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Chemische Parameter im Trinkwasser – Teil 1: Grundlagen, Ursachen und Grenzen der Z-Probe

Trinkwasser ist unser wichtigstes Lebensmittel. Es wird als einziges direkt in nahezu jeden Haushalt geliefert. Damit die hohe Qualität des von den Wasserversorgern gelieferten Trinkwassers bis zur Entnahmestelle erhalten bleibt, müssen alle Bauteile wie Rohre, Verbinder und Armaturen, die mit Trinkwasser in Kontakt kommen, so beschaffen sein, dass sie keine Werkstoffbestandteile in Konzentrationen abgeben, die die menschliche Gesundheit gefährden oder die Beschaffenheit des Trinkwassers unzulässig verändern (Bild A). Kontrolliert wird das unter anderem durch Wasseranalysen.

Besonders anspruchsvoll ist die Probennahme bei Parametern wie Blei, Nickel und anderen (Bild B), deren Konzentration sich in der Trinkwasser-Installation ändern kann. Dafür gibt es zwei Verfahren, die völlig unterschiedliche Fragestellungen beantworten:

(1) Bei der Zufallsstichprobe (Z-Probe) wird nach einer nicht definierten Stagnationszeit die Wasserprobe entnommen. Das Ergebnis liefert Erkenntnisse darüber, ob das Trinkwasser in einem Versorgungsgebiet grundsätzlich dazu neigt, Blei, Nickel und andere
Parameter verstärkt aus den Werkstoffen herauszulösen.

(2) Bei der anderen Art der Probennahme (S0-, S1- und S2-Probe) geht es um den Verbraucherschutz und damit um die Bewertung der Trinkwasser-Installation. Für die Bewertung der Trinkwasser-Installation sollen Werte ­ermittelt werden, die für die durchschnittliche wöchentliche Trinkwasseraufnahme der Verbraucherinnen und Verbraucher repräsentativ sind.

Grundsätzlich ist anzumerken: Eine Probe zur falschen Zeit, am falschen Ort oder nach dem falschen Verfahren beantwortet nicht die gestellten Fragen. Die Konsequenz für die Praxis ist klar: Eine Trinkwasser-Installation kann beispielsweise nicht auf Basis einer Z-Probe bewertet und der Verbraucherschutz damit nicht sichergestellt werden.

B Parameter für Trinkwasser-Installationen, die mittels S0-, S1- und S2-Proben bewertet werden können: Neben Kupfer, Nickel und Blei können sich weitere chemische Parameter in der Installation ändern, etwa Eisen, Epichlorhydrin, Vinylchlorid, Antimon, Arsen und Cadmium.

Schell / Quelle: UBA-Probennahmeempfehlung (2018)

B Parameter für Trinkwasser-Installationen, die mittels S0-, S1- und S2-Proben bewertet werden können: Neben Kupfer, Nickel und Blei können sich weitere chemische Parameter in der Installation ändern, etwa Eisen, Epichlorhydrin, Vinylchlorid, Antimon, Arsen und Cadmium.

Verantwortung endet nicht am Hausanschluss

Fachplaner und Fachhandwerker planen und errichten Trinkwasser-Installationen mit dem Ziel, die hohe Wassergüte des Versorgers bis zu den Entnahmestellen zu erhalten. Die aktuelle Trinkwasserverordnung (TrinkwV) fasst diese Verantwortung in § 13 Absatz 1 zusammen. Wasserversorgungsanlagen sind so zu planen und zu errichten, dass sie mindestens den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechen. Sie sind außerdem mindestens nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik zu betreiben. Damit steht auch der Betrieb ausdrücklich im
Fokus.

Schon in Absatz 2 geht es dann um Werkstoffe und Materialien. Sie müssen so beschaffen sein, dass es unter den üblichen Nutzungsbedingungen nicht zu Grenzwertüberschreitungen kommt. Daher empfiehlt das Umweltbundesamt (UBA), Trinkwasser, das länger als vier Stunden in der Installation gestanden hat, nicht zur Zubereitung von Säuglingsnahrung und nicht als Trinkwasser für Schwangere zu verwenden. Diese vier Stunden sind auch der Maßstab bei der Bewertung des Verbraucherschutzes auf Basis der S0-, S1- und S2-Probe und damit deutlich strenger als die maximal 72 Stunden, die aus mikrobiologischen Gründen festgelegt sind.

