass sie die relevanten Szenarien im Monitoring zuverlässig abdecken.

Innerhalb der HNA-Gruppe befinden sich zahlreiche aktive und gut wachsende Bakterien – darunter auch potenziell pathogene Stämme. Kennt man deren charakteristischen Fingerabdruck, kann dies die frühzeitige Identifikation mikrobiologischer Risiken erheblich erleichtern [3].

Die Gates ermöglichen zudem eine effektive Ausfilterung von Hintergrundrauschen, anorganischen Partikeln und instrumentenspezifischen Störungen.

Abbildung 5

Eintritt in die Ära der Selbstüberwachung

Das erfolgreiche Management der temporären Trinkwasserinfrastruktur im Bundeslager „Mova“ hat eindrücklich gezeigt, wie entscheidend proaktive Planung, Selbstüberwachung und schnelles Handeln für die sichere Wasserversorgung sind.

Die vielfältigen Herausforderungen unterstrichen die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Bewertung und dynamischen Anpassung. Dabei spielten sowohl Vor-Ort-Monitoring als auch begleitende Laboranalysen eine zentrale Rolle bei der Sicherung der Wasserqualität.

Der Einsatz der Durchflusszytometrie mit BactoSense direkt vor Ort ermöglichte eine datenbasierte, zeitnahe Entscheidungsfindung. Diese Erfahrung liefert wertvolle Erkenntnisse für das effiziente Management grosser, temporärer Wasserversorgungssysteme – heute und in Zukunft.

Vorteile der Verwendung von Bactosense:

• Mikrobiologische Qualitätskontrolle in nur 20 Minuten – statt tagelanger Wartezeiten auf Laborergebnisse

• Kontinuierliche Überwachung des gesamten Wassernetzes in Echtzeit

• Schnelle Reaktionsfähigkeit bei mikrobiellen Verunreinigungen

• Unterstützung leitlinienkonformer Selbstkontrollkonzepte und Hygienemassnahmen

• Kontaminationsmuster (Fingerprints) ermöglichen gezielte Identifikation potenzieller Gefahren

• Robustes und kompaktes Design – ideal für den Einsatz unter anspruchsvollen Umweltbedingungen

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