Vattendesinfektion i kommersiella byggnader

Om vi ska hålla oss friska är det av avgörande betydelse att det vatten vi dricker och tvättar oss med är rent. En av de mest utbredda hälsoriskerna i alla dricksvatteninstallationer är Legionella pneumophila - en exceptionellt resistent bakterie.

Legionella trivs vanligen i varmvattensystem med litet flöde eller stillastående delar, samt i dåligt underhållna varmvattentankar. Ett slemmigt skikt av biofilm på insidan av ledningar och tankar bildar ett skyddande livsmiljö för legionella och andra mikroorganismer. Bakterierna förökar sig och frodas i biofilmen vid temperaturer mellan 25 och 46 °C, och utgör en allvarlig hälsorisk.

Vattendesinfektion är synnerligen viktigt i alla byggnader där dricksvatten konsumeras och i synnerhet i byggnader med dusch- och badmöjlighet. Vattendesinfektion är också avgörande i applikationer där vattendimma sprutas ut i luften, till exempel i kyltorn och evaporativa kondensorer.

Hur verkar Legionella-bakterien?

Legionella-bakterierna kan överföras till människans andningssystem via vattendimma med droppstorlek mellan 3 och 5 μm. Sådana droppar bildas lätt i miljöer som duschar eller kyltorn. Det räcker med relativt låg koncentration av bakterier i vattendimman för att infektera en frisk person. Efter 2-10 dygns inkubationstid orsakar Legionella pneumophila en speciell form av lunginflammation (legionärssjuka), som kan åtföljas av pontiacfeber. Uppskattningar från tyska statistiska centralbyrån tyder på att 25.000 till 30.000 personer i Tyskland ådrar sig legionärssjuka varje år. För personer med nedsatt immunförsvar, som äldre eller sjuka personer samt rökare, kan sjukdomen vara dödlig om den inte behandlas inom de första fyra dygnen.

• Upp till 5 % av dem som andas in infekterad vattendimma insjuknar i legionärssjuka.

• Dödligheten bland dem som insjuknar är upp till 30 %.

Av Jens Nørgaard, Application Manager vid Grundfos Commercial Building Services

Vad är Legionella?

Legionella pneumophila – den bakterie som svarar för mer än 90 % av alla fall av legionärssjuka – är en stavformad bakterie av familjen Legionellaceae. Vatten för hushållsanvändning i kommersiella byggnader är ofta infekterat med Legionella pneumophila, och därför måste man vidta speciella åtgärder för att bekämpa bakterierna, eftersom de i stor utsträckning är resistenta mot bekämpningsmedel.

Vägtrafik* Legionella Antal trafikrelaterade dödsfall och antal dödsfall orsakade av Legionella i Tyskland 1996

Var finns Legionella-bakterien?

Små mängder Legionella-bakterier finns naturligt i mikrofloran i floder, sjöar och grundvatten. Dessa låga koncentrationer orsakar normalt inte sjukdom, men om gynnsamma förutsättningar för tillväxt skapas kan bakterierna öka till hälsoskadliga koncentrationer. Legionella-bakterier kan komma in i byggnadens vattensystem från dagvattensystem och dricksvattennät. Legionella pneumophila under mikroskopet

Förhållanden i varmvattensystem, med litet flöde eller stillastående delar, låg temperatur och dåligt underhållna varmvattentankar, erbjuder optimala förhållanden för Legionella. Legionella reproducerar sig kraftigt vid temperaturer mellan 25 och 46 °C och lever i biofilm, där den är skyddad mot de flesta kemiska bekämpningsmedel och desinfektionstekniker.

Biofilm består huvudsakligen av blandade kolonier av mikroorganismer (bakterier, alger, svampar och protozoer) som samverkar och är fästa i ett och samma substrat, helt eller delvis integrerade i en polymerisk organisk massa (slem) som produceras av organismerna. Denna gel-lika film erbjuder idealiska tillväxtförhållanden och optimalt skydd för bakterierna. Legionella i biofilm

Källor till legionella i kommersiella byggnader

I alla kommersiella byggnader finns ett antal applikationer som kan sprida legionella-bakterier. Detta är några av de potentiella riskkällorna:

System för tappvarmvatten

Alla varmvattensystem kan infekteras, men risken för infektion är större i system där: • Varmvattnet står mer eller mindre stilla till följd av liten förbrukning. • Vattentemperaturen är mellan 25 och 46 °C, vilket är ”idealiskt”, eftersom legionella är en mesofil bakterie som förökar sig i just detta temperaturområde. • Det finns delar av rörledningar utan flöde. • Det finns sediment, rost, kalkutfällning och slam, som ger näring åt bakterierna.

