A legionellamentesítés üzemi tapasztalatai

A cikk a Magyar Épületgépészet 2019/7-8. számában jelent meg, melynek tartalomjegyzéke itt letölthető.

Legionellózis – technikai civilizációs betegség

A legionella baktériumok a természetes vizekben is megtalálhatók, de az emberi egészségre veszélyes túlburjánzásukhoz szükséges feltételek együttesen csak mesterséges körülmények között állnak elő. A legfontosabb feltételek, amik a legionella baktériumok felszaporodásához együtt szükségesek, a 25–50 °C közötti vízhőmérséklet (ld. 1. ábra) és a zavarmentes hidraulikai környezet, lassú áramlás/pangás². A Legionella baktériumok hőmérséklettűrését a 2. ábra mutatja. Az ilyen körülmények között legionella baktériummal kolonizálódott víz megivása nem káros az egészségre; akkor tud bajt okozni az emberi szervezetben, ha a tüdőbe jut. Ahhoz, hogy az elfertőződött víz a hörgőkön átjutni képes 3-5 mm-nél nem nagyobb cseppek formáját, méretét vegye fel, újabb gépi berendezés szükséges. Ez lehet valamilyen porlasztó hatású rendszerelem, de az is előfordulhat, hogy a berendezés működése során a kritikus 3-5 mm-nél nagyobb vízszemcsék jönnek létre, de méretük párolgás révén lecsökken a veszélyes nagyságra. Elmondható tehát, hogy a legionellózis technikai civilizációs betegség, elsősorban urbánus környezetben alakulhat ki.

1. ábra. Legionella baktériumok szaporodási üteme a vízhőmérséklet függvényében
[1] alapján saját szerkesztés

2. ábra. Legionella baktériumok hőmérséklettűrése
[2] alapján saját szerkesztés

² Tápanyagul szolgálnak a baktériumok számára a vezetékrendszerekben a vízben oldott szerves anyagok, mikroorganizmusok, kiülepedő vagy korrózióból származó anyagok, és a vezetékekben renyhe áramlás mellett a fentiekből kialakuló biofilm.

A legionella-szaporodás elengedhetetlen feltétele a 20–50 °C hőmérsékletű víz, ezen belül is a növekedés 37 °C-on a legintenzívebb.

A baktériumok túlburjánzásának megakadályozására az egyik leghatékonyabb módszer az, ha a vízhőmérsékletet ettől eltérő tartományban tartjuk. Az épületgépészeti rendszerek működése sok esetben azonban éppen ebben a kritikus hőmérséklet-tartományban üzemszerű. Az Országos Környezet-egészségügyi Intézet (OKI) által 2006 és 2010 között végzett vizsgálatok során a felmért rendszerek (177 épület, 1296 vízminta) 79,6%-ában esett a mért vízhőmérséklet a kritikus 20 °C és 55 °C közötti tartományba [3].

3. ábra. Legionella kolonizáltság különböző létesítménytípusokban [3]

Legionella-mentesítéskor ezért nemcsak a melegvizes hálózatokra kell gondolunk, hanem meg kell vizsgálni a hidegvizes vezetékek üzemi jellemzőit is [4].

Az Országos Közegészségügyi Intézet által évente átdolgozott tartalommal kiadásra kerülő ún. Módszertani levél [5] foglalkozik a legionella-fertőzés kockázatának megállapításával és kezelésével. Az útmutató a hálózati vízminták mikrobiológiai elemzése alapján újabban a vízellátó rendszereket két kockázati csoportba sorolja: egyedi és központi melegvíz ellátásra.

Egyedinek minősül a 200 liternél kisebb HMV-tartalmú, max. 1-5 kifolyót ellátó hálózat, ahol a melegvíz-előállítás/tárolás helye és a kifolyók között a vezetékben a víz térfogata nem több 2 liternél. Az ilyen rendszerek alacsony kockázatúnak tekinthetők Legionella-fertőzés szempontjából, ha a megfelelő vízhőmérséklet beállítására (a rendszer méretétől és a vízhasználattól függően legalább 50–55 °C) figyelmet fordítanak.

