Untersuchungen zur Entseuchung und Hygienisierung von Siedlungsabfällen durch Mietenkompostierung sowie Schlußfolgerungen zur Standardisierung der Kontrollverfahren

Zbl. Bakt. Abt. II, Bd. 131, S. 222-246 (1976)

[Aua dem Hygiene-Institut des Bezirkes'potsdam (Arztlicher Direktor: MR Dr. med. H. RITSCHEL), Abteilung Bodenhygiene (Leiter: Dr. rer. nat. F. MOLLER) und Abteilung fUr Medizinische Para.sitologie (Leiter: Dr. rer. nat. habil. H. ENGELBRECHT)]

Untersuchungen zur Entseuchung und H ygienisierung von Siedlungsabfallen durch Mietenkompostierung sowie Schlu6folgerungen zur Standardisierung der Kontrollverfahren1 Mit 4 Abbildungen

F. Moller, K. Krannich, H.

~elbrecht und K.

Isserstedt

Summary The hygienic reliability of two composting methods for town waste - VKA and ifk - standardized in the GDR, was investigated. Only VKA guarantees a thermal disinfection of the starting material all the year round. For demonstrating the disinfection, selected test organisms (Salmonella serotypes, A8cari8 lumbricoides BUum) were applied. The simultaneous investigation of various criteria, like reduction oxidation potential, ammonia quotient, proportion of important groups of bacteria etc. were served for detecting optimum methods for characterizing the process of disinfection. A critical evaluation of the methods applied gave rise to the authors' proposal for carrying through uniform controls of methods and production in pit composting plants.

Zusammenfassung Die Autoren untersuchten die hygienische Zuverlassigkeit der in der DDR standardisierten Verfahren der "Mietenkompostierung WaJ3mannsdorf" (Verfahren VKA) und der "Mechanisierten Kompostierung von Siedlungsabfallen in Mieten, System ifk Dresden" (Verfahren ifk). Kompostiert wurde Hausmiill aus grollstadtischen Ofenheizungsgebieten, im Verfahren VKA kombiniert mit stichfestem Faulschlamm aus hauslichem Abwasser. Das Verfahren VKA gewahrleistet ganzjahrig die thermische Entseuchung des Rottegutes. 1m Verfahren ifk wird nur bei Kompostierung von Sommermiill eine hygienisch befriedigende thermophile Rottefiihrung erreicht; die Wintermiillkompostierung ist mangels thermischer Entseuchung mit Risiken belastet und bedarf strenger Reglementierung. Zum Nachweis der Entseuchung des Rottegutes wurden ausgewahlte Salmonella-Serotypen (S. give, S. derby, S. enteritidi8) und Helmintheneier (Ascarislumbricuide8 8uum) als Testorganismen eingesetzt. Die gleichzeitige Untersuchung der Kriterien Temperatur, Redoxpotential, AmmoniakQuotient, CfN-Verhaltnis, Chaetomium-Zahl, pH-Wert, spezifische elektrische Leitfiihigkeit, Anzahl der Laktosespaltenden Bakterien, Anzahl der Enterokokken, Thermophilen-Mesophilen-Index und Vorkommen von Salmonellen im Rottegut diente dem Ziel, optimale Methoden zur Charakterisierung des Hyienisierungsverlaufes zu ermitteln. Die kritische Bewertung der angewandten Untersuchungsmethoden fiihrte zu einem Vorschlag iiber die einheitliche Durchfiihrung von Verfahrens- und Produktionskontrollen in Mietenkompostie1) Herm OMR Dr. med. F. KOHLER, dem langjahrigen Arztlichen Direktor des Hygiene-Institutes Potsdam und unermiidlichem Fiirderer der Bodenhygiene zum 70. Geburtstag gewidmet.

Untersuchungen zur Entseuchung und Hygienisierung von Siedlungsabfallen

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rungsanlagen. Hygienische Verfahrenskontrollen sollten durch Einsatz von ausgewiihlten, unter den konkreten Standortbedingungen gesundheitsrelevanten pathogenen Keimen und Parasitenstadien als Testorganismen erfolgen. Hygienische Produktionskontrollen konnen auf Temperatur. und Redoxpotentialmessungen als leicht zu handhabende Feldmethoden beschrankt werden.

Siedlungsabfalle konnen auf dem Wege der Kompostierung zu Bodenverbesserungsmitteln umgewandelt und einer Wiederverwendung zugeflihrt werden. Dieses Verwertungsverfahren bietet gegeniiber der heute noeh dominierenden Form der ungeordneten Abfallablagerung entseheidende Vorteile. Die Anwendung von Siedlungsabfallkomposten auf landwirtschaftliehen, gartnerischen und forstwirtschaftliehen Nutzflachen tragt zur Erhaltung und Erhohung der Bodenfruchtbarkeit bei. Sie stellt gleichzeitig eine Wiedereingliederung von Abprodukten in den natiirlichen Stoffkreislauf (recycling) dar. Mit der Abfallkompostierung leistet die Stadtwirtsehaft einen Beitrag zum Schutz unserer Urn welt vor Verunreinigung. Von internationalen Fachgremien wie der " International Solid Wastes und Public Cleansing Association" (ISW A) wird aus den angefiihrten Griinden die Verwertung cines Teiles der Siedlungsabfalle in Form von Komposten propagiert. In der DDR ist diese Empfehlung als verbindliehe Vorschrift im Landeskulturgesetz verankert worden. Die 3. Durehfiihrungsverordnung fordert , unter Verantwortung der ortliehen Rate, die Kompostierung von Siedlungsabfallen schrittweise als Bestandteil einer planmaBigen Abfallwirtschaft einzufiihren. Dazu ist die Entwicklung optimaler technologiseher Verfahren einschlieBIieh del' Kontrollsysteme fur den Produktionsbetrieb erforderlieh. Die Verfasser sehen es als ihre Aufgabe an, zur Lasung der in diesem Zusammenhang noeh offenen hygienisehen Probleme beizutragen (vgl. GLATHE u. a. 1971). Die konkrete Zielstellung der hier vorliegenden Arbeit ergab sieh aus der gegenwartigen Situation. 1m .Jahre 1970 wurden in del' DDR noeh 15 Miillkompostierungsanlagen naeh dem Mietenverfahren betrieben. Die meisten dieser Anlagen wendeten Technologien an, deren Effektivitat und deren ZweckmaBigkeit hinsiehtlich der Erzeugung hochwertiger und einwandfreier Produkte nieht untersueht worden sind. Folgeriehtig muBten in del' Zwischenzeit weitere Anlagen wegen Unwirtsehaftlichkeit stillgelegt werden. Es steht aber auBer Zweifel, da B die Mietenkompostierung einen integriert en Bestandtei l der Siedlungsabfallwirtscha ft darstellt . Sie kann diesel'

Bedeutung nur gerecht werden, wenn die Vielfalt der Verfahren zugunsten einer okonomisehen stichhaltigen Grundkonzeption aufgegeben wird. Aus bodenhygienischer Sicht resultierten daraus zwei Aufgaben: a) Priifung der hygienischen Zuverlassigkeit solcher Mietenkompostierungsverfahren, die infolge standardisierter, effektiver Technologien als Beispielverfahren gelten und den Stadtwirtsehaftsbetrieben zur Einfiihrung em pfohl en werden. b) Konzipierung eines Dberwachungssystems bezliglieh Einhaltung der Entseuehungsbzw. Hygienisierungsbedingungen bei Kompostproduktion nach den empfohlenen Verfahren. Dber die Entseuehung von Siedlungsabfallen dureh Mietenkompostierung haben BAETGEN (1962), BORNKESSEL (1960) , BURGER (1965) , GOTHS (1956), KALBE (1955), KNOLL (1963), JANSEN U. KUNST (1953), OESTERLE u. a. (1963) , PEHL U. GOLDMANN (1955), STRAUCH (1964) u. a. berichtet. Aus einem Vergleich der Ergebnisse dieser Arbeiten laBt sieh ableiten, daB die anlagenspezifischen Produktionsbedingungen cines Kompostbetriebes wie Besehaffenheit der Ausgangsmaterialien, VolumenOberflachen-Verhaltnis der Mieten, Art und Haufigkeit der Mietenbearbeitung, aktuelle Witterungsbedingungen u. a . m. den RotteprozeB beeinflussen. Die fiir eine Inaktivierung von Krankheitserregern und Parasiten wesentlichen Milieueinfliisse sind deshalb von Anlage zu Anlage untersehiedlieh wirksam. Aus dieser Erkenntnis

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F. MOLLER u . a.

zogen KNOLL (1963) und STRAUCH (1964) die SchluBfoIgerung, daB die hygienische Beurteilung eines Kompostierungsverfahrens eine Verfahrenkontrolle, d. h. eiIie Verfolgungsuntersuchung mittels pathogener Testorganismen unter den jeweiligen typischen Produktionsbedingungen, voraussetzt. Das gilt es, bei der gegenwartig anstehenden AuswahI hygienisch und volkswirtschaftlich optimaler Verfahren, die zur Realisierung der Forderungen des LandeElkulturgesetzes in der DDR eingesetzt werden, zu berticksichtigen. Dber zweckmaBige Untersuchungsmethoden fUr die Produktionskontrolle bestehen noch immer keine einheitlichen Auffassungen. Nach allgemeiner Ubereinkunft laBt sich der Nachweis tiber die Entseuchung des Rottegutes am einfachsten indirekt durch Temperaturkontrollen in den Mieten beibringen. Die zu fordernden Grenzbedingungen (Grenzinaktivierungstemperatur und -dauer, sog. thermische Entseuchungsbedingung) wird von verschiedenen Autoren jedoch unterschiedlich bemess en (z. B. BURGER 1965, 1967; KNOLL 1963; STRAUCH 1964). Methoden zum Nachweis der Hygienisierung, worunter in Anlehnung an KNOLL ein Zustand fortgeschrittener biologischer Selbstreinigung, der tiber die Entseuchung hinausgeht, verstanden wird, wurden von GLATHE (1961), HIRTE U. HEINRICH (1965), MOLLER (1968) und PARRAKOVA (1962) vorgeschlagen, aber kaum im praktischen Betrieb verwendet. Dabei sind derartige Methoden ftir Produktionskontrollen von besonderer Bedeutung, wenn die thermische Entseuchungsbedingung als Kriterium nicht herangezogen werden kann. Eine vergleichende Dberpriifung der Vorschlage und die Auswahl einer oder mehrerer Methoden, die dem hygienischen Anliegen bei moglichst geringem Arbeitsaufwand Rechnung tragen, waren notwendig. Unsere Untersuchungen erstreckten sich auf zwei Mietenkompostierungsverfahren, die die vorstehend genannten Bedingungen erfUlIen: das Verfahren der VersuchsKompostierungsanlage WaBmannsdorf des VEB GroB-Berliner StraBenreinigung und Miillabfuhr (Verfahren VKA) und das vom Institut fUr Kommunalwirtschaft Dresden entwickelte "Verfahren der Mechanisierten Mietenkompostierung (Verfahren ifk).