• Systemet är inte korrekt underhållet.

Temperaturen i varmvattentankar ska vara 60 °C och temperaturen i kranar och cirkulationsledningar ska vara minst 55 °C. Temperaturer högre än 60 °C orsakar dock oönskad kalkutfällning i både tankar och ledningar.

Kallvattensystem

I stora och höga byggnader värms kallvattnet ofta till temperaturer som är idealiska för tillväxt av olika slags bakterier. Vid byggnadens huvudvattenintag håller kallvattnet vanligen omkring 8-12 °C. Bortom denna punkt börjar kallvattnets temperatur stiga, beroende på hög omgivningstemperatur. Om vattnet hamnar i en oisolerad taktank kan temperaturen stiga ytterligare. Efter ett antal timmar i en taktank förs vattnet tillbaka in i byggnaden för att tappas. Följden blir inte bara att användaren aldrig får uppleva kallt vatten, det är dessutom sannolikt att kallvattnet innehåller höga halter av bakterier. Det finns ökad risk för tillväxt i system där: • Rör- och tankisolering saknas eller är i dåligt skick. Kallvattenledningar och -tankar bör alltid vara isolerade för att undvika oönskad uppvärmning.

• Kall- och varmvattenledningar ligger i samma isolering. Värme överförs från varmvattenledningen till kallvattenledningen. • Taktankar och övergångstankar används. Kan man inte undvika att använda tankar ska dessa placeras inne i byggnaden och dimensioneras för kortast möjliga hålltid. • Det finns vattentankar av organiskt material - själva tanken utgör då en näringskälla för bakterier. • Ledningarna är överdimensionerade. Stillastående vatten ökar risken för bakterietillväxt. • Ledningarna är av material som kan korrodera. Korrosionsprodukter är en god näringskälla för bakterier.

• Det finns ledningspartier utan vattenflöde.

Takplacerade kyltorn

Kyltorn och evaporativa kondensorer används för att avleda överskottsvärme till atmosfären genom avdunstning av vatten. Vatten sprutas genom sprutmunstycken in i kyltornet, i form av små, luftburna vattendroppar. Medan vattnet faller genom tornet avdunstar en del av vattnet, men en del förs ut vattendroppar, som lätt kan dras in i lungorna. Fontäner håller samma temperatur som den omgivande luften, och vid denna temperatur växer legionella och andra bakterier bra i vattnet och i biofilmen.

Vattendimman från ett kyltorn kan utan vidare föras 6 km från tornet.

ur kyltornet av luftströmmen från fläktarna. Legionella växer gärna i vattnet och kan lätt spridas med de drivande vattendropparna.

Spabad

Legionella är ett speciellt problem i spabad därför att: · Vattnet i spabad håller 32 till 35 °C, vilket är optimalt för legionella-bakteriernas tillväxt.

· Smuts och döda hudceller och liknande från de badande utgör näring för bakterierna.

· De “dolda” ledningarna för luft- och vattencirkulation ger stor yta för bakterierna att växa på. Biofilm i dessa ledningar kan inte avlägsnas. · När vattnet rörs om bildas stänk och vattenburna luftdroppar som kan sprida bakterierna och inhaleras.

Fontäner

Fontäner i till exempel shoppingcentra, flygplatser, hotell och temaparker utsätts för bakterietillväxt. Vatten sprutas upp i luften och bildar luftburna

Vilka metoder används för att bekämpa Legionella?

Värmebehandling En av de vanligaste metoderna för bekämpning av legionella är upphettning.

Legionella-bakterier börjar dö vid temperaturer över 56 °C, vilket gör att man kan bekämpa dem genom att värma upp det infekterade vattensystemet. Vattnet måste värmas till cirka 70 °C och hålla den temperaturen genom hela ledningssystemet under cirka 10 minuter. Detta är dock sällan möjligt i vanliga installationer, eftersom vattnet svalnar när det når tappställena.

Det finns relativt få fördelar med värmebehandling: • Påverkar inte vattnets lukt och smak.

• Är inte känsligt för vattnets pH-värde.

• Välkänd och begriplig princip.

• Inga biocider tillsätts till vattnet.

Å andra sidan finns det många nackdelar med värmebehandling: • Akut skållningsrisk om tappställen öppnas under pågående upphettning.

• Biofilm påverkas inte, vilket gör att mikroorganismerna snabbt växer till igen mellan behandlingar. Upphettning har ingen långsiktig effekt.