Dies zeigt: Auch in einer fachgerecht geplanten und errichteten Trinkwasser-Installation kann das Trinkwasser seine Eigenschaft als einwandfreies Lebensmittel verlieren, wenn Entnahmestellen über längere Zeit nicht genutzt werden. Daher wurden Maximalzeiten bis zum nächsten Wasserwechsel festgelegt. Denn jede Stagna­tionsdauer verändert die Wasserbeschaffenheit. Sie kann mikrobiologische Risiken erhöhen und die übermäßige Abgabe von Stoffen aus Werkstoffen begünstigen. Deshalb ist es auch entscheidend, wie die Installation genutzt wird.

Regelmäßiger, vollständiger Wasserwechsel über alle Entnahmestellen spätestens nach vier Stunden (chemische Parameter) bzw. 72 Stunden (mikrobiologische Parameter) ist eine zentrale Voraussetzung für den Erhalt der Trinkwassergüte (Bild C). Wassermanagementsysteme unterstützen dabei, indem sie bei Minder- oder Nichtnutzung mit Stagnationsspülungen den bestimmungsgemäßen Betrieb über die Entnahmestellen simulieren (Bild D). Spülstationen hingegen können dies nicht, da sie diesen so wichtigen Bereich für Parameter wie Blei, Nickel oder Mikrobiologie nicht spülen.

C Regelmäßiger, vollständiger Wasserwechsel über alle Entnahmestellen spätestens nach vier Stunden (chemische Parameter) bzw. 72 Stunden ­(mikrobiologische Parameter) ist eine zentrale Voraussetzung für den Erhalt der Trinkwassergüte.

Bild: Schell

C Regelmäßiger, vollständiger Wasserwechsel über alle Entnahmestellen spätestens nach vier Stunden (chemische Parameter) bzw. 72 Stunden ­(mikrobiologische Parameter) ist eine zentrale Voraussetzung für den Erhalt der Trinkwassergüte.

Wenn Untersuchungsergebnisse vorliegen

Chemische und mikrobiologische Untersuchungen dienen der Kontrolle der Wasserqualität am Hausanschluss und in Gebäuden. Sobald auffällige Befunde vorliegen, stellen sich zunächst grundlegende Fragen:

  • Welche Fragestellung sollte mit der Probe überhaupt beantwortet werden?
  • Wurde eine nach TrinkwV für den jeweiligen Parameter akkreditierte Untersuchungsstelle beauftragt?
  • Erstreckte sich der Untersuchungsauftrag auch auf die Probennahme oder entnahm ein „Laie“ die Wasserprobe?
  • Wurde die Probennahme nach dem zugehörigen Probennahmeverfahren durchgeführt?
  • Ist das Ergebnis belastbar?

Gerade bei Blei und Nickel ist die letzte Frage entscheidend. Soll die Qualität des gelieferten Trinkwassers beurteilt werden, weil es möglicherweise eine Hausanschlussleitung aus Blei gibt? Geht es um die allgemeine Korrosivität des Trinkwassers in einem Versorgungsgebiet oder sollen die Installation und der Verbraucherschutz bewertet werden?

Ohne eine klare Fragestellung entspricht die Art der Probennahme kaum den Erfordernissen. Ein Messwert kann dann schnell fehlinterpretiert und Ursachen können falsch zugeordnet werden. Im ungünstigsten Fall entstehen unnötige Kosten, während die eigentliche Ursache bestehen bleibt.

Mögliche Ursachen erhöhter Metallkonzentrationen

Die Konzentrationen von Parametern wie Blei und Nickel in der Trinkwasser-Installation werden wesentlich durch Werkstoffe, Konstruktion, Betriebsbedingungen, Alter der Installation und Wasserbeschaffenheit beeinflusst. Noch eine wichtige Anmerkung zur Wasserbeschaffenheit: Seit Jahrzehnten gilt in Deutschland die Prämisse, dass im Neubau der Werkstoff nach der vorliegenden Wasserbeschaffenheit ausgewählt werden muss und nicht umgekehrt die Wasserbeschaffenheit an den Werkstoff angepasst wird. Im Bestandsbau kann es eine Ausnahme davon geben, um die Verhältnismäßigkeit bei der Sanierung zu wahren.