Material und Methoden 1. Kompostierungsverfahren Das Verfahren VKA wurde in d er Versuchs-Kompostierungsanlage Wa13mannsdorf an zufii.llig aus dem ProduktionsprozeB au€gewiihlten Mieten gepruft. In dieser Anlage werden HausmUll und stichfester Faulschlamm als Kompostrohmaterialien eingesetzt. Der Kliirschlammanteil betra.gt im Sommer etwa ein Drittel, im Winter etwa ein Viertel des Amatzvolumens. Das Aufsetzen der bis 3 m hohen, am FuE bis 5 m breiten und 50 m langen Dreiecksmieten erfolgt unmittelbar nsch Anlieferung der Rohmaterialien ohne vorherige Mischung der beiden Komponenten. Umgesetzt wird nach etwa 14, 28 und 70 Tagen zu 2,0 - 2,5 m hohen Dreiecksmieten, klassiert nach S Monaten oder entsprechend betriebswirtschaftlich en Erwiigungen spater. Unter Umstanden kann vor dem Klassier en e in 4. Umsetzen des i'Wttegu tes notwendig werden. Wir fUhrten die Verfahrenskontrolle an einer Win t ermull·Klarschlamm-Miete (Kurzbezeichnung: WW) und einer Sommermiill-KlarschlammMiete (Kurzbezeichnung: WR) dUfch. Der Mull war in einem Berliner Wohngebiet mit iiberwiegend Ofenheizung gesammelt, d er Faulschlamm aus Trockenbeeten eines benachbarten Klarwerkes angefahren worden. Die Uberpriifung des Verfahrens ifk fand wahrend dessen gro£ltechnischer Erprobung statt. Da eine ausfiihrliche Beschreibung der Verfahrenstechnologie vorliegt (HIEBSCH U. a. 1967), soll hier nul' auf die wesentlichen Schritte der Rottefiihrung eingegangen werden. Das Kompostrohmaterial, in del' Regel wie bei dieser Verfahrenspriifung Hausmull, wird in Trapezmieten von 1 m Hohe, 3 m Sohlenbreite und 50 m Lange aufgesetzt, Sommer- und Ubergangsmull unmittelbar nach Anfuhr, Wintermiill nach zwischenzeitlich er Lagerung in Schiittelkegeln ab Friihjahrsbeginn. Nach otwa 30tagiger Rotte erfolgt das l. Umsetzen, wobei das Rottegut von je zwe i Mieten zu einer Trapezmiete von 1,50 m Rohe vereinigt. wird. Nach ungefahr 60 Tagen wird zum zweiten Male zu einer Dreiecks-

Untersuchungen zur Entseuchung und Hygienisierung von Siedlungsabfallen

22:;

miete von 1,5 - 2 m Firsthohe umgesetzt. Die Kompostierung endet mit dem Klassieren des Rottegutes, bei Sommermiill nach etwa 90 Tagen und bei Wintermiill nach 100-120 Tagen. Die hier vorgelegten Untersuchungsergebnisse wurden an einer Sommermiill-Versuchsmiete auf dem Kompostplatz RoteI' Berg, Erfurt (Kurzbezeichnung: ES) und an einer Wintermilll-Versuchsmiete auf dem Versuchsgeliinde des ifk in Dresden-Kaditz (Kurzbezeichnung: DW) erzielt_ Der Sommermiill stemmte aus einem Erfurter, del' Wintermiill aus einem Dresdener Ofenheizungsgebiet_

2. Untersuchung des Rotteverlaufes Die Auswahl der Methoden zur Uberwachung des Rotteverlaufes beschriinkte sich auf solche. die ergiinzende Aussagen zu den Untersuchungen uber den Ablauf der Entseuchung erwarten liellen. Die Temp eraturkontroll e erfolgte mit stationaren, ummantelten Quecksilberthermometern, die an jeweils drei verschiedenen Stellen in del' Mantelzone (5 em tief in halber Hohe der Mantelflache) und in del' Kernzone (in halber Hohe unter dem Mietenfirst) untergebracht waren. Zur zusiitzlichen Uberwachung del' Kerntemperaturen diente das Schrnelzverfahren nach MOLLER u. KRANNICH (1967), wozu Schrnelzapparaturen gleichzeitig mit den Thermometerhiiisen eingelegt wurden. Das Redoxpotential wurde, wie von MAYER u. PARRAKOVA (1964) gefordert, im naturlich lagernden Substrat gemessen. Dadurch JieJ3en sich nicht reproduzierbare Veriinderungen des Potentials im Substrat durch Entnahme, Transport und Aufbereitung von Probenmaterial ausschliellen_ Die vel'wendete MeLlkette bestand aus Platin- und Kalomelelektrode und einem netzunabhiingigen, hochohmigen Rohrenvoltmetel' als MeOverstarker (MOLLER 1968, 1969). Fur die chemsichen, physikalischen und mlkrobiologisch en Untersuchungen fand die "Feinfraktion " des Rottegutes ( ~ 8 mm) Verwendung. Zu diesem Zwecke sind je Priiftsrmin 5 Proben aus del' Mantelzone und 5 Proben aus del' Kernzone einer Miete entnommen und an Ort und Stelle mittels sterilislerter Lochblechsiebe fraktioniert worden. Die Probenentnahmestellen we·ren mit den Redoxpotential-MeOstellen identisch und den TemperaturmeJ3punkten vergleichbar. Die Bestimmung des Ammo niak st i c kstoff- sowie Gesamtstickstoffgehaites erfolgte titrimetrisch im Wasserdampfdestillat aus waJ3rigem KCl-Auszug bzw. aus Kjeldahl-AufschluO. Das C IN -V er haltnis wurde, del' Empfehlung del' "International Solid Wastes and Public Cleansing Association" folgend, auf del' Basis des Kohlenstoffs del' abbaubaren organischen Substanz berechnet, do. wir in Ubereinstimmung mit del' ISWA den Gesamtkohlenstoffgehalt als ein fUr die biologische Interpretation des Rotteprozesses ungeeignetes Kriterium betrachten (EAWAG 1970). Die angewandte Methode der NaOverbrennung nach DREWS (1968) entspricht hinsichtlich del' Reaktionsbedingungen dem von ORSANIC (1966) beschriebenen Verfahren. Del' Cha eto mium-T est wurde nach OBRIST (1965) ausgefiihrt. Erganzend ermittelten wir den pH - W er t elektrometrisch mit Glaselektrode im n/l0 KCI-Auszug, die spezifische elektrische Leitfiihigkeit im waOrigen Auszug unter COlEinflu/3 (AkAI 1960) und den Wassergehalt auf gravlmetrischem Wege. Uber die Untersuchungsmethoden berichteten MOLLER u. a. (1970) ausfiihrlich.

3. Nachweis der Entseuchung Die Entseuchung wurde mittels Indikatormethoden, direkter Nachweise und Testverfahren belegt. An Indikatormethoden kamen Keimzahlbestimmungen del' Laktosespaltenden Bakterien und der Enterokokken sowie die Bestimmung des Thermophilen-Mesophilen-Index (GLATHE 1961) in den o.g. Proben des Rottegutes zur Anwendung. Als Laktosespaltende Bakterien werteten wir nach einer Vereinbarung del' Sektion Bodenhygiene del' Gesellschaft Allgemeine und Kommunale Hygiene del' DDR solche Keime, die infolge Laktosespaltung auf ENDO-Agar rot mit odeI' ohne Fuchsinglanz wuchsen. Eine anfangs durchgefiihrte Uberpriifung ergab, daO sich d9rlmter keine CvtochromoxidaseBildner befanden, d. h., nahezu ausschlieLllich laktoseverwertende Enterobacteriaceae erfaLlt werden durften. Als Enterokokken, Streptokokken del' serologischen Gruppe D, werteten wir aIle auf No.triumazidagar nach SLANET7. u. BARTLEY (1957), mod. von MULLER (1961) , wachsenden bzw. alle Natriumazidbouillon nach KENNER u . a . (1961) im Verlauf einer 24stiindigen Inkubation bei 37°C gelb verfarbenden Reime. Zum direkten Nachweis del' Entseuchung wurde die Isolierung von Salmonellen aus dem Rottegut versucht. Fur die Entseuchungstests setzten wir mikrobielle und parasitare Krankheitserreger ein, die bei vorangegangenen Untersllchungen wiederholt aus Mull und Kliirschlamm isoliert worden waren.

226

F. MOLLER u. a.

Indika tormethoden Zur Zahlung der Fakalindikatoren wurden die vorstehend beschriebenen Mantel- und Kernproben des Rottegutes eingesetzt. Das Probenmaterial wurde im VerdiinnungsverhaItnis 1: 10 in physiologischer Kochsalzlosung aufgeschwemmt und im Rundschiittler nach WAGNER 20 Minuten geschiittelt. Aus der dekadisch verdiinnten Suspension wurde von den fUr die Zahlung geeigneten Verdiinnungsstufen je 0,05 ml in drei Parallelen zur Ermittlung der Anzahl Laktosespaltender B~k­ terien auf ENDO-Agar und zur EI'mittlung der Enterokokkenzahl auf Natriumazid-Agar aufgetropft. Die Bebriitungstemperatur betrug 37 °0, die Bebriitungsdauer 24 Stunden fiir Laktosespaltende Bakterien und 48 Stun den fUr Enterokokken. Anschliel3end erfolgte die Auszahlung der Kolonien. Eine Auswahl reprasentativer laktosespaltender Kolonien wurde auf Niihragar iiberimpft und auf Oytochromoxidasebildung iiberpriift (HABS u. SEELIGER 1967). Zur Bestimmung des Thermophilen-Mesophilen-Index wurden die Keimzahlen auf TTO-haltigem Nahragar (UNGER 1958) im analogen Verfahrensgang ermittelt. Die Mesophilen wurden 3 Tage bei 25 °0, die Thermophilen 48 Stunden bei 55 °0 bebriitet.