A tartósan használaton kívüli és/vagy 50 °C-nál alacsonyabb hőmérsékletű tárolt vizet tartalmazó egyedi rendszerek a kis tárolási térfogat ellenére is kockázatosak legionella- fertőzés tekintetében. „Központi melegvíz-előállítás esetén hőmérsékletmérést a kockázatbecslés alapján kijelölt ellenőrző pontokon, illetve forgó rendszerben különböző használati végpontokon szükséges elvégezni. A hőmérsékletmérést fokozott kockázatot jelentő és magas kockázatú létesítményeknél havonta, egyéb létesítmények esetén negyedévente, vagy a kockázatbecslésben meghatározott gyakorisággal kell végezni.” [5]

Védekezés a legionellák túlszaporodása ellen

A legionellák elleni védelem fajtái két csoportba sorolhatók:

• a passzív legionella-ellenes intézkedések (hatékony és teljes hőszigetelés, intenzív áramlási sebesség, célszerű csőanyag választás és nyomvonalvezetés stb.) a baktériumok szaporodását gátolják, az ehhez kedvező körülmények kialakulásának akadályozásával;
• az aktív legionella-szaporodást gátló intézkedések (termikus fertőtlenítés, klórozás, ózon/UV/ultrahang fertőtlenítés stb.) a vízben élő baktériumok számát csökkentik. Az aktív legionellamentesítési módszereket alkalmazásukat tekintve a tovább csoportosíthatjuk időközönként, illetve folyamatosan alkalmazandókra.

A passzív legionella-mentesítési módszereket elsősorban a tervezés, kivitelezés során tudjuk alkalmazni, míg az aktív módszerek a már üzemelő rendszerek esetén alkalmazhatók. Az egyik legfontosabb következtetés, amit itt le kell vonnunk, az, hogy az ivóvízellátó rendszerek létesítésének minden fázisában – tervezés, kivitelezés, üzemeltetés – fokozott figyelmet kell fordítani az ivóvízhigiénia szempontjaira, ahogyan ezt a WHO is ajánlja [6].

Az aktív legionella-mentesítési módszerek egyike – a klórozás

A klór, mint legionellák elleni fertőtlenítőszer hatékonysága nagyban függ az alkalmazás módjától [6], [7]:

• Klórgázként a vízbe juttatva a kialakuló hipoklóros-sav (HOCl) végzi a fertőtlenítést, a vízben és a lerakódások felületén fejtve ki hatását. Régi rendszerek, vastagabb lerakódások esetén a biofilm mélyebb rétegeiben a baktériumok túlélési aránya magas.
• Klórdioxid (ClO₂) híg vizes oldataként alkalmazva a célszerűen választott koncentráció mellett a lerakódásokat is átjárja, akár ezek leválását is előidézheti, megszüntetve a baktériumok megtelepedésének lehetőségét.
• Hipoklóros-savként, amit a víz adott szinten tartott NaCl-tartalmából elektrolitikus reaktorban állítanak elő. A berendezés működtetéséhez szükséges egy, a sókoncentráció ellenőrzését, szinten tartását végző mérő-szabályozó és adagoló egység, valamint szakképzett kezelőszemélyzet [8].

A legionellák elleni védekezésben a fenti, klóros módszerek közül Magyarországon leginkább a klórdioxid adagolásával működő rendszerek terjedtek el. Általában használati melegvíz (a továbbiakban HMV) rendszerek fertőtlenítésére alkalmazzák, de hideg vizes rendszerekhez is használhatók. Közbenső megoldás, amikor a melegvíztermelő hideg vizes bekötő vezetékébe adagolják a klórdioxidot.  A teljes vízellátó hálózatba történő adagolás indokolt akkor, ha hűtőtorony is kapcsolódik a vízellátó rendszerhez, így a cseppelhordással történő legionella-terjedés is megakadályozható.

A módszer eredményességének feltétele itt is az, hogy a fertőtlenítést végző anyag (klórdioxid) a rendszerben mindenhová eljusson (de ne dúsuljon fel). Előfordulhat, hogy ehhez több adagolási pontot is ki kell építeni. A beadagolásra javasolt klórdioxid koncentráció 0,05–0,2 ppm ivóvíznél, 1 ppm (vagy nagyobb) hűtőtornyoknál. A koncentrációt mikrobiológia vizsgálatok és a maradék klór értéke alapján kell beállítani, korrigálni. A klórdioxidot magas reakcióképessége miatt csak vas- és mangántalanított vízbe célszerű adagolni.

