Zagrożenie bakteriologiczne – na przykładzie Legionella pneumophila

W różnych miejscach naszego globu zdarzają się nieoczekiwane wybuchy dziwnych epidemii. O ile nie można nic poradzić przeciwko ewolucyjnym zdolnościom natury i wyeliminować źródeł powstawania zagrożeń, o tyle absolutnie niezbędne jest, aby nie dopuścić do powstania sprzyjających warunków do rozwoju niekorzystnych mikroorganizmów.
Działania konieczne do zapobieżenia warunkom klęski bakteriologicznej można prześledzić na przykładzie bakterii Legionella pneumophila – jej rozwoju i metodom zapobiegania.
Legionneloza, zwana niekiedy „chorobą legionistów” to mogąca stać się przyczyną śmierci odmiana zapalenia płuc. Atakuje ona głównie osoby o zwiększonej podatności spowodowanej wiekiem, zaburzeniami odporności, innymi chorobami, paleniem tytoniu, itp.

Choroba ta wywołana jest poprzez bakterie Legionella pneumophila oraz inne bakterie z nimi spokrewnione. Legionella może stać się również przyczyną innych chorób, choć nie tak groźnych i nie wywołujących trwałych skutków. Obecnie legionelloza jest ogólnym pojęciem, jakim określane są wszystkie choroby wywołane przez legionellę.
Choroba legionistów została po raz pierwszy zidentyfikowana podczas masowego wystąpienia zapalenia płuc, jakie miało miejsce wśród uczestników Amerykańskiej Konwencji Legionu w Filadelfii w roku 1976. Z tkanek płucnych osób zarażonych wyodrębniono wówczas bakterię, która nazwana została Legionella pneumophila.

Zarażenie legionellą następuje poprzez wdychanie głęboko do płuc drobnych kropelek wody (aerozoli), w której znajduje się legionella. Nie stwierdzono dotychczas przypadków przenoszenia się tej choroby w kontaktach międzyludzkich. Początkowymi objawami choroby legionistów są: wysoka gorączka, dreszcze, bóle głowy i mięśni. Większość chorych odczuwa kłopoty z oddychaniem, a u części pacjentów występuje suchy kaszel. W przypadku ok. 30% pacjentów pojawiają się wymioty lub krwotoki, a około połowa odczuwa zaburzenia świadomości. Okres inkubacji legionellozy wynosi od 2 do 10 dni (zwykle 3-6 dni). Nie u wszystkich osób narażonych na zakażenie występują pełne objawy. U niektórych osób może ona przybierać postać lekkiego przeziębienia.
Śmiertelność w przypadku tej choroby wynosi ok.12%, przy czym może ona być większa w grupach osób szczególnie podatnych. Wiadomo na przykład, że mężczyźni są bardziej podatni niż kobiety, bardziej podatne na chorobę są również osoby powyżej 45 roku życia, palacze, alkoholicy, cukrzycy i osoby cierpiące na przewlekłe choroby układu oddechowego. Legionelloza może być leczona za pomocą odpowiednich antybiotyków.

Każdego roku w samej Wielkiej Brytanii stwierdza się występowanie od 150 do 200 przypadków legionellozy, choć zapewne rzeczywista liczba występujących zachorowań jest znacznie większa. Około połowa przypadków wystąpienia choroby w Wielkiej Brytanii dotyczy osób, które nabyły te chorobę zagranicą.

Bakterie legionelli występują powszechnie w środowisku naturalnym i spotykane są w rzekach, jeziorach i innych zbiornikach wodnych. Występują tam jednak nielicznie. Mogą one żyć w różnych warunkach i spotykane są w wodach o temperaturze od 6 do 60°C. Wzrostowi liczebności bakterii sprzyja temperatura wody wynosząca od 20 do 45°C. Źródłem pożywienia dla legionelli mogą być glony, ameby i inne bakterie. Rozwojowi legionelli sprzyjają również osady mineralne (kamień i muł) i organiczne (biofilmy – galaretowate warstewki tworzone przez mikroorganizmy na powierzchniach kontaktujących się z wodą). Tego typu osady chronią legionellę, skutecznie ograniczając stężenie docierających do bakterii biocydów.