• Ledningsdelar utan flöde behandlas inte alls. • Det krävs en avancerad process för att öppna tappställen för att säkerställa att alla delar av vattensystemet behandlas. Det behöver inte sägas att det är omöjligt att säkerställa spolning av alla delar av ledningssystemet i stora vattensystem i bostadshus eller kommersiella byggnader.

• Det går åt stora mängder energi för att värma upp stora vattensystem. • Det går aldrig att uppnå den önskade temperaturen, 70 °C, i hela systemet, eftersom vattnet svalnar innan det når tappställena.

• Förfarandet orsakar ökad kalkavlagring i ledningar och tankar. Detta kan skada systemet och sätta igen kranar.

• Värmeexpansion av ledningar kan orsaka skador som inte kan repareras och läckage i äldre installationer.

Den samlade slutsatsen är att värmebehandling är en ineffektiv och kostsam procedur.

Legionella-bakteriens reproduktionsförmåga som funktion av temperatur

Klorering (hypokloritlösning)

Ett av de vanligaste sätten att desinficera vatten. Klor används ofta som desinfektionsmedel, i form av hypokloritlösning som injiceras i vattensystemet. Den mest signifikanta fördelen med klorering är att investeringskostnaden är mycket låg.

Det finns flera nackdelar: • Det behandlade vattnet kommer att lukta och smaka klor. Konsumenterna slutar dricka vattnet och köper flaskvatten i stället. • Proceduren är känslig för vattnets pH-värde. Desinfektionseffekten minskar vid pH över 7,5.

• Långtidseffekten på bakterier är begränsad. pH > 7,5 kvarstående mikroorganismer med CIO2 kvarstående mikroorganismer med HCIO Koncentration av desinfektionsmedel (mg/l) • Biofilmen i varmvattentankar och ledningar påverkas inte.

UV-strålning

Det infekterade vattnet utsätts för ultraviolett strålning med våglängd 254 nm. UV-strålarna tränger genom cellväggarna och skadar bakteriers och virus genetiska information och förstör deras reproduktionssystem. En UV-lampa används för att bestråla vattnet. Fördelar: • UV-behandling är effektiv mot fria bakterier som faktiskt utsätts för UV-strålarna. • Det påverkar inte vattnets lukt och smak.

• Inga kemikalier tillsätts till vattnet.

• UV-behandling påverkas inte av vattnets pH-värde.

Nackdelar: • Den här metoden betraktas som en ”grindvakt” - bara fria bakterier som faktiskt passerar UV-lampan och därmed utsätts för UV-strålar dödas. Den har ingen långsiktig effekt på bakteriepopulationer i vattensystem. • Biofilm i ledningar – grunden för Legionella bakteriens förökning – påverkas inte av den här metoden och UV-strålningen har ingen effekt på de bakterier som finns kvar i biofilmen.

• UV-lampan är mycket känslig för partiklar och kalk i vatten. Man måste till exempel tillsätta kolsyra för att förhindra kalkutfällning. • System för ultraviolett strålning inkluderar ofta filter med aktivt kol för att avlägsna metaller och partiklar.

Filtrering

Ultrafiltrering används ofta i hushållsvattenförsörjning. Ultrafiltrering eller membranfiltrering filtrerar bort bakterier, virus, frigjorda partiklar och andra oönskade element ur vattnet.

Fördelar: • Effektivt mot fritt flytande bakterier i vattnet. • Påverkar inte vattnets lukt och smak.

• Är inte känsligt för vattnets pH-värde.

• Inga kemikalier tillsätts.

Nackdelar: • Denna metod betraktas som en “grindvakt”. Bara fritt flytande bakterier i vattnet kan avlägsnas. Den har ingen långsiktig effekt på bakteriepopulationer i vattensystem.

• Biofilm i ledningar – grunden för Legionella bakteriens förökning – påverkas inte av den här metoden. • Vid funktionsfel kan en stor mikrobiologisk population växa till i membranen.

Ozon

Ozon är ett saneringsmedel som hämtas från den omgivande luften och som kan lösas i vatten för att desinficera det. Ozon framställs genom att syrgas får passera genom ett elektriskt fält med hög intensitet. Därigenom omvandlas syrgasen till ozon - ett oxidationsmedel med kort livslängd. När ozonet genererats måste det användas omedelbart, eftersom det snabbt bryts ned när det utsätts för syre. Fördelar: • Effektivt mot fritt flytande bakterier i vattnet. • Vattnets lukt och smak påverkas inte.

• Är inte känsligt för vattnets pH-värde.