A klórdioxidos legionella-mentesítés előnyei:

• eltávolítja a biofilmet, így a legionella tovább már nem szaporodhat;
• a vezetékhálózat „zsákutcáiban” is hat;
• hatékony a vízben lebegő szabad baktériumokkal szemben;
• hatása hosszan tartó, akár egy hét is lehet;
• nem befolyásolja a víz ízét, illatát, pH-értékét;
• élettartam-költség szempontjából kedvező.

Hátránya, hogy hozzáértő kezelést igényel, mert szakszerűtlenség esetén mérgező gáz keletkezhet.

A legionellák elleni egyik leghatékonyabb védekezés a túlszaporodásuk megelőzése. Ehhez fontos a fertőzés kockázatát magukban rejtő közegek beazonosítása, kockázatuk felbecsülése és kockázatcsökkenő intézkedések bevezetése. Legionella vizsgálatot arra akkreditált laboratórium végezhet. A mérési eredmények kiértékelése során a legalacsonyabb, már figyelmet igénylő fertőzöttségi szint határa használati melegvíz (HMV) hálózatokban 1000 TKE/liter, ez a figyelmeztető szint. Egészségügyi intézmények fekvőbeteg osztályain ez a határérték egy nagyságrenddel kisebb, 100 TKE/liter, a legyengült immunrendszerű embereknél fennálló magasabb fertőzési kockázat miatt [4].

Üzemelő rendszer legionella-kolonizációjának vizsgálata

A legionella baktériumok által okozott fertőzési kockázatok csökkentéséről szóló rendelet (49/2015. (XI. 6.) EMMI rendelet [9] 2016. február 4-én lépett hatályba. A rendelet hatására széles körben megindult a legionella-fertőzést elemző kockázatbecslés. Egy ilyen, nem kötelezettségként előírt vizsgálatot és az eredmények kiértékelését szeretném a továbbiakban bemutatni.

A PÉTÁV Kft. saját telephelyén működő használati melegvíz hálózata kiterjedt, eltérő használati gyakoriságú és különböző életkorú – az építés/átépítés éve: 1967, 1972, 2004 – ágvezetékekkel. Ennek a rendszernek a megelőző vizsgálatát végeztük el, első lépésként meghatározva azokat a pontokat, ahol a baktériumok felszaporodásának valószínűsége az átlagosnál nagyobb. Ilyen pontokat a HMV-t is előállító hőközpontban (ld. 4. ábra), illetve az elosztóhálózat mentén tűztünk ki.

4. ábra. A vizsgált létesítmény hőközpontja

Az M1–M6 mintavételi pontok leírása:

• M1 – a HMV tároló bekötési módjának átöblítettségéről ad képet,
• M2 – a fogyasztók felé induló HMV vezeték kezdő szakaszában, közel a HMV-termelés helyéhez,
• M3 – cirkulációs vezeték visszatérő ág bekötési pont, a cirkulációs hálózat beszabályozottságára utal,
• M4 – dolgozói zuhanyzó, közel a HMV-termelés helyéhez, gyakran használt,
• M5 – vendéglakás zuhanyzó – nem rendszeresen használt, hosszú vezetékág végén elhelyezkedő csapoló,
• M6 – irodai teakonyha, hosszú bekötővezetékről ellátott csapoló.

Az 5. ábra bemutatja az ellátó hálózat sematikus vázlatán a mintavételi pontok helyét és a laboratóriumi vizsgálati eredményeket. A kék nyíllal jelölt pontban történt a klór-dioxid beadagolása Grundfos Oxiperm Pro fertőtlenítő berendezéssel. Az Oxiperm rendszerek a klódioxidot nátriumklorit (NaClO₂, 7,5%) és sósav (HCl, 9%) 1:1 arányú hígított oldataiból állítják elő.

5. ábra. A mintavételi pontok helyzete

Laboratóriumi eredmények. A vízkezelő üzembe helyezése: 2017. aug. 9.