Aby zmniejszyć do minimum ryzyko zakażenia legionellą należy:

  • nie dopuścić do rozwoju mikroorganizmów w obiegach wodnych
  • ograniczyć, tak bardzo jak to możliwe, tworzenie kropelek wody i aerozoli, a także, możliwości narażenia na kontakt z nimi ludzi

Do systemów mogących stwarzać zagrożenie legionellozą należy zaliczyć:

  • systemy zawierające w swojej konstrukcji chłodnie kominowe lub wentylatorowe
  • systemy zawierające w swojej konstrukcji skraplacze wyparne
  • znajdujące się na stanowiskach roboczych układy wody gorącej i zimnej
  • inne systemy na terenie zakładu, w których temperatura wody wynosi powyżej 20°C, a w których mogą powstawać aerozole (zarówno w czasie ich normalnej pracy, jak i podczas konserwacji).

Należy zwrócić szczególną uwagę na systemy zawierające „martwe przestrzenie” oraz te, w których część obiegu wodnego użytkowana jest okresowo. Części te mogą tworzyć szczególnie dogodne warunki dla rozwoju biologicznego, stanowiąc źródło zakażenia rozprzestrzeniającego się na cały układ z chwilą ponownego włączenia tych elementów do obiegu.
Aby układ można było uznać za stwarzający zagrożenie legionellozą, konieczny jest szereg warunków:

  • obecność bakterii legionella (z uwagi na obecność we wszystkich naturalnych zbiornikach wodnych są one obecne niemal w każdym systemie)
  • warunki odpowiednie do ich namnażania w dużych ilościach, a zatem odpowiednia temperatura (20 do 45°C), oraz źródła pokarmu( muł, szlam, kamień, osady korozyjne, glony i inne materiały organiczne)
  • warunki do powstania kropelek, które mogą być wdychane (np. w chłodni kominowej, wentylatorowej lub w natrysku)
  • obecność w pobliżu tych urządzeń osób, które mogą być narażone na wdychanie powstałych aerozoli (w szczególności osób należących do grup zwiększonego ryzyka)


Każdy z systemów wodnych, znajdujących się na terenie obiektu powinien być szczegółowo przeanalizowany pod kątem stwarzanego ryzyka. Podstawą do określenia czy system stwarza ryzyko jest logiczna analiza jego konstrukcji i działania z uwzględnieniem 4 ww. warunków. W przypadku stwierdzenia ryzyka stwarzania zagrożenia legionellozą konieczne jest podjęcie stosownych kroków, zmierzających do jego minimalizacji.

Dla wszystkich tych systemów, dla których analiza wykaże możliwość wystąpienia ryzyka, konieczne jest opracowanie procedur zmierzających do jego minimalizacji, ich wdrożenie a następnie stała kontrola, zapewniająca o skuteczności podjętych działań.
Do kroków pozwalających na ograniczenie zagrożenia należy zaliczyć:

  • ograniczenie ilości rozbryzgiwanej wody
  • unikanie temperatur wody sprzyjających rozwojowi legionelli i innych mikroorganizmów
  • unikanie zastoju wody w systemie
  • unikanie stosowanie materiałów będących pożywka dla mikroorganizmów i stwarzających dogodne miejsca dla ich rozwoju (np. materiały porowate i chropowate)
  • zapewnienie czystości układu oraz wody w nim się znajdującej
  • uzdatnianie wody

Konieczne jest okresowe monitorowanie działania systemu ze szczególnym uwzględnieniem:

  • poprawności działania systemu i jego elementów
  • sprawdzenie wszelkich dostępnych części systemu pod kątem występujących uszkodzeń i zanieczyszczeń
  • kontrola jakości wody, zapewniająca, że stosowany reżim technologiczny nadal zapewnia spełnianie założonych standardów

Testowanie jakości wody stanowi zasadniczy element programu. Należy zaznaczyć, że procedury wykrywania legionelli są trudne technicznie i wymagają specjalnych laboratoriów. Jednocześnie problematyczna jest interpretacja uzyskiwanych wyników: negatywny wynik nie oznacza, że legionella nie występuje, a pozytywny wynik nie oznacza nieprawidłowości stosowanych procedur, jako że legionella występuje niemal we wszystkich źródłach wody. Z tego względu jako metodę kontrolną zaleca się ogólną ocenę ilości bakterii w układzie.
Z uwagi na specyfikę budowy, do systemów stwarzających na terenie zakładu ryzyko zagrożenia legionellozą należy zaliczyć:

  • obiegi wody socjalnej i użytkowej
  • obiegi chłodni wentylatorowych

 

Wskazówki dotyczące użytkowania i monitorowania układów wody socjalnej i użytkowej


Należy raz w miesiącu dokonać kontroli temperatury wody na wyjściu z wymiennika. Temperatura ta, niezależnie od dziennych fluktuacji w poborze wody, winna stale wynosić co najmniej 60°C. W przypadku stwierdzenia spadku temperatury wody poniżej tej wartości należy natychmiast podjąć stosowne czynności naprawcze. Jednocześnie z uwagi na potencjalne ryzyko poparzeń nie należy dopuszczać do znacznego przekraczania temperatury 60°C.

