CFU (Colony Forming Units)

Was CFU (Colony Forming Units) im Gebäudekontext aussagen

CFU (Colony Forming Units), deutsch KBE (koloniebildende Einheiten), bezeichnet bei kulturellen mikrobiologischen Verfahren die Kolonien, die nach der Kultivierung aus einer Probe entstehen und gezählt werden. Im Gebäudekontext wird diese Kenngröße unter anderem bei der Untersuchung kultivierbarer Schimmelpilze und anderer Mikroorganismen verwendet, etwa wenn Bioaerosole aus der Raumluft bewertet werden. Der Wert beschreibt deshalb nicht die Gesamtzahl aller vorhandenen Mikroorganismen oder Sporen, sondern den Anteil, der unter den gewählten Bedingungen kultivierbar ist und eine sichtbare Kolonie bildet. Für Luftproben wird das Ergebnis typischerweise als KBE pro Kubikmeter Luft angegeben; bei Materialproben kann die Angabe auf die Masse des untersuchten Materials bezogen werden. CFU beziehungsweise KBE sind damit methodenabhängige Messgrößen, deren Aussage immer vom Untersuchungsziel und vom verwendeten Verfahren abhängt.

Kolonien entstehen nur aus kultivierbaren Einheiten

Beim kulturellen Nachweis werden die in einer Probe enthaltenen kultivierbaren Einheiten auf geeignete Nährmedien übertragen und unter festgelegten Bedingungen angezüchtet. Der aktuelle Schimmelleitfaden des Umweltbundesamtes beschreibt für die Messung kultivierbarer Schimmelpilze in der Innenraumluft die Anzucht auf DG18- und Malzextraktagar; aus den gewachsenen Kolonien wird anschließend die Gesamtzahl der KBE pro Luftvolumen bestimmt. Die Kultivierung ermöglicht zudem eine Differenzierung vorhandener Schimmelpilzarten oder -gattungen. Schon die Probennahme und die Wahl des Nährmediums gehören deshalb zur Messmethode und dürfen bei der Interpretation des Ergebnisses nicht vom Zahlenwert getrennt werden.

Luftproben: KBE/m³ brauchen einen Referenzrahmen

Für eine Luftkeimsammlung werden definierte Luftmengen mit einer Pumpe angesaugt; bei der Filtration werden Sporen auf einem Filter, bei der Impaktion direkt auf einem Nährmedium abgeschieden. Nach der Kultivierung lässt sich die Koloniezahl auf das beprobte Luftvolumen beziehen und als KBE/m³ angeben. Für die Bewertung ist der Innenraumwert allein jedoch nicht ausreichend, weil Außenluft, Jahreszeit und lokale Einflüsse die Konzentration und Artenzusammensetzung verändern können. Das Umweltbundesamt empfiehlt deshalb einen zeitnahen Vergleich mit der Außenluft oder, wenn diese als Referenz ungeeignet ist, mit einem unbelasteten Raum desselben Gebäudes. Neben der Konzentration ist auch die Zusammensetzung der nachgewiesenen Gattungen oder Arten fachlich relevant.

Materialproben folgen einem eigenen Probenweg

Bei Materialproben folgt die KBE-Bestimmung einem anderen Probenweg als bei Raumluftmessungen. In einem vom Umweltbundesamt veröffentlichten Forschungsbericht wurden Baumaterialien in einer definierten Lösung suspendiert, Verdünnungsreihen hergestellt und parallele Ansätze auf Nährmedien ausplattiert, bevor die gewachsenen Kolonien ausgewertet wurden. Solche Arbeitsschritte zeigen, dass ein auf die Probenmasse bezogener KBE-Wert nicht unabhängig von Probenvorbereitung, Verdünnung, Nährmedium und Kultivierungsbedingungen betrachtet werden kann. Luft- und Materialwerte beschreiben daher unterschiedliche Untersuchungsansätze und sind nicht als unmittelbar austauschbare Größen zu behandeln. Für die fachliche Einordnung muss klar dokumentiert sein, welche Probe mit welchem Verfahren untersucht wurde.