Direkter Nachweis ZumNachweis von Salmonellen im Mletenmaterial wurden je 3 g des Probenmaterials in 230 ml Ka.liumtetrathionat-Bouillon nach PREUSS iiberfiihrt und 18-24 Stunden bei 37 °0 bebriitet. Die weitere Differenzierung mittels Wismutsulfit-Aga.r nach WILSON u. BLAIR und KLIGLER-Agar erfolgte wie nachstehend fUr Testkeime beschrieben.

Entseuch ungstest Ais pathogene Testkeime wurde jeweils ein Stamm von Salmonella give, S. derby und S. enteritidis aus der Stammsammlung des Hygiene-Institutes Potsdam eingesetzt. Die in Nahrbouillon iiberimpften Keime wurden nach 18-24stiindiger Inkubation bei 37 °0 auf ENDO-Agar ausgespatelt. Nach 18-24stiindiger Bebriitung des ENDo-Agars bei 37 °0 wurden die Bakterienrasen mit physiologischer Kochsalzlosung abgeschwemmt und die Suspension nach einer orientierenden Direktzahlung in der THOMA-Kammer (Kammerhohe 0,01 mm) auf eine Dichte urn 10' Keime! ml eingestellt. Diese Suspensionen dienten zur Beimpfung des Tragermaterials, das mit dem Kompostrohmaterial identisch war: je 0,25 ml Bakteriensuspension wurde zu je 3 g gemahlenem Rohmiill gegeben und in Beuteln aus Synthetikgewebe von 50!-tm Maschenweite verpackt_ Zur Feststellung der Uberlebensdauer der Testkeime kam - nach der noch zu beschreibenden Exposition des Tragermaterials in den Kompostmieten - je ein Beutelinha.lt zu je 30 ml Kaliumtetrathionat-Bouillon nach PREUSS, wurde 20 Minuten im Rundschiittler nach WAGNER geschiittelt und safort dekadisch im gleichen Medium verdiinnt. Nach einer Bebriitungszeit von 18-24 Stunden bei 37 °0 erfolgte die Uberimpfung der Anreicherungskulturen auf Wismutsulfit-Agar nach WILSON u. BLAIR. Verdachtige Kolonien wurden physiologisch auf KLIGLER-Agar und anschliel3end serologisch iiberpriift_ Die als Testorganismen verwendeten Ascariseier entstammten dem Endteil der Uteri'von weiblichen Spulwiirmern (A8caris lumbricoides suum), die bei der Schlachtung von Schweinen geS&IlllIlelt worden waren. Zur Gewinnung eines moglichst hohen Prozentsatzes entwicklungsfil.higer Eier wurden Weibchen nach bestimmten Kriterien, iiber die an anderer Stelle zu berichten sein wird, aussortiert. Das Uterusmaterial wurde in Aqua dest. durch mechanische Zerkleinerung und Morserung homogenisiert und nachfolgend gesiebt. Diese Prozedur hat gegeniiber einem chemischen Abbau des Uterusgewebes (ALMAS[ u. a. 1969, BORNKESSEL 1960) den Vorteil, dal3 man Eiersuspensionen herstellen kann, die nahezu ausschliel3lich Ein-Zell-Stadien enthalten. In Voruntersuchungen zur Priifung der Vitalitat erwiesen sich die gewonnenen Eier fast ausnahmslos als weiterentwicklungsfahig. Aus dem homogenisierten und gesiebten Uterusmaterial wurden Eiersuspensionen bereitet (200-250 Eier!ml). Je 1 ml Eiersuspension wurde zu je 5 g gemahlenem Rohmiill zugegeben und dieser in gleicher Weise verpackt wie das mit Salmon ellen beimpfte Tragermaterial. Zur Ermittlung der Uberlebensdauer der Ascariseier wurde ein Wiedergewinnungsverfahren mit hohem Konzentrationseffekt eingesetzt (ENGELBRECHT u. ISSERSTEDT 1970). Daher konnten die pro Gramm Tragerma.terial eingesetzten Eizahlen wesentlich geringer gehalten werden als in den Untersuchungen anderer Autoren (ALMASI u. a. 1969; BORNKESSEL 1960; KALBE 1955). Nach Entnahme des Testmaterials aus der Miete wurde jeweils eine Halfte des Tragermaterials sofort fiir die durchlichtmikroskopische Untersuchung aufbereitet ("Direktkontrolle"), die andere Halfte zur Priifung der Lebens- und Weiterentwicklungs-

Untersllchllng,m zur Entseuchung und Hygienisierllng von Siedillngsabfallen

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fiihigkeit del' Eier bei 27 °0 im Brutschrank deponiert und erst nach 18 Tagen in analoger Weise bearbeitet ("Kontrolle nach Bebriitung"). Je 2,5 g des Tragermaterials wurden in einem Glasgefii./.3 mit ie 50 ml Flotationsfliissigkeit (konzentrierte NaOI-Losung) versetzt. Nach etwa 30 Minuten Flotationsdauer wurde die gesamte supernatante Fliissigkeit (Ascariseier und Substratpartikel) zu gleichen Teilen in 4 Zeutrifugenglaser von ie 25 ml Fassungsvermogen iiberfUhrt. Zur Verringerung del' Dichte del' Flotationsfliissigkeit erfolgte eine Verdiinnung mit Aqua dest. im Verhaltnis von etwa 1: 1. Danach wurde zentrifugiert. Das Sediment diente Zllr Herstellung von Ausstrichpraparaten fiir die mikroskopische Untersuchung. Die Bellrteilung del' Lebens- und Weiterentwicklungsfahigkeit geschah an Hand morphologischer Kriterien. Auf eine Testung del' Infektionsfiihigkeit iiber die Tierpassage mui3te verzichtet werden. Fiir das Einbringen von Testorganismen in Kompostmieten hatten KNOLL (1963) und STRAUCH (1964) eine zweckmiii3ige Methode entwickelt, die bei den vorliegenden Untersuchungen zur Anwendung kam. Die mit beimpftem Tragermaterial gefiillten Testbeutel wurden zu ie 4 (ie ein Testbeutel mit SalmoneUa derby, S. enteritidis, S. give und A8cari8lumbridoide8 8uum-Eiern) in 250 g gemahlenen Rohmiill eingebettet, mit POU-Maschengewebe von 1,8 mm Maschenweite ummantelt und verschlossen. Diese Sammelbeutel wllrden in 4 Varianten zu ie 3 Wiederholungen in unmittelbarer Niihe der Temperaturme13stellen in die Mieten eingelegt. Die Varianten dienten zur Priifung del' unterschiedlichen Milieueinflusse, denen im Kompostmaterial enthaltene Krankheitserreger und Parasiten wahrend des Rotteprozesses ausgesetzt sind (Tabelle 1)_ Mit den Varianten 1 und 2 wurde del' Einflul3 einer totalen Umschichtung des Rottegutes bei del' Mietenbearbeitung simuliert, was fiir die Testorganismen Lagerungswechsel zwischen Mantel- und Kernzone bei jedem Umsetzen del' Miete bedeutet. Die Testorganismen del' Variante 3 und 4 waren dem standigen Einflul3 del' MantelodeI' Kernzone ausgesetzt. Diese Varianten trugen Verhaltnissen Rechnung, wie sie bei unzweckmiiLliger Mietenbearbeitung eintreten konnen. Fiir die Varianten 1 und 2 wurden Kurzzeitentnahmen, fUr die Varianten 3 und 4 Entnahmen nach Abschlul3 des Rotteprozesses festgelegt. Die Entnahmetermine sind den graphischen Darstellungen del' Ergebnisse zu entnehmen. Tabelle 1. Exposition del' Testorganismen wiihrend del' Rotte 1. Phase Ansetzen bis 1. Umsetzen

2. Phase nach 1. U msetzen bis 2. Umsetzen

3. Phase nach 2. Umsetzen bis 3. Umsetzen odeI' Abbau

4. Phase nach 3. Umsetzen bis Abbau

Variante 1

Kernzone

Mantelzone

Kernzone

Mantelzone

Variante 2

Mantelzone

Kernzone

Mantelzone

Kernzone

Variante 3

Mantelzone

Mantelzone

Mantelzone

Mantelzone

Variante 4

Kernzone

Kernzone

Kernzone

Kernzone

Ergebnisse Der Ubersichtlichkeit halber wurde der RotteprozeB in Phasen eingeteilt. Eine Phase umfaBt den Zeitabschnitt zwischen zwei BearbeitungsmaBnahmen (Ansetzen, Umsetzen bzw. Klassieren). Die Dauer der Phasen geht aus den Abbildungen hervor. 1. Verfahren VKA

Der Temperaturverlauf bei der Kompostierung des Sommermtill-Klarschlamm-Gemisches (WS, Abb. 1) war gekennzeichnet durch einen sprunghaften Anstieg der Kerntemperatur auf < 70°C unmittelbar nach dem Ansetzen und 1. Umsetzen der Miete sowie einen AbfaH nach etwa lOtagiger Rottedauer. Nach der Mietenbearheitung zu Beginn der 2. und 3. Phase trat ein wesentlich geringerer Temperaturanstieg und ein verzogerter Temperaturabfall auf < 40°C ein. Die Ergebnisse des Schmelztestes bestatigen die erhaltenen MeBwerte. Die Manteltemperatur

228

F.