Nackdelar: • Metoden betraktas endast som en “grindvakt” till följd av den korta nedbrytningstiden. Eftersom hålltiden är mycket kort finns ingen kvarstående eller långsiktig effekt på bakteriepopulationerna i vattensystemet.

• Biofilm i ledningar –grunden för Legionella-bakteriens förökning – påverkas inte av den här metoden och ozon har ingen effekt på bakterier som finns kvar i biofilm.

Behandling med klordioxid

Klordioxid dödar mikroorganismer i vattnet genom irreversibel oxidativ destruktion av transportproteinerna i de levande cellerna.

Klordioxid har hög redoxpotential, vilket gör att det har betydligt kraftigare desinficerande verkan än andra biocider på alla slags mikroorganismer och föroreningar som virus, bakterier, svamp och alger. Oxidationspotentialen är högre än för till exempel klor, vilket innebär att avsevärt mindre kemikaliemängd krävs. Mikroorganismer som är resistenta mot klor, som Legionella, kan dödas fullständigt av klordioxid.

Den främsta fördelen med klordioxid jämfört med klor och hypoklorit är den gradivisa nedbrytande verkan det har på biofilm vid låga doser. Klordioxid i koncentration 1 ppm dödar praktiskt taget alla Legionella-bakterier i biofilmen inom 18 timmar. På samma tid kan mängden biofilm minskas avsevärt med koncentration 1,5 ppm. Dessutom påverkas klordioxidens desinficerande verkan praktiskt taget inte alls av pH-värdet, vilket innebär att den kan användas utan problem även i alkalisk miljö.

Det finns många fördelar med klordioxid: • Klordioxid tar effektivt bort biofilm i hela vattensystemet och säkerställer därmed att grunden för Legionella-bakteriernas tillväxt försvinner.

• Effektivt mot fritt flytande bakterier i vattnet. • Effektivt mot bakterier och biofilm i ledningsdelar med stillastående vatten, eftersom klordioxid kan spridas även dit. • Stor kvarstående effekt. Om det förekommer perioder med mycket litet eller inget flöde stannar klordioxiden kvar i vattnet och skyddar systemet upp till en vecka.

• Klordioxid påverkar inte vattnets lukt och smak.

• Klordioxid är inte känsligt för vattnets pH-värde.

• Klordioxidgenerering från saltsyra (HCl) och natriumhypoklorit (NaClO2) har mycket låg livscykelkostnad.

Den enda nackdelen med förfarandet är riskerna vid hantering av kemikalier. Om saltsyra (HCl) och natriumhypoklorit (NaClO2) blandas, bildas giftiga gaser.

Den här tabellen illustrerar hur typiska lösningar för desinfektion fungerar i olika avseenden. Klordioxidlösningen i systemet Oxiperm Pro är överlägsen de andra.

Fördelar = sämre = genomsnittlig = bättre Värmebehandling UV-strålning Filtrering Klorering (hypokloritlösning) Ozon

Klordioxid

Nej Nej Nej Nej Nej Nej Medel Hög Nej Ja Låg Nej Medel Nej Hög Nej Nej Hög Hög Hög Nej Ja Nej Nej Prestanda hos desinfektionstekniker och desinfektionsmedel i olika avseenden. Nej Nej Nej Nej Hög Medel Låg Låg Ja Nej Nej Nej Nej Ja Medel Låg Nej Nej Nej Medel Nej Nej Nej Hög

Vilka åligganden och ansvarsområden finns vid drift av vatteninstallationer?

Nästan alla världens länder har lagstiftning rörande förebyggande och bekämpning av infektionssjukdomar. I den tyska förordningen om dricksvatten uttrycks det så här: “Vatten avsett för mänsklig konsumtion måste tillhandahållas på sådant sätt att förbrukning eller användning inte negativt påverkar människors hälsa, i synnerhet till följd av patogener.” Detta innebär att den som äger eller driver vattensystem i offentliga byggnader eller bostadsbyggnader har hela ansvaret för vattenkvaliteten i systemet hela vägen fram till tappställena. Vattenbolag är ansvariga för vattenkvaliteten fram till leveransstället.

Hälsomyndigheterna är skyldiga att inspektera installationer för vattenförsörjning som distribuerar vatten till allmänheten. Kommersiella byggnader måste inspekteras och prover tas. Hälsomyndigheterna ger vanligen i uppdrag åt ett laboratorium att kontrollera vattenproverna. I de flesta länder kan hälsomyndigheterna stänga byggnadens installationer för vattenförsörjning om gällande gränsvärden överskrids. I privatägda byggnader kontrolleras dricksvattenkvaliteten på begäran eller om det finns indikationer på problem.