Warum niedrige KBE-Werte Befall nicht sicher ausschließen

Eine zentrale Grenze der CFU-/KBE-Methode liegt darin, dass nicht alle vorhandenen Schimmelpilze kultivierbar sind. Das Umweltbundesamt weist darauf hin, dass Sporen durch die Probenahme unter Stress geraten können und dadurch ihre Keimfähigkeit abnimmt; außerdem wachsen einzelne Pilzarten auf den verwendeten Nährmedien nur schlecht. Kulturelle Messungen können deshalb deutlich weniger Schimmelpilze erfassen, als tatsächlich vorhanden sind. Hinzu kommt, dass Luftproben nur eine Momentaufnahme liefern und die Schimmelpilzkonzentration räumlich sowie zeitlich stark schwanken kann. Ein unauffälliger KBE-Wert schließt einen verdeckten Schimmelbefall daher nicht sicher aus.

Gesamtsporenzahl und Kulturverfahren messen nicht dasselbe

Die Gesamtsporenzahl beantwortet eine andere Frage als der kulturelle CFU-Nachweis. Nach dem Umweltbundesamt erfasst die kultivierungsunabhängige Gesamtsporenmessung sowohl kultivierbare als auch nicht kultivierbare Schimmelpilzsporen, unterscheidet jedoch nur eingeschränkt zwischen Gattungen und Arten und nicht zwischen lebenden und abgestorbenen Mikroorganismen. Auch molekularbiologische Verfahren wie PCR untersuchen andere analytische Merkmale als eine Koloniezählung und dürfen deshalb nicht als bloße Umrechnung eines KBE-Wertes verstanden werden. Welche Methode sinnvoll ist, richtet sich nach der konkreten Fragestellung. Eine belastbare Gesamtbeurteilung entsteht nicht aus einem Einzelwert, sondern aus Messbefunden zusammen mit Ortsbegehung und bauphysikalischer Untersuchung.

Fünf Fehlinterpretationen, die KBE-Befunde entwerten

Wer einen CFU- oder KBE-Wert als Gesamtzahl aller vorhandenen Schimmelpilzsporen liest, unterschätzt den nicht kultivierbaren Anteil der Probe.

Wer einen Innenraumwert ohne zeitnahe Außenluft- oder geeignete Referenzmessung bewertet, kann die Herkunft der nachgewiesenen Schimmelpilze falsch zuordnen.

Wenn eine einzelne Luftprobe als dauerhaft stabile Belastung interpretiert wird, können räumliche und zeitliche Schwankungen der Sporenkonzentration übersehen.

Wer offen stehende Petrischalen aus einem Do-it-yourself-Sedimentationstest quantitativ auswertet, stützt seine Bewertung auf ein nicht reproduzierbares Messverfahren.

Wer aus einem KBE-Wert unmittelbar eine gesundheitliche Risiko- oder Grenzwertaussage ableitet, gibt dem Messwert eine Aussagekraft, die er nicht besitzt.

Kultivierbare Fraktion statt Gesamtbelastung

CFU beziehungsweise KBE sind nützliche Messgrößen für den kultivierbaren Anteil einer mikrobiologischen Probe, aber keine Zählung sämtlicher vorhandener Sporen. Bei Luftmessungen hängt ihre Aussagekraft wesentlich von Probenahme, Referenzmessung, Artenzusammensetzung und den zeitlich-räumlichen Bedingungen ab. Materialwerte beruhen auf einem eigenen Proben- und Kultivierungsverfahren und müssen entsprechend dokumentiert werden. Für die Beurteilung eines möglichen Schimmelbefalls bleibt der KBE-Befund deshalb ein Baustein innerhalb einer fachlichen Gesamtbewertung.

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