MOLLElt

u. a.

lag mit etwa 70°C in der 1. und 2. Phase sehr hoch und sank mit Beginn der 3. Phase in wechselhaftem Verlauf allmiihlich auf < 40°C abo Zum Zeitpunkt des Klassierens bestand kein wesentlicher Temperaturunterschied zwischen Kern- und Mantelzone mehr. Das C/N-Verhiiltnis ging wiihrend der Rotte kontinuierlich von 28 auf 12 zuriick, in den ersten beiden Phasen im Kern langsamer als im Mantel. Die Werte des Chaetomium-Tests sanken mit Rottebeginn rapide ab, im Kern nur wenig langsamer als im Mantel, und unterschritten bereits am Ende der 2. Phase (nach 30 Tagen) den Grenzbereich urn 300 Sporentrager pro Ansatz. Die Redoxpotentialmessung wies den aus Modellversuchen bekannten Potentialabfall zu Rottebeginn aus. In der zweiten Halfte der 1. Phase lagen im Mantel schon wieder positive Werte vor; nach einer nochmaligen Depression zu Beginn der 2. Phase stiegen sie hier allmiihlich auf + 200 mV an. 1m Kern dauerte die Negativierung des Potentials bis Ende der 2. Phase; darauf folgte eine Zeitspanne mit nur geringfiigigen Anderungen und erst in der zweiten Halfte der 3. Phase der Ubergang in den positiven Bereich. Kurz vor dem Klassieren hatte sich der Unterschied zwischen Kern- und Mantelpotential weitgehend ausgeglichcn. Der Ammoniak-Quotient stieg im Mantelmaterial in der 1. Phase auf >20% an. Er betrug zum Ende der 2. Phase noch >5% und sank danach bis Ende der 3. Phase allmahlich auf 0 % abo 1m Mietenkern dauerte der Anstieg bis Mitte der 2. Phase. Zu Ende der 3. Phase wurden hier noch > 15 % ermittelt, zum Zeitpunkt des Klassierens 0 %. Der Thermophilen-Mesophilen-Index iiberschritt im Kern bereits zu Ende der 1. Phase, im Mantel im Verlauf der 2. Phase den Grenzwert von 1 % (Tabelle 2). Laktosespaltende Bakterien und Enterokokken, die mit 10 6 /g im Kompostrohmaterial sehr haufig waren, wurden schon zu Ende der 2. Phase im Kern und zu Ende der 3. Phase im Mantel in einer Anzahl von < 102 /g nachgewiesen. In 10 Parallelproben des zur Kompostierung angefahrenen RohmiiIls wurden je einmal Samonella anatum und S. derby gefunden. AIle weiteren Untersuchungen des Mietenmaterials auf Salmonellen verliefen negativ. Tabelle 2. Thermophilen-Mesophilen-Index bei der Kompostierung eines Sommermiill-KlarschlammGemisches nach dem Verfahren VKA (WS). Mittelwerte aus 5 Parallelen Rottephase

Rottedauer (d)

Thermophilen-Mesophilen-Index (%) Kernzone

Mantelzone

0 6 13

<0,1 0,2 1,6

<0,1 <0,1 0,5

2

20 27

5,6 10,1

3,0 1,4

3

75

5,4

19,5

4

285

15,1

5,4

Die als Testkeime verwendeten Salmonella-Serotypen wurden in einer Keimdichte von 10 6 /3 g Tragermaterial in die Miete eingelegt. Die Varianten 1 und 2 ergaben bereits 6 Tage nach Ansatz der Miete negative Ergebnisse. 1m Tragermaterial der Variant en 3 und 4 lieBen sich nach AbschluB der Kompostierung keine Salmonellen mehr nachweisen. Von den nach 6 Tagen Mietenaufenthalt aus dem Tragermaterial riickisolierten Ascariseiern hatten sich in Variante 1 noch 73 % weiterentwickelt. 1m bebriiteten Testmaterial erreichten noch 75 % das Larvenstadium (Tabelle 3). Variante 2 lieferte ahnliche Ergebnisse (82 % weiterentwickelt, nach Bebriitung 64 %

0 0

Kernzone

Mantelzone

75

285

3

4

Varianten 3 und 4 ausschlieI31ich Negativbefunde.

0 0

Mantelzone

20 27

2

weiter entw icklungsfahig ( % )

0

0

0

Mantelzone K ernzone

0 0

K ernzone

0 0 0

82 0

0

0

0 0

64 5

Direktkon trolle Kontrolle nach Bebriitung Mantelzone

Exposition del' Testorganismen

Variante 2

75 3

Direktkontrolle Kontrolle nach B ebriitung

weiterentwicklungsfahig (%)

73 0

6 13

1

Exposition d el' Testorganismen

Variante 1

Kernzone

Rottedauer (d)

Rottephase

Tabelle 3. Uberleb ensdauer del' a ls Testorganismen verwende t en Eier von Ascaris lumbricoides suum b e i d el' Kompostierung eines Somme rmiillKlarschlamm- Gemisch es nach dem Verfahren VKA (WS). Ausgangszahlen: 190-220 Eier/5 g Tragermater ial. Prozentualer Anteil del' weiterentwicklungsfahigen in bezug auf die riickisolierten Eier; Mittelwerte aus 3 Parallel en

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F.

MOLLER u. a.

im Larvenstadium). Zu Ende der 1. Phase erbrachte die mikroskopische Direktuntersuchung keine Hinweise auf eine Zellvermehrung, wahrend sich durch Bebrtitung der isolierten Ascariseier noch 3 % von Variante 1 und noch 5 % von Variante 2 zu Larven differenzierten. Ab Mitte der 2. Phase enthielt das Tragermaterial keine intakten Entwicklungsstadien mehr. Die rtickisolierten Eier zeichneten sich durch eine mit der Expositionsdauer zunehmenden Dmtruierung ihrer Inhalte und Zerbrockeln der Eischalen aus. Bei der Kompostierung des Wintermtill-Klarschlamm-Gemisches (WW, Abb. 2) wurde ein ahnlicher Verlauf der Rottetemperatur wie in der Miete WS beobachtet. Unter dem EinfluB der niedrigen Lufttemperatur trat jedoch eine urn etwa 10 °C geringere Erwarmung des Rottegutes, ein verzogerter Temperaturanstieg zu Beginn und ein schnellerer Temperaturabfall in der zweiten Halfte der 1. und 2. Phase ein. In der 1. Phase wurde die Grenztemperatur von 55°C nur 2 Tage, in der 2. Phase nur 4 Tage tiberschritten, was auch die Ergebnisse des Schmelztestes bestatigen. Das mit > 40 sehr weite CjN -Verhiiltnis des Kompostrohmaterials erlitt in den ersten beiden Phasen eine drastische Einengung. Diese Tendenz setzte sich auch hier (wie in Miete WS) zuerst in der Mantelzone durch. Zum Zeitpunkt des Klassierens war das CjN-VerhiiJtnis im gesamten Mietenmaterial ausgeglichen. Die Ergebnisse des Chaetomium-Tests sind wenig aussagekraftig. Die Anzahl der Fruchtkorper betrug fur das Rohmaterial < 300. Der in den Mantelproben beobachtete Anstieg in der 1. und 2. Phase und der nachfolgende Abfall mussen als unspezifisch betrachtet werden. In der Mantelzone verlief das Redoxpotential wie in Miete WS. In der Kernzone wurden wesentlich tiefere Werte (> - 200 m V) erreicht, die bis in die 3. Rottephase anhielten. Auffallig ist der bereits bei der Sommermull-Klarschlamm-Kompostierung festgestellte Ubergang des Kernpotentials in den positiven Bereich nach ungefahr 150 Tagen Rottedauer. Vor dem Klassieren hatten sich die Unterschiede zwischen Kern- und Mantelpotential ausgeglichen. Fur den Ammoniak-Quotienten konnten im Gegensatz zur Miete WS fur die Mantelzone keine Werte errechnet werden, da kein Ammonium-Stickstoff nachweisbar war. 1m Mietenkern wurde ein Maximum (>25%) erst in der 3. Phase erreicht. Das klassierte Material war aber auch hier frei von Ammonium-Stickstoff. Der Thermophilen-Mesophilen-Index (Tabelle 4) iiberschritt im Mietenkern ab Mitte der 2. Phase I %, wogegen dieser Grenzwert im Mantel erst zu Ende des Rottevorganges erreicht wurde. Das Kompostrohmaterial enthielt L'1ktosespaltende Bakterien in geringerer Anuhl (104jg) als dasSommermullKlarschlamm-Gemisch. Der Grenzwert von 102 jg wurde sowohl im Kern als auch im Mantel am Ende der 2. Phase unterschritten. Die Enterokokkenzahl lag mit etwa 105 jg ebenfalls niedriger als im Sommermull-Klarschlamm-Gemisch. Der Ruckgang Tabelle 4. Thermophilen-Mesophilen-Index bei der Kompostierung eines Wintermiill-KlarschlammGemisches nach dem Verfahren VKA (WW). Mittelwerte aus 5 Parallelen Rottephase

Rottedauer (d)

Thermophilen-Mesophilen-Index (%) Kernzone

Mantelzone

1

0 6 13

0,5 0,3 0,6

0,5 <0,1 <0,1

2

20 26

1,1 314,8

<0,1 <0,1

3

68

20,0

0,2

4

188

8,4

11,0

20 26

67

188

2

3

4

Mantelzone

Kernzone

Mantelzone

Kernzone

0

0

0 0 0

0

0 0

0

105

S. enteritidis

Variante 2

Kernzone

Mantelzone

Kernzone

M antelzone

Exposition der Test· organismen

0

0

0 0

106 105

S. give

0

0

0 0

105

105

S. derby

Salmonellen· Tite r

0

0

0 0

lOS

105

S. enteritid i8

Mantelzone

Kernzone

Mantelzone

20 26 67

188

2

4

Varianten 3 und 4 ausschlie13lich Negativbefunde.

3

Kernzone

6 13

1

Kernzone 0

0

0

Mantelzone

K ernzone 0 0 0

79 13 0 0 0

81 25 0 0 0 73 34

0

0 0 0

9

80

Direktkontrolle Kontrolle nach Bebrutung

weiterentwicklungsfiihig ( % )

Mantelzona

Exposition d er Testorganismen

Direktkontrolle Kontrolle nach B ebrutung

Variante 2

Exposition der Testorganism en

weiterentwicklungsfahig (%)

Variante 1

Rottedauer (d)

Rottephase

Tabella 6. Uberlebensdauer d er als Testorganismen verwendeten Eier von Ascaris lumbricoides suum bei del' Kompostierung eines Win termuU· Klarschlamm·Gemisches nach dem Verfahren VKA (WW). Ausgangszahlen: 200- 220 Eier/5 g Tragermaterial. Prozentualer Anteil del' weiterentwicklungsfahigen in b ezug auf d ie ruckisolie r ten Eier; Mittelwerte aus 3 Parallelen

0

0

0 0

105 0

106 0

S. derby

S. give

Salmon ellen· Titer

Varianten 3 und 4 ausschlie13lich Negativbefunde.