Leitungen und Teilstücke aus Blei können zu erhöhten Bleiwerten führen. Das gilt nicht nur für alte Trinkwasser-Installationen im Gebäude, sondern auch für Hausanschlussleitungen. Nach der aktuellen TrinkwV mussten eine noch vorhandene Trinkwasserleitung oder Teilstücke aus Blei bis zum Ablauf des 12. Januar 2026 entfernt oder stillgelegt werden. Der Hintergrund ist eindeutig: Blei ist gesundheitlich besonders kritisch, vor allem für Ungeborene, Säuglinge und Kleinkinder. Um Bleileitungen entfernen oder stilllegen zu können, muss aber zunächst bekannt sein, ob sich beispielsweise hinter den 1970er-Jahre-Fliesen in der Küche noch solche Leitungen verbergen (Bild E).

Ungeeignete Kupferbasislegierungen können beispielsweise Quellen für Blei und Nickel sein. Nickel kann außerdem aus vernickelten Bauteilen oder verchromten Auslaufarmaturen stammen.

D Bei Minder- oder Nichtnutzung von Entnahmestellen unterstützen ­Wassermanagementsysteme wie das SWS von Schell mit Stagnationsspülungen beim Erhalt der Trinkwassergüte.

Bild: Schell

D Bei Minder- oder Nichtnutzung von Entnahmestellen unterstützen ­Wassermanagementsysteme wie das SWS von Schell mit Stagnationsspülungen beim Erhalt der Trinkwassergüte.

Wo ist zu beproben?

Die Probennahme soll dort erfolgen, wo die Parameterwerte einzuhalten sind. Dies sind gemäß § 10 TrinkwV die Entnahmestellen auf Grundstücken oder in Gebäuden und Einrichtungen, die normalerweise der Entnahme von Wasser für den menschlichen Gebrauch dienen. Konkret sind das vor allem Küchen und Teeküchen. Dort wird Wasser getrunken oder zur Zubereitung von Lebensmitteln verwendet. Badewannen, Duschen und Außenarmaturen sind für diese Fragestellung in der Regel nicht die richtigen Probennahmestellen. An diesen Stellen wird normalerweise kein Wasser zum Verzehr entnommen.

Regelfall Kaltwasser

Bei der Untersuchung von Parametern wie Blei und Nickel wird in der Regel das kalte Trinkwasser beprobt. Soll Warmwasser beprobt werden, ist die Art der Trinkwassererwärmung zu berücksichtigen. Ein zentraler Warmwasserspeicher mit Zirkulationsleitung ist anders zu bewerten als
ein dezentraler Speicher oder ein Durchflusserwärmer.

Bei einem zentralen Warmwasserspeicher mit Zirkulationsleitung kann eine Z-Probe zur Bewertung sinnvoll sein. Abweichend von der klassischen Z-Probe sollte das Wasser dann aber kurz ablaufen, bis tatsächlich Warmwasser entnommen wird. Das zeigt: Auch beim Warmwasser gibt es keine schematische Probennahme. Die Probennahme muss zur Fragestellung und zur Anlagenkonzeption passen.

Keine generelle Beprobung von Neuinstallationen

Eine häufige Frage lautet: Muss jede neue Trinkwasser-Installation auf Blei, Kupfer und Nickel beprobt werden? Die Antwort lautet: in aller Regel nicht. Denn das UBA führt Listen trinkwassergeeigneter Werkstoffe und Materialien im Kontakt mit Trinkwasser, die normalerweise zu keiner Grenzwertüberschreitung führen. Werden diese festgelegten Werkstoffe im jeweiligen Einsatzbereich verwendet, ist eine Probennahme aus Neuinstallationen zur Bestimmung von Blei, Kupfer und Nickel nicht grundsätzlich erforderlich.

Anders sieht es aus, wenn die verwendeten Werkstoffe unbekannt sind oder Zweifel an ihrer Eignung bestehen. Dann kann eine Beprobung sinnvoll sein. Bei neuen Installationen ist dabei eine „Einlaufphase“ zu beachten. Denn metallene Werkstoffe bilden im Kontakt mit Trinkwasser Deckschichten aus, die die Abgabe von Metallen an das Trinkwasser verringern. In den ersten Wochen nach Inbetriebnahme können deshalb erhöhte Konzentrationen auftreten.