A mintavétel időpontja	2017. július 24. (alapállapot)	2017. szeptember 8.	2017. november 21.
M1 HMV tároló légtelenítő vezeték (pangó szakasz)	1200 / 1 liter (+)	1250 / 1 liter (+)	1950 / 1 liter (+)
M2 Hőközpont induló HMV vezeték	1100 / 1 liter (+)	700 / 1 liter	nem volt mintavétel
M3 Hőközponti induló cirkulációs vezeték	1900 / 1 liter (+)	2600 / 1 liter (+)	375 / 1 liter
M4 Hőközpont feletti öltöző, rendszeresen használt tusoló	500 / 1 liter	225 / 1 liter	nem volt mintavétel
M5 Távoli, ritkán használt tusoló, régi vezetékhálózat	3300 / 1 liter (+)	200 / 1 liter	nem volt mintavétel
M6 Távoli, sűrűn használt teakonyha, új, nagyrészt műanyag vezeték	750 / 1 liter	20 / 1 liter	nem volt mintavétel

Jelmagyarázat az adatokhoz: nincs jel: megfelelő; +: figyelmeztető szint; *: beavatkozási szint

Az (egyéb berendezéseknél használatosnál) alacsonyabb sósav arány eredményeképpen a hígított sósav teljes egészében klór-dioxiddá alakul át, így nem okoz korróziót a csővezetékekben, nincs negatív hatással a vezeték élettartamára. Az előállított klór-dioxid oldatot adagolótartályban tárolják, és adagolószivattyúval a szükség szerinti mennyiséget adják hozzá az ivóvízhez [10].

A mérési eredmények kiértékelése

A fertőtlenítőszer adagolás megkezdése előtt a laboratóriumi vizsgálattal felmérésre került a kiinduló állapot (2017. július 14-i eredmények). A bevizsgált minták ⅔-ánál volt kevéssel 1000 TKE/l felett a csíraszám, ez [4] alapján a legenyhébb, figyelmeztető szintnek felel meg.

Az első vegyszeres fertőtlenítés után a minták ⅓-ánál, két minta esetében emelkedett, míg a minták ⅔-ánál, négy mintánál drasztikusan csökkent a csíraszám. A fertőtlenítés hatására a csővezetékek belső faláról leváló biofilm felfogásához elengedhetetlen a beépített szűrő, hogy megakadályozható legyen a lebegő szennyezés eljutása a fogyasztókhoz. A beépített szűrő rendszeres karbantartást, tisztítást igényel, hogy ne váljon baktériumtenyészetté. Azokon a pontokon, ahol a csíraszám a 2. vizsgálatnál magasabb volt a kiinduló állapotnál, ez előre feltételezhető volt, a csővezeték kialakítás alapján.

A 3. laboratóriumi vizsgálat már csak az előzőekben figyelmeztető szintű mintaeredményt produkáló helyeken történt meg. Az egyiknél tovább emelkedett a csíraszám, ami igazolta, hogy itt pangó szakasz alakult ki, amit a 3. laboratóriumi minta kiértékelése után átszereléssel megszüntettek. A másik, korábban emelkedő csíraszámmal jellemezhető pontban (M3) drasztikus csökkenés volt tapasztalható, a csíraszám határérték alá esett vissza.

A mintavételi pontokon mért eredményeket a 6. ábrán oszlopdiagramok ábrázolják.

6. ábra. Baktérium csíraszámok a hat mintavételi ponton

A vizsgálat során a hőmérsékleti adatokat is regisztrálták. Az egyes mintavételi pontok eltérő vízhőmérsékletével nem mutat korrelációt a fertőzés szintje, éppen a magasabb hőmérsékletű helyeken volt magas a csíraszám. Ha azonban a vízhőmérséklet változását figyeljük meg az egyes pontokon (ld. 7. ábra), akkor azt látjuk, hogy ahol nőtt a vízhőmérséklet, ott általában csökkent a csíraszám (kivétel M5, M6) és fordítva.

7. ábra. Vízhőmérsékletek a vezetékben az egyes mintavételi pontokon

Rögzítve a vezetékhálózat hőszigetelési jellemzőit az is megállapítható volt, hogy a hőszigetelés és a kolonizáltság nem mutat korrelációt. Ezt nem tekinthetjük általánosnak, inkább csak arra utal, hogy esetünkben egyéb szempontok, a cső anyaga, életkora, átöblítettsége stb. nagyobb hatással voltak a mért eredményekre. Általánosságban az mondható el, hogy a vezetékek jó minőségű hőszigetelése a leggyorsabban megtérülő energiaracionalizálási beruházás, és az ivóvízhigiénia kézben tartásához is hatékony segédeszköz.

