EN 16421 Einfluss von Materialien auf Wasser – Förderung des mikrobiellen Wachstums (EMG)

Die europäische Norm „EN 16421 Auswirkungen von Werkstoffen auf Wasser für den menschlichen Gebrauch – Förderung des mikrobiellen Wachstums (EMG)“ beschreibt drei Methoden zur Bestimmung der Fähigkeit nichtmetallischer Werkstoffe, das Wachstum von Mikroorganismen zu fördern. Diese Norm gilt für Werkstoffe, die unter verschiedenen Bedingungen beim Transport und der Lagerung von Wasser für den menschlichen Gebrauch verwendet werden sollen.

Diese Norm ermöglicht die Prüfung eines einzelnen Materialtyps oder eines Produkts, bei dem nur ein Material mit Wasser in Berührung kommt. Sie ist nicht für die Anwendung bei zusammengesetzten Produkten geeignet, bei denen mehrere Materialien Wasser ausgesetzt sind. Die mit den einzelnen Methoden erzielten Ergebnisse sind nicht direkt vergleichbar.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Adenosintriphosphat ist die Verbindung, die in den Zellen aller lebenden Organismen produziert wird und im Rahmen dieser Methode zur Messung der Menge an aktiver Biomasse im Wasser und auf der Oberfläche eines Teststücks verwendet wird.
• Die Konzentration der anhaftenden Biomasse ist die Konzentration der an einer Oberfläche haftenden Mikroorganismen, die Adenosintriphosphat produzieren.
• Ein Biofilm ist eine Ansammlung von Mikroorganismen, die an Oberflächen haften, die mit wässrigen Flüssigkeiten in Kontakt kommen. Sie sind oft in eine selbstproduzierte Matrix aus extrazellulären Polymersubstanzen eingebettet. Er umfasst sowohl lebende als auch nicht lebende Organismen.
• Die Biomasseproduktion ist die Summe aus gebundener Biomasse und suspendierter Biomasse.
• Das Biomasseproduktionspotenzial ist der Durchschnitt der Biomasseproduktionsmessungen nach Berücksichtigung des durchschnittlichen Wachstums im Zusammenhang mit der Negativkontrolle.
• Kontrollen sind spezifische Testproben mit bekannten mikrobiologischen Wachstumseigenschaften. Kontrollen dienen dazu, eine zufriedenstellende Leistung des Tests nachzuweisen.
• Unter Trinkwasser versteht man Wasser für den menschlichen Gebrauch, das der Richtlinie 98/83/EG (über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch) entspricht.
• Ein Material ist eine Formulierung aus einer oder mehreren Einzelsubstanzen mit einer bestimmten Zusammensetzung und einem bestimmten Herstellungsverfahren.

Diese Norm bietet drei Methoden zur Bestimmung der Fähigkeit nichtmetallischer Materialien, das Wachstum von Mikroorganismen zu fördern:

• Methode 1: Messung mit Biomasseproduktionspotenzial gemessen durch ATP
• Methode 2: Messung anhand des Biofilmvolumens
• Methode 3: Messung durch durchschnittlichen Verlust an gelöstem Sauerstoff

Die erste Methode beschreibt den Test des Biomasseproduktionspotenzials. Dabei wird das Wachstum von Mikroorganismen in Gegenwart eines Materials bestimmt, das für einen bestimmten Zeitraum in biologisch stabilem Wasser inkubiert wurde. Das Biomasseproduktionspotenzial ist eine Methode zur Prüfung der Fähigkeit eines Materials, das Wachstum von Mikroorganismen zu unterstützen. Sie basiert auf der Kombination zweier Prinzipien:

• Chargenbasierte Testbedingungen mit Testwasserwechsel alle sieben Tage
• Bestimmung der aktiven Biomassemenge durch Messung von Adenosintriphosphat

Zur Durchführung des Tests werden repräsentative Proben des zu testenden Materials in entsprechend aufbereitetem Trinkwasser inkubiert und mit einer Mischung natürlich vorkommender Mikroorganismen aus einer Oberflächenwasserquelle beimpft. Die Teststücke werden für einen festgelegten Zeitraum (16 Wochen) bei einem konstanten Oberfläche-Volumen-Verhältnis von 0,16 cm-1 inkubiert. Dieses Verhältnis wird konstant gehalten, indem das Wasservolumen in den Testgefäßen angepasst wird, wenn ein Teststück zur Biomassemessung entnommen wird. Das Testwasser wird alle 7 Tage gewechselt. Die Biomassebildung auf dem Teststück und im Wasser wird durch Messungen von Adenosintriphosphat nach 56, 84 und 112 Tagen Inkubation bestimmt. Die Menge an Adenosintriphosphat wird als Maß für die Menge an aktiver Biomasse verwendet. Die mit einer definierten Oberfläche des Teststücks verbundene Biomasse wird aus den Mengen an anhaftender und suspendierter Biomasse berechnet. Jeder Test wird durch die zufriedenstellende Leistung positiver und negativer Kontrollen unter gleichwertigen Bedingungen validiert.

Bei der letztgenannten Methode wird die Menge eines Biofilms, einer strukturierten Gemeinschaft von Mikroorganismen auf einer Oberfläche, durch Messung seines physikalischen Volumens quantifiziert. Dies ist eine von mehreren Methoden der Mikrobiologie und Materialprüfung zur Beurteilung der Biofilmbildung, insbesondere auf Materialien, die feuchten oder unter Wasser stehenden Umgebungen ausgesetzt sind. Diese Methode dient der Beurteilung der Materialbeständigkeit gegen mikrobielles Wachstum (wichtig für Abdichtungsmembranen in Tunneln und unterirdischen Bauwerken, in denen Feuchtigkeit und Bakterien gedeihen können).

Diese Methode ist in folgenden Punkten wichtig:

• Bewertet die Materialhygieneleistung.
• Bewertet die Anfälligkeit von Oberflächen für mikrobielle Besiedlung.
• Hilft beim Vergleich der Wirksamkeit antimikrobieller Behandlungen oder Oberflächenmodifikationen.

Die dritte Methode bezieht sich auf die mikrobielle Aktivität, insbesondere die Biofilmbildung. Dabei handelt es sich um eine Technik zur Messung des gelösten Sauerstoffverbrauchs im Zeitverlauf. Gelöster Sauerstoff ist die im Wasser vorhandene Sauerstoffmenge. Mikroorganismen, auch solche in Biofilmen, verbrauchen Sauerstoff während ihres Stoffwechsels. Sauerstoffmangel ist ein Indikator für biologische Aktivität; je aktiver der Biofilm, desto mehr Sauerstoff wird verbraucht. Bei dieser Methode wird die durchschnittliche Abnahme des gelösten Sauerstoffs über einen bestimmten Zeitraum (d. h. der mittlere Verlust an gelöstem Sauerstoff) als Indikator für Biofilmwachstum oder mikrobielle Aktivität auf einer Oberfläche verwendet.

Diese Methode ist zerstörungsfrei und kann in Echtzeit oder über einen bestimmten Zeitraum angewendet werden. Sie liefert eine quantitative, indirekte Messung des Vorhandenseins und der Stoffwechselaktivität von Mikroorganismen. Sie eignet sich besonders zur Beurteilung der Materialresistenz gegen mikrobielle Besiedlung in Umgebungen, in denen sich Biofilme bilden können (z. B. Tunnel, Wasserleitungen, wasserdichte Membranen).

Diese Methode wird zum Testen antimikrobieller Oberflächen, zur Bewertung der mikrobiellen Sauberkeit von Baumaterialien und für Standardtestprotokolle verwendet.

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