Ein wichtiges Ziel der Trinkwasserversorger ist es, durch die Aufbereitung und Desinfektion des Rohwassers die biologische Qualität des Trinkwassers im kommunalen Verteilungssystem zu kontrollieren. Ziel dieses Forschungsvorhabens war eine gezielten Manipulation von Biofilme und ein Vergleich dieser Biofilme mit einem weiten mikrobiologischen und molekularbiologischen Methodenspektrum. Die eingesetzten Methoden entsprechen dem neusten Stand der Technik, Biofilme in Trinkwassersystemen zu untersuchen. In Abgrenzung zur bisherigen Literatur wurden die Untersuchungen an einer Pilotanlage durchgeführt, die es erlaubt unterschiedliche technische Rahmenbedingungen (Rohrmaterialien; Prozessführung und Desinfektionstechniken) zu schaffen. Über die Messgrößen und Variablen wurde gezeigt, dass vor allem die Prozessführung im Wasserwerk einen Einfluss auf die Biofilmbildungsdynamiken und spezifische molekulare Antworten ausübte. Die Rohrmaterialien beeinflussten die Biofilmbildung bzw. Biofilmcharakteristika nur gering. Eine Ausnahme stellte das Material Kupfer dar. Die Untersuchungen nach den Manipulationen zeigten vor allem nach UV-Desinfektion und UV-Oxidation materialabhängig einen Anstieg des Reparaturpotentials von DNA Schäden, was einer Bakterienelimination entgegenwirken kann. Nach Chlor- und UV-Desinfektion kam es zu einer signifikanten Reduktion der Zellzahl und der metabolischen Aktivität. Zugabe von Trübstoffen oder Huminstoffen zeigten einen deutlichen Anstieg der Biofilmbildung und der Stoffwechselaktivität der Biofilmbakterien. Die Bakteriendiversität war nach allen Phasen der Prozessführung vergleichbar hoch. Es zeigte sich, dass die eingesetzte modulare Testanordnung (Pilotanlage) für die vergleichende Biofilmuntersuchungen geeignet ist, so dass dieses Konzept auch bei weiteren Wasserversorgungsunternehmen umgesetzt werden kann.

An important objective for drinking water suppliers is to control the biological quality of drinking water in the municipal distribution system by its treatment and disinfection. The aim of this research was to do a directed manipulation of biofilms and to compare these biofilms using a wide spectrum of most actual microbiological and molecular biological methods. In differentiation to previous literature the investigations were now performed with one pilot scale, which allowed different basic operating conditions (pipe materials, process control, and disinfection techniques). With the data and the variables it was shown that the process control in the water works mainly had an influence on biofilm dynamics and specifically molecular responses. The pipe materials had only a low influence on biofilm formation and characteristics. Here the material copper demonstrated an exception. The investigations after directed manipulation showed a material dependent increase of repair potential mainly after UV disinfection and UV oxidation, what could counteract a bacterial elimination. A significant reduction of total cell count and metabolic activity was found after chlorine disinfection and UV disinfection. The addition of turbidity matter or humic acid showed a distinct increase in biofilm formation and metabolic activity of biofilm bacteria. The bacterial diversity was comparably high after all manipulation phases of the process control. It was shown that the used modular approach (pilot scale) is appropriate to compare biofilm investigations, so that this concept can be used in further water supply units.