Jeśli wymiennik lub jakakolwiek inna część układu wody gorącej została wyłączona z użytkowania na okres dłuższy niż 1 tydzień, konieczne jest podniesienie znajdującej się w nich wody do temperatury 60°C na 1 godzinę przed ponownym przystąpieniem do użytkowania tych elementów. Jeśli w obiegu wodnym znajdują się okresowo uruchamiane pompy recyrkulacyjne, należy zapewnić ich uruchamianie co najmniej raz w tygodniu.

Należy zminimalizować ilości wody w układzie mającej temperaturę od 20 do 50°C.
W przypadku gdy wymiennik cieplny ma postać zbiornika, w którym zanurzone są elementy grzejne, woda w jego dolnej części będzie miała z reguły temperaturę niższą niż 60°C. W związku z tym należy co najmniej raz na dobę podnieść temperaturę wody w całym zbiorniku do 60°C, na okres 1 godziny. Można to uzyskać poprzez zastosowanie by-passu, pozwalającego na ponowne zawrócenie do zbiornika części wody z niego wypływającej. Operację tę z reguły prowadzi się po okresie zmniejszonego poboru (np. we wczesnych godzinach porannych). Zaleca się, aby proces zawracania wody do zbiornika sterowany był automatycznie, poprzez zegar czasowy.

Wymienniki ciepła powinny być okresowo czyszczone w celu usunięcia osadzonego w nich kamienia i szlamu.
Wszystkie nie użytkowane krany wody gorącej, a także natryski, powinny być demontowane, a prowadzące do nich rury powinny być odcinane od obiegu głównego. Nie użytkowane wymienniki należy opróżnić z wody, zaś przed ponownym przystąpieniem do ich użytkowania należy przestrzegać stosownych procedur.
Wszelkie natryski i zawory, które nie są regularnie użytkowane, powinny być przepłukiwane wodą przez kilka minut co najmniej raz w tygodniu, przy czym operację tę należy przeprowadzać tak, aby minimalizować rozpylanie wody w czasie przepłukiwania.

Jako ewentualny biocyd w układach wody socjalnej i użytkowej może być stosowany dwutlenek chloru, generowany za pomocą odpowiednich generatorów. Jego dopuszczalna zawartość w wodzie określana jest przez lokalne przepisy (wg przepisów obowiązujących w Wielkiej Brytanii nie może ona przekraczać 0,5 mg/litr). Tzw. jonizacja wody (generowanie śladowych stężeń jonów srebra i miedzi) jest przy polskiej charakterystyce wody (wysoka twardość i zasadowość) mało skuteczna, zaś ozonowanie i dezynfekcja promieniowaniem UV działają jedynie bezpośrednio przy punkcie ich stosowania.

Aby umożliwić okresową kontrolę konieczne jest sporządzenie schematycznego planu układu, uwzględniającego przebieg rurociągów, położenie wymienników, zmiękczaczy, filtrów, pomp i punktów poboru wody.

Należy co najmniej dwa razy w roku (w zimie i w lecie) mierzyć temperaturę wody zasilającej obieg wody zimnej. Temperatura ta zawsze powinna wynosić poniżej 20°C. Jeśli układ wyposażony jest w zbiornik wody zimnej, powinien być on co najmniej raz w roku poddawany inspekcji, a w razie potrzeby czyszczony. Jeśli w zbiorniku tym występują znaczne ilości osadów organicznych, należy zwiększyć częstotliwość kontroli.