6 13

Variante 1

Exposition der T est· organismen

Rottedauer

(d)

I

Rottephase

Tabelle 5. Uberlebensdauer der als Testorganismen verwend eten Salmonella ·Serotypen b e i del' Kompostierung eines Wintermull·Klarschlamm· Gemisches nach dem Verfahren VKA (WW). Ausgangszahlen: 1()6 Keime/3 g Tragermaterial. Mittelwerte aus 3 Parallelen

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232

F.

MOLLER

u. a.

auf < 102 /g wurde im Kern innerhalb der 2. Phase, im Mantel bis RotteschluB jedoch nicht erreicht. Salmonellen lieBen sich uberraschend im Mietenmaterial am Ende der 3. Phase nachweisen; zwei von 5 Kernproben enthielten S. typhimurium. Die Untersuchungsergebnisse an den Testkeimen zeigt Tabelle 5. Die Isolierung der drei Salmonella-Serotypen, deren Ausgangskeimzahl im Tragermaterial zwischen 101>/3 g und 10 6 /3 g lag, gelang in den Varianten 1 und 2 bis zu Ende der 1. Phase nach 13 Tagen. AIle weiteren Untersuchungen des Testmaterials der Varianten 1 und 2 sowie der Variant en 3 und 4 erbrachten negative Resultate. Die Ascariseier blieben his Mitte bzw. Ende der 1. Phase zu einem hoheren Prozentsatz entwicklungsfahig als bei der Sommermull-Klarschlamm-Kompostierung (Tabelle 6). Die mikroskopische Direktuntersuchung des vor dem 1, Umsetzen entnommenen Testmaterial ergab in Variante 1 noch zu 25 % und in Variante 2 noch zu 13 % weiterentwickelte Eiinhalte. Nach der Behrutung hatten sich 34 % (Var. 1) bzw. 9 % der Eier (Var. 2) zu Larven differenziert. In den Varianten 1 und 2 lieferten die Testmaterialien ab Mitte der 2. Phase nur destruierte Ascariseier. Die Untersuchung der Varianten 3 und 4 erhrachte negative Ergehnisse. 3.2. Verfahren ifk Die Sommermullkompostierung (ES, Abb.3) war durch eine schnelle Erwarmung des Rottegutes auf etwa 60 °C in Kern- und Mantelzone gekennzeichnet. Die Kerntemperatur begann gegen Ende der 1. Phase, die M&nteltemperatur bereits nach 6 Tagen abzusinken. In der 2. und 3. Phase wiederholte sich diese Tendenz, wobei die Manteltemperatur jeweils auf ein urn etwa 10 °C niedrigeres Niveau zuruckging. Die Ergebnisse des Schmelztestes bestatigten die sichere thermophile Rottefiihrung. Das C/N-Verhaltnis veranderte sich wahrend der 90tagigen Rotte von 28 auf 20, wobei wiederum eine geringfiigige Verzogerung im Kernmaterial gegenuber dem Mantelmaterial auftrat. Der Chaetomium-Test wies die Unterschreitung des Grenzwertes 300 zum Ende del' 2. Phase flir das gesamte Mietenmaterial aus. Das Redoxpotential stieg im Mantel kontinuierlich auf den Endwert von 175 m Van. 1m Kern sank es in del' 1. Phase in den negativen Bereich, kehrte jedoch bereits in der 2. Phase in den positiven Bereich um + 100 m V zuruck und anderte sich bis Rotteende nicht mehr wesentlich. Der Ammoniakquotient erreichte in del' 1. Phase im Kern 15 %, blieb auch in der 2. Phase auf diesel' Rohe und begann erst in der 3. Phase allmahlich abzusinken. Beim Mietenabbau betrug er noch > 10 %. 1m Mantel war Ende der 2. Phase kein Ammoniumstickstoff mehr nachweisbar. Der Thermophilen-Mesophilen-Index (Tabelle 7) hatte mit Ende der 2. Phase die 1 %-Grenze uberschrittcn. Laktosespaltende Bakterien und Enterokokken waren, wie von der Miete WS bereits bekannt, mit 10 6 /g im Kompostrohmaterial sehr zahlreich. lnfolge des allmahlichen Ruckganges der Indikatorkeimzahlen wurden im Mietenkern im

+

Tabelle 7. Thermophilen·Mesophilen-Index bei der Kompostierung von Sommermiill nach dem Verfahren ifk (ES). Mittelwerte aus 5 Parallelen Rottephase

Rottedauer (d)

Thermophilen -Mesophilen -Index (%) Kernzone

Mantelzone

1

0 34

0,2 0,5

0,2 0,5

2

62

4,6

1,2

3

96

27,8

0,6

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Kernzone

98

3

Varianten 3 und 4 ausschlie l31ich Negativbefunde.

Mantelzone

62

Kernzone

Mantelzone

o

o

o

o Kernzone

o

o

75

o

Mantelzone

o o

3

70

o

o

o o

55

Dire ktkontrolle Kontrolle nach Bebriitung

w eiter entwicklungsfahig ( % )

o o

66

Dil'ektkontrolle Kontrolle nach Bebriitung

Exposition del' Testorganismen

Exposition d er Testorganismen weiterentwicklungsfahig ( % )

Variante 2

Variante 1

2

13

6

Rott.d auer (d)

34

1

Rottephase

Tabelle 8. Uberleb en sdauer d er als Testorganismen v erwendeten Eier von Ascaris lumbricoides suum bei del' Komp osti erung von Sommcrmiill Ilae h dem Verfahren ifk (ES). Ausgangszahlen: 200- 280 Eier/5 g Tragermaterial. Prozentualer Anteil del' weiterentwicklungsfahigen in b ezug auf die riickisolierten Eier; M ittelwerte aus 3 Parallelen

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234

F. :\iOLLER u. a.

Verlauf der 2. Phase der Grenzwert ftir laktosespaltende Bakterien und wahrend der 3. Phase der fUr Enterokokken unterschritten. 1m Mantel traten die beiden Indikatoren bei RotteabschluB noch in einer Haufigkeit von ca. 102/g auf. Der Salmonellennachweis im Rottegut erbrachte nur negative Resultate. Die als Testkeime verwendeten Salmonella-Serotypen wurden in einer Konzentration von 105 /3 g Tragermaterial in die Miete eingelegt. Ihre Abt6tung erfolgte in den Varianten 1 und 2 bereits zu Beginn der 1. Phase, innerhalb von 6 Tagen nach dem Mietenansatz. Das Testmaterial der Varianten 3 und 4 war zu Ende der Ro te negativ. Die hier eingesetzten Ascariseier verhielten sich ahnlich wie bei der Kompostierung des Sommermtill-Klarschlamm-Gemisches nach dem Verfahren VKA (Tabelle 8). Nach sechstagiger Verweildauer in der Miete zeigten in Variante 1 noch 60 % und in Variante 2 noch 75 % der Eier Potenzen zur Weiterentwicklung. Zu Larven konnten sich 70% (Var.I) bzw. 55% (Var. 2) differenzieren. Bereits nach 12 Tagen kamen im Testmaterial der Variante 2 keine entwicklungsfahigen Eier mehr vor, wahrend in Variante 1 nur noch 3 % der im Bebrutungstest geprtiften Eier lebensfahige Larven enthielten. 1m Tragermaterial von Variante 3 und 4 lieBen sich keine entwicklungsfahigen Ascariseier nachweisen. Die Wintermtillkompostierung (DW, Abb. 4) zeigte (im Gegensatz zum Verfahren VKA) keinen analogen Verlauf der Rottetemperaturen zur Sommermtillkompostierung, sondern einen den Lufttemperaturen folgenden allmahlichen Anstieg, wobei im Kern um 5 bis 10 DC h6here Temperaturen herrschten als im Mantel. 1m Mietenkern wurden 40 DC nicht uberschritten. Der Schmelz test ergab deshalb nur negative Resultate (tiefste geprtifte Grenztemperatur: 43 DC). Das C/N-Verhiiltnis sank nach auBergewohnlichem Verlauf, einem Anstieg zum Ende der 1. Phase (Lagerung in Schuttelkegeln) im Kern und zum Ende der 2. Phase im Mantel, von 33 im Ausgangssubstrat auf etwa 20 im Fertigkompost abo Auch die Ergebnisse des Chaetomiumtests lieBen keine eindeutige Beziehung zum Rotteablauf erkennen. Die Auszahlung der Prtifansatze des Roh- und des Fertigmaterials ergab etwa 300 Fruchtk6rper. Wahrend der Rotte erh6hten sich die Werte zeitweilig auf 500. Das Redoxpotential stieg in der 1. Phase in Widerspruch zu allen anderen Beobachtungen auf > + 100 m Van. Danach setzte sich die bekannte Entwicklung, d. h. kontinuierlicher Anstieg im Mantel, AbfaH auf negative Werte fUr die Dauer von 2 Phasen mit anschlieBender Rtickkehr in den positiven Bereich im Kern, durch. Zum Zeitpunkt des Klassierens waren Kern- und Mantelpotential ausgeglichen. Auch der Ammoniakquotient erhohte sich im Mietenkern erst in der 2. Phase (> 15 %), sank aber im Gegensatz zur Sommermullkompostierung nachfolgend kontinuierlich bis auf 0 % zum Ende der 4. Phase abo Der Thermophilen-Mesophilen-Index (Tabelle 9) lag schon im Rohmull tiber 1 % und unterschritt diesen Grenzwert, von einer Ausnahme Tabelle 9. Thermophilen-Mesophilen-Index bei der Kompostierung von Wintermiill nach dem Verfahren ifk (DW). Mittelwerte aus 5 Parallelen Rottephase

Rottedauer (d)

Thermophilen-Mesophilen-Index (%) Kernzone

Mantelzone

P)

0 41

14,3 5,1

14,3 1,5

2

69

3,4

2,8

3

98

4,3

2,8

4

136

4,9

5,3

1) Lagerung des Rottegutes in Schiittkegeln.

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69

98

136

2

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Mantelzone

Kernzone

Mantelzone

Kernzone

0

0

101

102 10°

0

0

101

10 2 102

0

0

(10 2 )

103 10°

S. enteritidis

Variante 2

K ernzone

Mantelzone

Kernzone

Mantelzone

0

0

0

102 10°

0

0

0

102 10°

Exposition der Salmonellen· Titer Testorganismen S. give S. derby

0

0

10 1

102 10°

S. enteritidis

13 41

69

98

136

Il)

2

3

4

3 0

Mantelzone

24

90 72

Kernzone

Mantelzone

Kernzone

0

0

36

99 69

Direktkontrolle Kontrolle nach Bebriitung

93 79 7 0 0

Kernzone Mantelzone Kernzone

0

0

15

89 53

Direktkontrolle Kontrolle nach Bebrutung

weiterentwicklungsfahig (%)

Mantelzone

Exposition der T estorganisrnen

Exposition der Testorganismen

weiterentwicklungsfiihig (%)

Variante 2

Variante 1

Varianten 3 und 4 ausschlieLllich Negativbefunde. 1) Lagerung des Rottegutes in Schiittkegeln.