A vizsgálattal igazolódott, hogy a klórdioxid adagolásával végzett fertőtlenítés hatása tartós, és nemcsak a vízben lebegő baktériumokra hat, de a baktériumtelepekben megbúvó mikroorganizmusokat is elpusztítja. A vegyszer a vezetékhálózat legtávolabbi pontján is kifejtette hatását, az adagolási mennyiség beállításához célszerű mérni a maradó klórtartalmat.

A vizsgálat általános tanulságai

A vizsgálat rámutatott a rendszerüzemeltetésben a komplex megközelítés fontosságára, az üzemi tapasztalatok visszacsatolásának jelentőségére. Az általános elvek érvényessége mellett jó példával szolgált arra vonatkozóan, hogy a csíraszám változás szempontjából a rendszer egyes mintavételi pontjain uralkodó körülmények a leginkább meghatározóak, ezzel mintegy kiemelve az ivóvízellátó hálózatok üzemeltetésében rejlő lehetőségeket és egyben felelősséget is.

Az alkalmazott ClO₂-alapú fertőtlenítési megoldás rugalmasan illeszthető a változó mikrobiológiai és egyéb üzemi paraméterekhez. Hasznos tapasztalatokat hozott a vizsgálat a beadagolandó vegyszer mennyiségéről és a beadagolás célszerű pontjairól is. Elmondható, hogy a rendszeres hősokk hatás elmaradásával kíméli a csőhálózatot, forrázásveszély sem áll fenn. Energetikailag és kivitelezhetőség szempontjából is előnyös, hogy az energiaigényes felfűtés elhagyásával, a fogyasztással arányos adagolási mennyiség és intenzitás beállításával juthat el a fertőtlenítő hatás a hálózat legtávolabbi csapolójához is.

A kutatást az EFOP-3.6.1-16-2016-00004 – Intelligens szakosodást szolgáló intézményi fejlesztések forrásból megvalósuló projekt támogatta.

A szerző a PTE MIK Mérnöki és Smart Technológiák Intézet, Épületgépész- és Létesítménymérnöki Tanszék egyetemi docense.

Irodalomjegyzék

1. Arnd, Bürschgens – Martin, Pagel: Die Ganze Welt der Trink-wasserhygiene – Der Ratgeber für Praxis. Kaarst: Honeywell GmbH, 2013.
2. Boris, Kruppa: Sanitärtechnik / Medienversorgung – Planungs-grundlagen. Mittelhessen: Technische Hochschule Mittel-hessen, 2012.
3. Vargha Márta – Barna Zsófia – Bánfi Renáta – Horváth Judit Krisztina – Kádár Mihály – Szax Anita: Legionella előfordulása különböző eredetű hálózati vízmintákban. Egészségtudomány : ismeretlen szerző, 2011., EGÉSZSÉGTUDOMÁNY
4. Luna, Yamely Mendez – Gloria Rueda – Ismael Garcia – Johanan: A Clinical Overview of Hospital-Acquired Legionella Pneumonia: Prevention Is the Key?
   https://www.researchgate.net/publication/334717678_A_Clinical_Overview_of_Hospital-Acquired_Legionella_Pneumonia_Prevention_Is_the_Key :, 2019. DOI: 10.5772/intechopen.87980.
5. OKI, Országos Közegészségügyi Intézet.
   http://oki.antsz.hu/files/dokumentumtar/modszertani-utmutato-legionella-2018.pdf. [Online] 2018. 1.
6. David, Cunliffe et al.: Water safety in buildings WHO Library . France : WHO Library , 2011. ISBN 978 92 4 154810 6.
7. Eördöghné Miklós Mária: Legionella-mentesítési megoldások vízhálózatokban. Magyar Épületgépészet, 2016/7-8. p. 3. HU ISSN 1215 9913.
8. Kreysig, Dieter – Sandt, Burkhard: Elektrolytische Desinfektion von Trinkwasser. 2007., IHKS Fach.Journal, p. 70-75.
9. EMMI. 49/2015. (XI. 6.) EMMI rendelet a Legionella által okozott fertőzési kockázatot jelentő közegekre,. 2015.
10. https://hu.grundfos.com/products/find-product/ocd-162-oxiperm-pro.html. [Online]

Eördöghné dr. Miklós Mária PhD