W recyrkulacyjnym obiegu wody zimnej należy raz w miesiącu poddać kontroli pierwszy i ostatni z zaworów. Pozostałe zawory powinny być kontrolowane raz do roku. Temperatura wody pobieranej z zaworów wody zimnej winna wynosić poniżej 20°C po upływie 2 minut od otwarcia zaworu.
Należy okresowo czyścić wszelkie filtry i zmiękczacze wody.
Okresowo należy pobierać z układu próbki wody w celu dokonania ich kontroli mikrobiologicznej
Obiegi wody socjalnej i użytkowej powinny być poddawane dezynfekcji w następujących przypadkach:

  • gdy okresowa kontrola wykaże takową konieczność
  • gdy część systemu zostanie zmodyfikowana lub gdy wejdą do systemu ludzie, o ile może to prowadzić do zanieczyszczenia systemu
  • w przypadku podejrzenia wystąpienia przypadków legionellozy

Dezynfekcja obiegów wody socjalnej i użytkowej może być prowadzona metodami:

chemiczną – poprzez chlorowanie wody obiegowej. Polega to na zadozowanie do obiegu preparatów i ustanowieniu w obiegu 20 do 50 ppm wolnego chloru, następnie poprzez kolejne otwieranie zaworów – doprowadzenie takowej wody do wszystkich punktów systemu i pozostawienie jej w obiegu (na okres 1 godziny w przypadku 50 ppm wolnego chloru lub 2 godzin w przypadku 20 ppm). Wszystkie osoby znajdujące się w obiekcie muszą zostać poinformowane o prowadzonym chlorowaniu, zaś po zakończeniu chlorowania system musi zostać dokładnie wypłukany;

termiczną – poprzez podniesienie temperatury we wszystkich punktach obiegu do co najmniej 60°C, przy czym niezbędne jest aby przez każdy z zaworów w systemie woda o tej temperaturze wypływała co najmniej przez 5 minut. Wszystkie osoby znajdujące się na terenie obiektu muszą zostać poinformowane o prowadzonej operacji, z uwagi na ryzyko poparzenia.
Obiegi wodne chłodni wentylatorowych

Z uwagi na specyficzną konstrukcję, obiegi wodne chłodni wentylatorowych związane są ze znacznym ryzykiem zagrożenia legionellozą. W obiegach tych, na skutek parowania wody, następuje znaczne zatężenie wody, co wiąże się z powstawaniem osadów mineralnych. Dodatkowo w trakcie pracy chłodni chłodzona woda wymywa z powietrza znaczne ilości zawartych w nim zanieczyszczeń (zarówno organicznych, jak i nieorganicznych), ulega również natlenieniu, a niekiedy także nasłonecznieniu co stwarza bardzo dogodnie warunki rozwoju życia biologicznego.

Zasadnicze warunki, jakie powinien spełniać program ochronny dla tych obiegów to:

  • w wyniku szczegółowej analizy systemu należy wyznaczyć takie parametry wody obiegowej, które pozwolą na bezpieczną eksploatacje systemu
  • poprzez kontrolę zatężenia (układ odsalania i dopuszczania wody do obiegu) powinien zapewnić utrzymywanie bezpiecznej dla układu charakterystyki wody obiegowej
  • dodatek stosownych preparatów dyspergujących i inhibitorów korozji winien zapewnić ochronę przed osadami i przed korozją
  • stosowanie odpowiednio dobranych środków ochrony biologicznej (biocydów) powinno zapewnić utrzymanie poziomu rozwoju mikroorganizmów w wodzie obiegowej na bezpiecznym poziomie; jednocześnie stosowane biocydy nie mogą stwarzać zagrożenia dla użytkowników układu
  • konieczne jest zapewnienie regularnego monitorowania parametrów obiegu, w celu kontroli uzyskiwanych efektów

Ponieważ spotykane układy różnią się zarówno pod względem konstrukcyjnym, jak i pod względem obciążenia cieplnego, charakterystyki wody uzupełniającej oraz przeznaczenia wody obiegowej, konieczne jest każdorazowo dobieranie programu odpowiadającego konkretnemu układowi.

Jeśli w obiegu wodnym obecne są osady, konieczne jest ich usunięcie, gdyż ich obecność w znacznym stopniu ogranicza skuteczność ochrony biologicznej.
W przypadku, jeśli układ poddawany jest czyszczeniu mechanicznemu (operacja ta powinna być wykonywana co najmniej raz do roku), przed czyszczeniem (dla zapewnienia bezpieczeństwa pracowników wykonujących czyszczenie) oraz po jego zakończeniu układ powinien zostać poddany dezynfekcji poprzez zastosowanie utleniających biocydów na bazie halogenów (chloru lub bromu). Osoby wykonujące czyszczenie powinny być wyposażone w odpowiedni sprzęt ochrony osobistej, zapewniający w szczególności ochronę układu oddechowego.