Rottedauer (d)

Rottephase

Tabelle II. Uberlebensdauer der als Testorganismen verwendeten Eier von A8caris lumbricoide8 8uum bei der Kompostierung von WintermiilI naeh dem Verfahren ifk (DW). Ausgangszahlen: 48 - 62 Eier/5 f TragerrnateriaJ. Prozentualer A nteil der weiterentwicklungafiihigen in bezug auf die riickisolierten Eier; Mittelwerte aus 3 Parallelen

Varianten 3 und 4 ausschliel3lich Negativbefunde. 1) Lagerung des Rottegutes in Schuttkegeln.

13 41

Variante 1

Exposition der Salmonellen·Titer Testorganismen S. give S. derby

Rottedauer

(d)

Il)

Rottephase

Tabelle 10. Uberlebensdauer der als Testorganismen verwendeten Salmonella.Serotypen b ei der Kornpostierung von Wintermull nach dem Ver· fahren ifk (DW). Ausgangszahlen: 106 Keime/3 g TragermateriaJ. Mittelwerte aus 3 Parallelen

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abgesehen, wahrend del' Rotte nicht. Die Anzahl Laktosespaltender Bakterien betrug im Kompostrohmaterial 104 /g, die del' Enterokokken 103 /g und lag damit vergleichsweise ebenso niedrig wie bei Miete WW. Abgesehen von den Laktosespaltenden Bakterien im Mietenkern, die in del' 2. Phase mit < 10 2 /g bestimmt wurden, verminderten sich die Indikatorkeimzahlen sehr langsam und unterschritten erst in del' 4. Phase die Grenzwerte. Salmonellen lieBen sich im Rottegut nicht nachweisen. Die Uberlebensdauer del' als Testkeime verwendeten Salmonella-Serotypen ist aus Tabelle 10 ersichtlich. Die Titerwerte gingen von 105 bis 107 /3 g beimpften Tragermaterials zu Rottebeginn innerhalb del' ersten Phase auf 10° bis 103 /3 g zuruck. Bei Exposition im Kern starben die Testkeime innerhalb del' 2. Phase ab, wahrend die im Mantel lagernden Tragersubstrate erst in del' 3. Phase negativ reagierten. Del' parasitologische Test lieferte Ergebnisse, die eindeutig von denen del' vorangegangenen Untersuchungsreihen abwichen (Tabelle 11). Zu Ende del' 41 Tage dauernden 1. Phase erbrachte die mikroskopische Direktkontrolle fUr Variante 1 noch 72 % und fur Variante 2 noch 79 % weiterentwickelte Eier. 1m Bebrutungstest erreichten 69 % (Val'. 1) bzw. 53 % (Val'. 2) das Stadium del' Eilarve. Nach Ablauf del' 2. Phase lag en die Prozentsatze bei 24 % weiterentwickelte bzw. 36 % Eier mit Larvenentwicklung in Variante 1 und bei 7 % weiterentwickelte bzw. 15 % Eier mit Larvenentwicklung in Variante 2. 1m Verlauf del' 3. Phase wurden die verbliebenen Ascariseier bis auf geringe Reste inaktiviert (3 % weiterentwickelte Eier in Val'. 1). Am Ende del' 4. Phase war das Tragermaterial aller Varianten frei von lebensfahigen Entwicklungsstadien.

Diskussion 1. Entseuchung

1m Ergebnis einer Arzteumfrage steUte GOTTSCHING (1972) fest, daB bis heute keine zuverlassigen Daten uber das Vorkommen von Krankheitserregern im Hausmull vorliegen. Das verschieden hoch eingeschatzte Infektionsrisiko wird vielmehr aus unterschiedlicher Mullzusammensetzung und Beigabe infektioser Stoffe (wie AbfliJIe aus Arzt- und Tierarztpraxen) abgeleitet. Nach der von ihr durchgefUhrten Literaturrecherche sind fUr und gegen die Lehrmeinung, Mull sei seuchenhygienisch kein besonders gefahrlicher Stoff, kaum mehr als Ansatze zur Beweisfuhrung beigebracht worden. Tatsachlich fehlen nicht nur reprasentative Untersuchungen uber die Belastung des Mulls mit pathogenen Bakterien, Viren und Parasiten, sondern auch Ermittlungen dariiber, welche Rolle Mull als Glied in Infektionsketten spielt. Auf Grund eigener Erfahrungen und Uberlegungen halt en wir eine kritische Prlifung des zitierten Lehrsatzes fUr erforderlich. 1m Aufsichtsbereich der Hygieneinstitute Potsdam und Halle wurden bei Routinekontrollen regelmaBig pathogene Darmkeime im Hausmull nachgewiesen (MOLLER 1972). Dieser Sachverhalt steht im Widerspruch zu Befunden und Meinungen alterer Autoren. Er verdient vor aHem in bezug auf den neuerdings dominierenden Einsatz von Mullkomposten im Feldgemusebau Beachtung. Uberleben Krankheitserreger den RotteprozeB und gelangen mit nicht entseuchtem Kompost auf Nutzflachen, konnen sie unter bestimmten Bedingungen bis zur Ernte auf Gemuse uberleben. In lebensmittelhygienischen Untersuchungen wurde wiederholt eine nachtragliche Vermehrung in Kuchen verschleppter pathogener Darmkeime wahrend del' Speisenzubereitung nachgewiesen. Die nachtragliche Keimvermehrung im Lebensmittel war eine del' Ursachen fiir das Zustandekommen von Erkrankungshaufungen unter der Bevolkerung. Die Gefahr von Infektionskettenschlussen solcher Art muB bei der Kompostverwertung mit Sicherheit ausgeschlossen werden (MOLLER 1972). Neben

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WI' Enl"'lil'hllllg illld

l-fygieni8i8rnng von 8iedlungsabfllllen

237

Gemiise, Kartoffeln uncI rrdnahmn Obst haben verschicdene Futterpflanzen analog als Risikokulturen fUr die Tiererniihrung zu gelten. Fur die Prufung del' Effektivitat del' Mullkompostierung ist unsercs Erachtens ein konkreter Bezngspunkt dadurch vorgegeben, daB seuchenhygienische Gefahrenmomente stets aus dem Vorkommen bestimmtcr Arten von Krankheitserregern im Hausmull resultieren. Ein Arbeitsprogramm unter Beachtung diesel' Pramisse vel' mag epidemiologische Kausalzusammenhange aufzuhellen. Endgultige Klarheit daruber, inwieweit VerstoBe gegen hygienische Normen hei del' Abfallkompostierung das Morbiditatsgeschehen tatsiichlich beeinflnssen, wird indessen erst durch noch immer ausstehende, komplexe seuchenhygienische Verfolgsuntersuchungen in den Bereichen Kommunalwirtschaft, Landwirtschaft, Lebensmittel- und Nahrungsguterwirtschaft zu schaffen sein. Die vorstehend fUr die Siedlungsabfallkompostierung angestellten Uber/egungen sind allgemein zutreffend und gelten auch fUr den Einsatz von Mull-KlarschlammGemischen als Ausgangsmaterial. Die hohere Belastung des Klarschlammes mit pathogenen Keimen und Parasitenstadien vergroBert lediglich das vorhandene seuchenhygienische Risiko. Fur den Nachweis der Entseuchung wah rend des Rotteprozesses haben sich Testmethoden durchgesetzt. Die zu geringe Anzahl der aus Mull odeI' Mull-KlarschlammGemischen isolierbaren Krankheitserreger erlaubt nicht den Einsatz gebrauchlicher Labormethoden zum quantitativ-qualitativen Nachweis ihrer Inaktivierung. Die temporare Einlagerung von Testorganismen in das Rottegut erwies sich als Methode del' Wahl. Die ZweckmaBigkeit des Entseuchungstests ist allgemein anerkannt, zumal die Testergebnisse als thermische Entseuchungsbedingung formuliert werden konnen. Einschriinkend sei jedoch festgestellt, daB del' Test in del' bisher gehandhabten Form gera"'de dem Anspruch, anlagespezifische Entseuchungsfunktionen zu ermitteln, nicht voll gerecht werden konnte. Die Ursachen dafUr sehen wir in der Wahl del' Testorganismenart und ihrer Anzahl im Tragersubstrat (Tabelle 12). Abgesehen von Untersuchungen zur Kompostierung hochinfektioser Abfalle, bei denen die Art del' Testorganismen durch die Zielstellung del' Arbeit eindeutig bestimmt war (BAKRADSE 1968, BURGER ]965, PERL U. GOLDMANN 1955), wurde die Auswahl von Testorganismen haufig ohne Bezug auf die aktuelle seuchenhygienische Situation des jeweiligen Territoriurns getroffen. So gibt z. B. STRAUCH (1964) nicht an, weshalb Salmonella enteritidi8 stellvertretend fUr pathogene Enterobacteriaceae als Testkeim gewahlt wurde. ALMASI u. a. (1969) beschrankten sich auf die allgemeine Feststellung, Ascariseier konnten wegen ihrer groBen Widerstandsfahigkeit zur Bezeichnung del' hygienischen Sicherheit bei del' Kompostierung dienen. KNOLL (1963) entschied nach Vorversuchen, die im wesentlichen Aussagen uber die Temperaturresistenz seiner Testkeime zulieBen, daB die widerstandsfahigen Keime del' serologischen Gruppe B, Salmonella parathyphi B und S. cairo, pathogene Enterobacteriaceae am besten reprasentieren. Unserer Auffassung nach darf die Reprasentanz von Testorganismen nicht allein aus deren Widerstandsfahigkeit gegenuber abiotischen und biotischen Umweltfaktoren abgeleitet werden. Ein nicht unwichtiges und bisher kaum berucksichtigtes Auswahlkriterium stellt sich uns in del' epidemiologischen Relevanz der Testorganismen im Einzugsbereich einer Kompostierungsanlage. So schieden im Rahmen unserer Untersuchungen z. B. Bacillus anthraci8 und Mycobacterium tuberculo8i8 als Testkeime auf Grund der fUr Milzbrand und Tuberkulose in den Territorien ermittelten Morbiditiits- und Mortalitatslage aus. Die eingesetzten Testorganismen dagegen sind in den entsprechenden Aufsichtsbereichen uber einen langen Zeitraum als Erreger von Infektionserkrankungen nachgewiesen worden (Tabelle 13). Ihr Vorkommen im Mull und Klarschlamm stand in direktem Zusammenhang mit diesen Erkrankungshiiufungen. Verschiebungen zwischen dem prozentualen Anteil del' einzelnen Erreger am Krankheitsgeschehen und ihrer Haufigkeit in den

STRAUCH

1972

1964

KRANNICH

Baden·Baden

Samonella give S. derby S. enteritidis A8cari8 suum

et

1969

VKA

MOLLER

KRANNICH

keine Angaben 106

Psittakosevirus

Salmonella enteritidi8

lOS lOS

l~

lOS lOS lOS

1~

106

lOS lOS

10' 10'

Bacillus anthraci8 Eryaiopelothrix rhusiopathiae

u. a.