Für Blei, Kupfer und Nickel wird akzeptiert, dass innerhalb der ersten 16 Wochen nach Inbetriebnahme erhöhte Werte auftreten, sofern die gemessene Konzentration nicht höher als das Doppelte des jeweiligen Grenzwerts ist. Spätestens nach 16 Wochen müssen die Grenzwerte eingehalten werden. Wird in diesem Zusammenhang beprobt, ist die gestaffelte Stagnationsbeprobung durchzuführen. Vor diesem Hintergrund sollten zur Vermeidung von Mehrfachbeprobungen möglichst erst 16 Wochen nach der Inbetriebnahme die ersten Untersuchungen erfolgen.

Regelmäßige Untersuchung selten notwendig

Manche Trinkwasser-Installationen werden Jahr für Jahr auf Parameter untersucht, die sich im Leitungssystem ändern können. Eine Forderung der TrinkwV in dieser Hinsicht besteht nicht. Im Gegenteil. Die Ausführungen der TrinkwV und des UBA sind eindeutig. In aller Regel ist nicht einmal eine Erstuntersuchung notwendig.

Nur wenn ein Gesundheitsamt auf Basis mehrerer Z-Proben oder einer S0-, S1- und S2-Probe zu der Erkenntnis kommt, dass in einem Versorgungsgebiet das Trinkwasser von Gebäuden trotz ordnungsgemäßer Werkstoffe oftmals überhöhte Werte beispielsweise bei Blei aus Kupferlegierungen aufweist, kann dies zu weiteren regelmäßigen Untersuchungen nach der S0-, S1- und S2-Methode führen, vorrangig in sensiblen Gebäuden wie Kindergärten.

Grundsätzlich gilt: Wenn die ermittelten Werte für Blei, Kupfer und Nickel nach mehrfachen Beprobungen derselben Trinkwasser-Installation keine Auffälligkeiten aufweisen, sind jährliche Untersuchungen nicht notwendig. Dies gilt, solange sich die Wasserbeschaffenheit im Versorgungsgebiet und die Werkstoffe der Installation nicht ändern. Zu dieser Verhältnismäßigkeit der Maßnahmen sind sowohl Gesundheitsämter als auch Sachverständige verpflichtet.

Z-Probe: Hinweis, keine Einzelbewertung

Bei der Zufallsstichprobe wird an einer Entnahmestelle, an der normalerweise Wasser zum Verzehr gezapft wird, zu einer zufälligen Tageszeit eine Ein-Liter-Probe entnommen. Das Wasser läuft vorher nicht ab. Dieses Verfahren ist einfach und wird häufig genutzt. Genau darin liegt aber auch die Gefahr. Denn die Z-Probe wird nach einer zufälligen Stagnationszeit genommen. Sie kann deshalb nicht abbilden, ob an einer einzelnen Entnahmestelle der Grenzwert eingehalten wird. Dieser Grenzwert bezieht sich auf den Wochenmittelwert der Trinkwasseraufnahme – bewertet wird er auf Basis einer definierten Stagnationszeit von vier Stunden, wie sie die gestaffelte Stagna­tionsbeprobung (S0, S1, S2) abbildet.

Die UBA-Probennahmeempfehlung ordnet die Aussagekraft klar ein: Zufallsstichproben eignen sich grundsätzlich nur dazu, Hinweise auf eine mögliche Gefahr von Grenzwertüberschreitungen zu geben. Wird in einer Z-Probe ein erhöhter Wert festgestellt, ist das ein Anlass für weitere Untersuchungen. Die Bewertung des Verbraucherschutzes und damit der individuellen Trinkwasser-Installation oder einer Entnahmestelle muss dann über die gestaffelte Stagnationsbeprobung erfolgen.

Fazit

Ob ein Messwert belastbar ist, entscheidet sich nicht erst im Labor, sondern bereits bei der Fragestellung, der Wahl der Probennahmestelle und dem Zeitpunkt der Entnahme. Eine Probe zur falschen Zeit, am falschen Ort oder nach dem falschen Verfahren beantwortet nicht die gestellte Frage – und führt im ungünstigsten Fall zu unnötigen Kosten, während die eigentliche Ursache bestehen bleibt.

Für Parameter wie Blei, Kupfer und Nickel gilt zudem: Eine regelmäßige oder gar jährliche Untersuchung ist in aller Regel nicht erforderlich, solange sich Wasserbeschaffenheit und Werkstoffe nicht ändern. Und die Z-Probe bleibt ein Instrument für erste Hinweise, nicht für die Bewertung einer Installation.

