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Die Gesamtkeimzahl ist eine unspezifische Größe aus der mikrobiologischen Untersuchung von Trinkwasser nach der Trinkwasserverordnung. Sie gibt an, wieviele Mikroorganismenkolonien sich auf einem für diesen Zweck normierten Agar-Nährboden im Verlauf von 48 Stunden bei einer geregelten Bebrütungstemperatur von 22 bzw. 37 °C bilden, wenn man 1 ml Wasserprobe auf oder in dem Nährboden verteilt.
Der Nährboden ist darauf ausgelegt, eine möglichst breite Auswahl verschiedener Mikroorganismenarten (aktive Stadien wie auch Ruhestadien, nicht nur „Keime“) kultivieren zu lassen, die diverse organische Stoffe in der Umwelt als Nahrung verwerten können. Damit sind sie Anzeiger solcher "organischen Belastungen" im Wasser.
Die beiden Bebrütungstemperaturen (22 °C und 36 °C) werden angewendet, weil man in dem einen Kulturansatz (bei 22 °C) die Mikroorganismenarten, die frei in der Umwelt leben, bevorzugen will, im anderen Kulturansatz (bei 37 °C) solche, die mit Fäkalien aus dem Darm warmblütiger Tiere assoziiert sind. Aus dem Unterschied der beiden Ergebnisse werden Rückschlüsse auf den Anteil der mit Fäkalien eingetragenen Mikroorganismen gezogen.
Mit diesem Verfahren werden nicht – wie die Bezeichnung der Messgröße „Gesamtkeimzahl“ vermuten lassen kann – alle in einer Probe enthaltenen Mikroorganismen erfasst. Das geht schon daraus hervor, dass bei verschiedenen Bebrütungstemperaturen verschiedene Werte erhalten werden. Auch mit anderen Verfahren ist das nicht möglich. Denn es gibt keine Kulturbedingungen (unter anderem Zusammensetzung des Nährbodens, Bebrütungstemperatur, Bebrütungsatmosphäre), unter denen sich alle in einem natürlichen Habitat vorhandenen Mikroorganismen vermehren, sofern das Habitat - wie normalerweise üblich - eine Biozönose mit breitem Spektrum an physiologisch verschiedenartigen Mikroorganismen enthält.
Nach der deutschen Trinkwasserverordnung gilt ein Grenzwert von 100 KbE/ml ("Koloniebildende Einheiten je Milliliter") für leitungsgeführtes Trinkwasser aus Brunnen und von 1000 KbE/ml für vorübergehend in Tanks aufbewahrtes Trinkwasser.
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