Salmonella give S. derby S. enteritide8 A8cari8 suum

ifk

et

10' 105

Salmonella paratyphi B S. cairo S. infantis S. litchfield S. typhi

lOS

k eine Angaben

10' keine Angaben

mitt!. Anzahl/g Tragersubstrat

Mycobacterium tuber· culo8is

Baden-Baden

Modell

Ascari8 8uum Salmonella paratyphi B Shigella 80nnei

Art

T estorganismen

1963

MOLLER

KNOLL

BURGER

1965

Modell Modell

et a1. 1969 BAETGEN 1962

ALMAS!

Kompostierungs· v erfahren

Autor

21

5+5

5+5

14

~1

~7

~5

Grenzinaktivierungs· dauer (d)

40- 60 % Feuchte

5 Tage nach dem Ansetzen, 5 Tage nach dem 1. Umsetzen

5 Tage nach dem Ansetzen, 5 Tage nach dem 1. Umsetzen

45-55 % Feuchte, e inmai Umsetzen

Z usa tz bedingungen

Tabelle 12. Thermisch e Entseuchungsbedingungen fUr ausgewi1hlte Mietenkompostierungsverfahre~. Abhangigkeit der fur ~ 55 °C ausgewiesenen bzw. extrapoiierten Grenzinaktivierungsdauer yom Verfahren, von der Art und der Anzahi d er e in· gesetzten Testorganismen

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00

Untersuchungen zur Ellt~"llChullg und Hygienisierung von Siedlungsabfallen

239

Abfallen, auf die wir bei Auswertung der Seuchenstatistiken aufmerksam wurden, lassen sich mit dem unterschiedlichen Persistenzverhalten im fremden Milieu erklaren: Salmonella give dominierte im Mull und Klarschlamm, S. enteritidis bei den Infektionserkrankungen. Tabelle 13 enthalt keine Angaben uber den Ascarisbefall in den betreffenden Hygiene-Aufsichtsbereichen. Die gefuhrten Nachweise bestatigten die seuchenhygienische Bedeutung dieser Helminthen, waren insgesamt aber aus verschiedenen Grunden fur eine vergleichende statistische Auswertung nicht geeignet. Aus Untersuchungen zur Uberlebensfahigkeit von Krankheitserregern unter AuBenweltbedingungen ist bekannt, daB die Uberlebensdauer nicht nur von der Widerstandsfahigkeit, sondern auch von der Anzahl der Erreger abhangt (KRANNICH 1972). Dieser Aspekt ist im Rahmen des Entseuchungstests bisher ebenfalls ungenugend berucksichtigt worden (Tabelle 12). Nach eigenen Erfahrungen kann die Entseuchungsfunktion unter Einsatz von 104 bis 105 pathogenen Bakterien und 101 bis 10 2 Helmintheneier pro Gramm Tragermaterial sicher und reproduzierbar aufgenom men werden_ Hohere Beimpfungsraten sind aus methodischen Rucksichten nicht erforderlich und im Interesse des Analogieschlusses zur Entseuchung im Werksbetrieb abzulehnen. Selbstverstandlich hangt die erforderliche Minimalkonzentration der Testorganismen im Testmaterial auch von der Effektivitat der Ruckisolierungsmethoden abo Aus dieser Sicht besteht Veranlassung, den labordiagnostischen Teil des Entseuchungstests einer kritischen Priifung zu unterziehen. In der kommunalwirtschaftlichen Praxis haben sich, nicht zuletzt wegen der Forderung nach gesicherter Abtotung der im Rohmaterial vorhandenen pathogenen Mikroorganismen und Parasitenstadien. HeiBkompostierungsverfahren durchgesetzt. Die Inaktivierung der Krankheitserreger erfolgt bei diesen Verfahren primar durch thermische Einflusse nach einer Temperatur-Zeit-Funktion. Als Grenzinaktivierungstemperatur von allgemeiner Gultigkeit fur die Mietenkompostierung ermittelten BAETGEN (1962), KNOLL (1963). MOLLER U. KRANNICH (1969, 1972), STRAUCH (1964) u. a. den Wert von 55 °e, der nach den meisten Technologien sicher erreicht und uberschritten werden kann. Infolge der unterschiedlichen Auswahlprinzipien fur Testorganismen differieren jedoch die von den genannten Autoren geforderten Grenzinaktivierungszeiten erheblich. Die in Tabelle 12 zusammengestellten Angaben sind unseres Erachtens mehr Ausdruck der Widerstandsfahigkeit und Einsaatkonzentration der Testorganismen als Beweis einer anlagebedingten unterschiedlichen Entseuchungsdauer. Wenn im Entseuchungstest MaBnahmen zur Ausschaltung des kalkulierbaren seuchenhygienischen Risikos einer Anlage bzw. eines Verfahrens ermittelt werden sollen, ist der Test dieser Zielstellung besser anzupassen. Eine methodische N euorientierung der Verfahrenskontrolle fur Mietenkompostierungsanlagen scheint angezeigt. Dies bezieht sich auf die vorstehend diskutierten qualitativen Aspekte des Tests. Die Auswahl von Testorganismen auf der Basis einer langfristigen epidemiologischen Analyse im Einzugsbereich der zu prufenden Kompostierungsanlage steUt dabei eine UbergangslOsung dar. Wenn ausreichend Erfahrungen mit dem solchermaBen praktizierten Entseuchungstest aus verschiedenen Territorien vorliegen, wird man schlieBlich zu einer Standardisierung fUr uberregionale Bereiche, in denen vergleichbare seuchenhygienische Gefahrenmomente herrschen, ubergehen und ein definiertes Spektrum reprasentativer Testorganismen festlegen konnen. Dieses Ziel muBte in internationaler Vereinbarung angestrebt werden. 1m Ergebnis unserer Untersuchungen ermittelten wir folgende, fur die Verfahren VKA und ifk gleichermaBen gtiltige thermische Entseuchungsbedingung: 2 Rottephasen mit je T ? 55

°e; t ? 5 d.

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F. \lii1.J.Ef{ u. n.

vVurde die Grenzinaktivierungstemperatur von 55 DC im Mietenkern naeh dem Ansetzen und naeh dem 1. Umsetzen jeweils 5 Tage kontinuierlich erreicht odeI' iiberschritten, war das Rottegut entseucht. Testkeime, auf die in der 1. Phase in der Kernzone ~ 55 DC fUr ~ 5 d einwirkten, wurden bereits vollstandig inaktiviert. Ebenso starben die in der Mantelzone peristierende Testkeime, die in der 2. Phase gleichen Bedingungen in del' Kernzone ausgesetzt waren, restlos ab. Von den Ascariseiern blieben nach Exposition hei ~55 °C und ~5d in del' Kernzone wahrend det 1. Phase einige Restprozente weiterentwicklungsfahig. Diese Stadien wurden beim nachfolgenden Aufenthalt in der Mantelzone bei Temperaturen < 55 DC innerhalb weniger Tage inaktiviert. Da in der 2. Phase aus der Mantel- in die Kernzone umgelagerte, noch entwicklungsfahige Ascariseier ~ 55 DC ~ 5d nicht iiberlebten, war das gesamte Mietenmaterial nach ErfUllung der O. g. Bedingung im seuchenhygienischen Sinne unbedenklich. Das Verhalten der Ascariseier zeigt, daB die fUr pathogene Mikroorganismen gefundene Temperatur-Zeit-Beziehung der Inaktivierung auf diese Helminthenstadien nicht unmittelbar iibertragen werden kann. Die thermische Inaktivierung erfolgt unter deutlicher Verzogerung in del' Endphase. Dies konnte auf unterschiedliche Persistenzeigenschaften des eingesetzten mikrobiellen und parasitaren Testmaterials zuriickzufUhren sein. Da sich del' Entseuchungseffekt insgesamt unter del' aufgestellten Entseuchungsbedingung zuverlassig realisieren laBt, konnte das Phanomen vernachlassigt werden. Zur Klarung del' Ursa chen waren weiterfUhrende Untersuchungen wiinschenswert, die jedoch auBerhalb des Rahmens unserer Arbeit lagen. Wir konnten feststellen, daB das Verfahren VKA ganzjahrig Voraussetzungen zur kontinuierlichen ErfUllung der O. g. thermischen Entseuchungsbedingung bietet. Die hygienische Zuverlassigkeit wird unterstrichen durch die Ergebnisse del' Direktkontrollen. Obgleich im Rottegut mehrfach Salmonellen nachgewiesen wurden, war der Fertigkompost frei von diesen Erregern. 1m Verfahren ifk ist die thermische Entseuchungsbedingung bei Kompostierung von Sommermiill im Sommerhalbjahr gewahrleistet. Bei Herstellung von Wintermiillkompost im Winterhalbjahr tritt keine thermische Entseuchung ein, so daB das Verfahren aus seuchenhygienischer Sicht nicht als universell einsetzbar gelten kann. Die Bestatigung durch Direktkontrollen fehIt, da im Rottegut keinf) Salmonellen nachgewiesen wurden. 2. Hygienisierung KNOLL (1963) versteht unter Hygienisierung einen Zustand fortgeschrittener Selbstreinigung des Rottegutes, del' sich nach erfolgtem Abbau mikrobiell leicht verwertbarer organischer Substanz einstellt. Ein hygienisierter Kompost ist nicht nur durch thermische und/oder athermische Einfliisse entseucht, sondern auch relativ stabilisiert, so daB er keine geruchsbelastigenden Stoffe mehr emittieren odeI' Ungeziefer anlocken kann. Diesel' hygienische Giitezustand ist nicht notwendigerweise identisch mit dem aus pflanzbaulicher Sicht konzipierten Reifegrad, fiir den es iiberdies keine allgemeingiiltigen Kriterien gibt (ALLENSPACH 1969; CHROMETZKA 1968; GRABNER u. SPORRI 1972; NIESE 1969; OBRIST 1965, 1969; SPOHN 1968 u. a.) und den einer Revision zu unterziehen nicht unser Anliegen sein konnte. Wir sa hen unsere Aufgabe in der Uberpriifung von Parametern, mit denen man den Status del' Hygienisierung sowohl bei Verfahrens- als auch bei Produktionskontrollen charakterisieren kann. AuBerdem war nachzuweisen, daB diesel' Zustand die Entseuchung tatsachlich einschlieBt. Eine fUr die letztgenannte Zielstellung besonders geeignete Methode ist die Erfassung von Fakalindikatorkeimzahlen. Die quantitative Bestimmung von Fakalindikatoren ermoglicht Riickschliisse nicht nur auf das Vorkommen pathogener