Wie der Verbraucherschutz an einer einzelnen Entnahmestelle mit der gestaffelten Stagnationsbeprobung aus S0-, S1- und S2-Probe, der richtigen Reihenfolge und der Interpretation der Ergebnisse fachgerecht bewertet wird, zeigt Teil 2 des Beitrags in SBZ 09.26.

  • Zur Beurteilung chemischer Parameter wie Blei und Nickel im Trinkwasser gibt es zwei Probennahmeverfahren mit klar getrennten Fragestellungen: die ­Z-Probe und die gestaffelte ­Stagnationsbeprobung.
  • Auch in einer fachgerecht geplanten und errichteten Trinkwasser-Installation kann das Trinkwasser seine Eigenschaft als einwandfreies Lebensmittel verlieren, wenn Entnahmestellen über längere Zeit nicht genutzt werden.
  • Erhöhte Werte chemischer Parameter in der Trink­wasser-Installation können auf ­Bleileitungen, ungeeignete ­Kupferbasislegierungen, vernickelte Bauteile oder verchromte Auslauf­armaturen zurückgehen.
  • Beprobt werden soll dort, wo Trinkwasser tatsächlich zum Verzehr entnommen wird – also vorrangig in Küchen und Teeküchen, nicht an Badewannen, Duschen oder Außenarmaturen.
  • Neue Installationen müssen normalerweise nicht auf Blei, Kupfer und Nickel beprobt werden – außer die verwendeten Werkstoffe sind unbekannt oder es bestehen Zweifel an ihrer Eignung.
  • Die Z-Probe liefert ­lediglich Hinweise auf mögliche Grenzwertüberschreitungen. Die ­Bewertung der Trinkwasser-­Installation oder Entnahmestelle muss dann über die gestaffelte Stagnationsbeprobung (S0, S1, S2) erfolgen.
E Zugängliche Bleileitungen im Keller sind oft bereits entfernt worden. Hinter Fliesen aus den 1970er-Jahren – etwa in Küchen – können sie jedoch noch vorhanden sein. Eine fachgerechte Probennahme schafft ­Sicherheit ohne teure Stemmarbeiten.

Bild: cerro_photography / Getty Images

E Zugängliche Bleileitungen im Keller sind oft bereits entfernt worden. Hinter Fliesen aus den 1970er-Jahren – etwa in Küchen – können sie jedoch noch vorhanden sein. Eine fachgerechte Probennahme schafft ­Sicherheit ohne teure Stemmarbeiten.

Relevante Quellen

  • UBA-Probennahmeempfehlung (2018)
    Empfehlung des Umweltbundesamtes zur Beurteilung der Trink­wasserqualität hinsichtlich der Parameter Blei, Kupfer und Nickel. Maßgebliche Grundlage für Probennahmeverfahren und Bewertung ­chemischer Parameter in der Trinkwasser-Installation. Die Empfehlung setzt die Anforderungen der TrinkwV an die Probennahme von Trinkwasser für die Untersuchung chemischer Parameter um. Sie behandelt insbesondere das Probennahmeverfahren sowie die Beurteilung dieser und weiterer Parameter, die sich in der Trinkwasser-Installation ­ändern können.
    Zum Dokument (PDF): www.umweltbundesamt.de/system/files/
    medien/5620/dokumente/probennahmeempfehlung_rev01.pdf
  • UBA-Positivliste metallener Werkstoffe
    Liste trinkwasserhygienisch geeigneter metallener Werkstoffe im ­Kontakt mit Trinkwasser – Grundlage für die Werkstoffauswahl bei ­Planung und Installation.
    Zur Übersichtsseite: www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/trinkwasser/trinkwasser-verteilen/…
  • Trinkwasserverordnung (TrinkwV)
    Verordnung über die Qualität von Wasser für den menschlichen ­Gebrauch (Trinkwasserverordnung – TrinkwV) vom 20. Juni 2023, ­insbesondere § 10 (Stelle der Einhaltung der Anforderungen) und § 13 (Planung, Errichtung, Instandhaltung und Betrieb von Wasserversorgungsanlagen).
    Aktuelle Fassung: www.gesetze-im-internet.de/trinkwv_2023/

Autor

Dr. Peter Arens
ist Hygieneexperte bei der Schell GmbH & Co. KG und ö. b. u. v. Sachverständiger für das Teilgebiet Trinkwasserhygiene.

Bild: Schell

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