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Laktosespaltende Bakterien

= Enterokokken

hinreichend indiziert ist. GLATHE (1969) und KNOLL (1963) benutzten den Thermophilen-MesophilenIndex zum Nachweis der thermischen Entseuchung im Stadium der Hygienisierung. Nach unseren Erfahrungen handelt es sich dabei urn eine storanfallige Indikatormethode , die wir fur den genannten Zweck einzusetzen nicht empfehlen konnen. Die Ergebnisse unterliegen auBerordentlich starkel' Streuung. Del' Grenzwert von > 1 % wird gelegentlich bereits im Rohmatel'ial uberschritten, was, wie im Fall unserer Untersuchungen, bei nachfolgend mesophilem Rotteverlauf zu falschen SchluBfolgerungen ffthren konnte. F erner haben wir Grenzwertiiberschreitungen zu Zeitpunkten beobachtet, zu denen ein Teil del' Testorganismen noch nicht inaktiviert war. AIs echte Indikatoren stabilisierter Rotteprozesse erwiesen sich das Redoxpotential (MOLLER 1968) und del' Ammoniakquotient (PARRAKOVA 1962). Selbstverstandlich erlauben beide Parameter keinen unmittelbaren RuckschluB auf die Entseuchung des Rottegutes. Ein ausgeglichenes Redoxpotential in del' Miete und ein Ammoniakgehalt von 2 % des Gesamtstickstoffgehaltes im Mi etenkern stehen abel' in direkter Beziehung zu dem mittels Fakalindikatorkeimzahlen konstatierten Gutezustand in spateren Rottephasen. So zeigten z. B. diese 4. Parameter i.i.bereinstimmend an, dall der nach dem Verfahren ifk erzeugte Sommermullkompost, obwohl entseucht, keinen befriedigenden Hygienisierungsgrad erreicht hatte. NaQh unseren Erfahrungen konnen die Kriterien EM = Redoxpotential in del' Mantelzone EM - EK ~ 50 mV E K = Redoxpotential in der Kernzone QA :;( 2% Q A = Ammoniak-Quotient in der Kernzone NNH3

Nt erganzend oder auch stellveertretend fUr die o. g. Fakalindikatorkeimzahlen zur Charakterisierung des Hygienisierungszustandes von Mietenkomposten angewendet wf'rden.

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F.l\IC\LLEH

\I.

a.

Das C/N-Verhaltnis, von AHRENS u. a. (1966), OBRIST (1966, 1969) u. a. zur Kennzeichnung des Rotteablaufes benutzt, gab keine zufriedenstellenden Hinweis auf den hygienischen Gutezustand. Vergleicht man den Abfall del' C/N-Werte, del' bei Kompostierung von Wintermull relativ steil und von Sommermull allmahlich verlief, mit dem Ablauf der Hygienisierung, ergeben sich Widerspruche. Der als Reifekriterium empfohlene Grenzwert von C/N "-0 20 kann nur fur Sommermullkomposte mit Kriterien, die die Hygienisierung nach KNOLL anzeigen, naherungsweise korreliert werden. Moglicherweise ergeben sich bei Anwendung der von VAN DIJK u. DE Roos (1973) vorgeschlagenen Analysenverfahren besser zu sichernde Zusammenhange. Wir unterstutzen deshalb die Anregung del' beiden Autoren, die Eignung des C/N(WB)Verhaltnisses als Qualitatsmerkmal fur Komposte zu uberprUfen. Nach den Ergebnissen unserer Untersuchungen scheint auch der ChaetomiumTest (OBRIST 1965) keine universelle Indikatormethode, zumindest als Hygienisierungskriterium nicht verwendbar zu sein. Wahrend sich bei der Kompostierung von Sommermull sowohl nach dem Verfahren VKA als auch nach dem Verfahren ifk Parallelen zu den Grenzwerten der Fakalindikatorkeimzahlen zeigten, war eine Einschatzung del' Wintermullkompostierung nicht moglich. Del' Testgrenzwert von 300 wurde bereits in den Rohmaterialien erreicht oder unterschritten. Aus der Bestimmung des pH-Wertes und der spezifischen elektrischen Leitfahigkeit ergaben sich keinerlei Hinweise auf die Entseuchung odeI' Hygienisierung des Rottegutes. Deshalb konnte auf die Darstellung und Diskussion del' Ergebnisse verzichtet werden. 3. Kontrollparameter In neuerer Zeit sind Mietenkompostierungsverfahren nach verschiedenen Varianten des Entseuchungstests auf hygienische Zuverlassigkeit gepruft worden. Dies hat sich in der besprochenen Weise in den Verfahrens beurteilungen niedergeschlagen. Die einzelnen Begutachter unterbreiteten des weiteren unterschiedliche Vorschlage, wie die Einhaltung der hygienischen Qualitatsparameter im Werksbetrieb kontrolliert werden kann. Die Empfehlungen reichen yom volligen Verzicht auf den Nachweis des hygienischen Giitezustandes des Kompostes (ZfA 1969) bis zu detaillierten Kontrollauflagen (ifk 1969, ifk 1972). Wir meinen, daB nicht nur die Untersuchungsmethoden zur Verfahrenbegutachtung, sondern auch die zur Produktionskontrolle del' Vereinheitlichung bediirfen. Dies sollte zweckmaBigerweise unter der Schirmherrschaft der ISW A geschehen. Das Resultat sollte als Einheitsmethode in die Methodensammlung diesel' internationalen Organisation aufgenommen werden. 1m Sinne eines Diskussionsentwurfes unterbreiten wir folgende V orschlage: Zur Verfahrenskontrolle wird die Testmethode in Anlehnung an KNOLL (1963) und STRAUCH (1964) eingesetzt. Als Testorganismen dienen mikrobielle und parasitare Krankheitserreger, die in den Kompostrohmaterialien auftreten und im Territorium seuchenhygienisch relevant sind. Die Auswahl del' Testorganismen hat bis zur internationalen Standardisierung des Artenspektrums auf der Grundlage einer langfristigen epidemiologischen Analyse im Einzugsbereich der zu prUfenden Kompostierungsanlage zu erfolgen. Die beimpften Tragermaterialien mussen eine bestimmte zu vereinbarende Anzahl pathogener Keime bzw. Parasitenstadien pro Gramm enthalten. Die Untersuchung des nach einem Kurzzeitschema zu entnehmenden Testmaterials erfolgt quantitativ. Ruckisolierte Parasitenstadien sind auf ihre Weiterentwicklungsfahigkeit zu prufen. Del' Entseuchungsvorgang wird als Funktion del' Temperatureinwirkung (Grenzinaktivierungsdauer bei Grenzinaktivierungstemperatur ~ 55°0) erfaBt. Die Testergebnisse sind in Form einer anlagespezifischen thermischen Entseuchungsbedingung zu formulieren. 1m Rahmen der

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uwl Hygienisierung von Sied lungsabfiiJIen

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Verfahrenskontrolle ist gleichzeitig die Anwendbarkeit des fiir Produktionskontrollen vorgesehenen Hygienisierungsindikators zu bestatigen. Als Prod uk tion s kon trolle wird die Einhaltung der anlagespezifischen thermischen Entseuchungsbedingungen durch dreimal w6chentlich vorzunehmende Temperaturmessungen im Kern der Mieten gepriift. Wurde die thermische Entseuchungsbedingung in einer Miete nicht erfiillt odeI' der Nachweis versaumt, muB das Rottegut vor Abgabe an den Verbraucher auf ausreichenden Hygienisierungsgrad untersucht werden. Als H ygienisierungsindikator ist das Redoxpotential zu messen odeI' del' Ammoniakquotient zu bestimmen. Unser Vorschlag geht davon aus , daB im Rahmen del' Verfahrenskontrolle wie del' Produktionskontrollen einerseits kein haherer Untersuchungsaufwand betrieben werden soUte als del' Zielstellung dieser Aufgaben entspricht, die Aussagefahigkeit del' Ergebnisse andererseits aber auch nicht durch Anwendung unzweckmaBiger Untersuchungsmethoden in Frage gestellt werden darf. Bei der Verfahrenskontrolle kann auf die aufwendigen mikrobiologischen und parasitologischen Untersuchungen nicht verzichtet werden , wahrend zur Beurteilung des hygienischen Giitezustandes del' Endprodukte im Werksbetrieb chemisch-physikalische oder chemische Schnelltests durchaus ausreichend sind.

Danksagung Die Autoren danken H errn Dr. OBRIST, EAWAG Zurich, fUr das Uberlassen des Teststammes Ohaetomium gracile UDAGAWA, Herrn Dr. KIESEWALTER, Hygiene-Institut Berlin, fUr Unterstutzung bei der Auswertung epidemiologischer Daten, den Mitarbeitern del' Kompostierungsanlagen WafJmannsdol'f, Erfurt und Dresden fUr technische Hilfeleistungen, dem Institut fUr Kommunalwirtschaft Dresden fUr Einsicht in technologische Unterlagen sowie den am Untersuchungsprogramm beteiligten Assistentinnen des Hygiene-Institutes Potsdam fiir die gewissenhafte AusfUhrung der Laborarbeiten.

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