Anforderungen an die mikrobiologische Wasserqualität in Verdunstungsrück-kühlanlagen – neue ÖNORM B 5020
G. WewalkaInstitut für medizinische Mikrobiologie und Hygiene Wien
Nationale Referenzzentrale für Legionella-Infektionen
September 2013
AGES - IMED Wien September 2013 2
Legionärskrankheit wurde nach der “Convention der American Legion” in Philadelphia 1976 beschrieben
Sehr wahrscheinlich wurde dieser Ausbruch durch den Kühlturm eines Hotels verursacht
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Beispiele für Ausbrüche von Legionella-Infektionen durch Kühltürme
London 1988: ca. 120 Fälle, 21 Tote; Kühlturm auf den BBC-Gebäude; Personen erkrankten, die nicht näher als 500 m an das Gebäude heran kamen
Melbourne 2000: 125 Fälle, 2 Tote nach Besuch eines neu gebauten Aquariums; Infektionsquelle: schlecht gewartetes Kühlaggregat
Spanien, Murcia 2001: ca. 650 Fälle, 2 Tote; Kühlturm in der Innenstadt (auf dem Dach des Krankenhauses)
Frankreich, Lance 2003 - 2004: 86 Fälle, 18 Tote; Kühlturm einer petrochemichen Anlage; Personen erkrankten, die in ca. 6 km Entfernung wohnten
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Ausbrüche durch Kühltürme in Europa (2002 – 2008) Jährliche Meldungen durch die EWGLI (European Working Group for Legionella Infections) Kooperationspartner
Länder Zahl der Ausbrüche Zahl der FälleBulgarien 1 2Frankreich 10 286Großbritannien 10 204Italien 1 15Niederlande 3 50Norwegen 2 5Österreich 2 16Portugal 2 24Schweden 1 15Spanien 19 470gesamt 10 51 1.087
5
Saisonale Verteilung der 1996-2012 in Österreich registrierten Fälle von Legionärskrankheit nach Kategorie der Infektionsquelle (N=1065)
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Saisonale Verteilung der 2007 in Wien gemeldeten Fälle von Legionärskrankheit nach Kategorie der Infektionsquelle, (N=47)
1 2 2 2
14
5
13 31 0 0 0
2
1
0 01 0 0 1 0
4
20 0
110
2
4
6
8
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reiseassoziiert
nosokomial
ambulant
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Zwei Ausbrüche von Kühlturm assoziiert Fällen von Legionärskrankheit in Wien im 3. Bezirk und im 9. + 20. Bezirk
Fall_Ausbruch Bezirk 3
Anzahl der Fälle Fall_Ausbruch Bezirk 9+20
54321
29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13August 07 September 07
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Fälle von Legionärskrankheit in Wien,August bis Mitte September 2007
Patienten 7, 11, 14 sind gestorben
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Untersuchung von Wasserproben von den Kühltürmen vom Krankenhaus X am 21.8.07 und 28.8.07
Auf Veranlassung der Nationalen Referenzzentrale für Legionella-Infektionen wurden auch die 3 „nassen Kühltürme“ auf dem Dach des Hauses untersucht:
Datum: 21.3.07 28.3.07
Kühlturm 1: 42 KBE/100ml 450 KBE/100ml L. pn. SG 1 MAb-Typ Philadelphia
Kühlturm 2: 1000 KBE/100ml 9700 KBE/100ml L. pn. SG 1 MAb-Typ Philadelphia
Kühlturm 3 : 800 KBE/100ml 140 KBE/100ml L. pn. SG 1 MAb-Typ Philadelphia
Kontrollen der Kühltürme im April und May 2007 waren negativ.
Nach Sanierung wurden am 30.8.07 und 5.9. 07 keine Legionellen in den Kühltürmen nachgewiesen.
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Patient/Probe flaA pilE asd mip mompS proAPat. 2 3 4 1 1 14 9TWE-KH 1 4 3 1 1 1Kühlturm 1 3 4 1 1 14 9Pat. 6 3 4 1 1 14 9Pat. 7 3 4 1 1 14 9Pat. 9 3 4 1 1 14 9
1 2 3 4 5 6 7 8 9
09.0
8.07
10.0
8.07
11.0
8.07
12.0
8.07
13.0
8.07
14.0
8.07
15.0
8.07
16.0
8.07
17.0
8.07
18.0
8.07
19.0
8.07
20.0
8.07
21.0
8.07
22.0
8.07
23.0
8.07
24.0
8.07
25.0
8.07
26.0
8.07
27.0
8.07
28.0
8.07
29.0
8.07
30.0
8.07
31.0
8.07
01.0
9.07
02.0
9.07
03.0
9.07
04.0
9.07
05.0
9.07
06.0
9.07
07.0
9.07
08.0
9.07
09.0
9.07
10.0
9.07
11.0
9.07
12.0
9.07
Sequence-based Typisierung von humanen Isolaten und Wasser-Isolaten im Zusammenhang mit Krankenhaus X
Fall ohne Isolat
Fall mit Isolat
Beprobung von TWE
Beprobung von Kühlturm
Sanierung
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Cluster von Legionella-Infektionen in Wien 20. und 9. Bezirk
11 10
6
16
12
verdächtiger Kühlturm
13
8 Fälle im Zeitraum vom 20.08.07 bis 13.09.07
3 Fälle (6,10,11,13) zeigen übereinstimmende Bandenmuster in der AFLP
Fall 12: regelmäßige Spaziergänge im 20. Bezirk
Fall 8: Obdachloser, hielt sich im 20. Bezirk auf
Fall 11 und 13 sind verstorben
Fall mit Isolat
Fall ohne Isolat
8
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Probleme bei der Suche nach der Quelle der Legionella-Infektionen im 20. und 9. Bezirk
• Es existierte kein Register für nasse Kühltürme
• Es gab keine Informationen, wo nasse Kühltürme in dem Areal der aufgetretenen Infektionen stehen könnten
• Keinen Magistratsabteilung fühlte sich zuständig
• Der § 5 (1) des Epidemiegesetzes gab der Gesundheitsbehörde keine Handhabe zu Probenahmen von Kühltürmen; (Kranke, Krankheitsverdächtige und Ansteckungsverdächtige haben sich der Entnahme von Untersuchungsmaterial zu unterziehen)
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Legionella-Infektionen durch nasse Kühltürme
� Anlagen mit höheren Wassertemperaturen (20° - 35° C)
� Legionellen und Pseudomonaden können sichvermehren
� Bis zu 2 % des Kühlwassers wird als Aerosol freigesetzt.
� Aerosole können mehrere 100 m, in Ausnahmefällen mehrere Kilometer vertragen und eingeatmet werden
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Einfluss von Wetterfaktoren auf das Risiko von Legionella-Infektionen durch nasse Kühltürme
� Warmes Wetter führt zu höheren Wasser-Temperaturen in Kühltürmen
� Hohe Luftfeuchtigkeit begünstigt die Emission von Aerosolen
� Leichter Wind und Tiefdruckwetter fördert die Ausbreitung des Aerosols
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ÖNORM B 5020 wurde seit 2010 erarbeitet
„Anforderungen an die mikrobiologische Wasserbeschaffenheit in Verdunstungsrück-kühlanlagen“
Ziel: Vorschlag wird im September 2013 verabschiedet
VDI 2047-02 in Deutschland in Erarbeitung
„Hygiene bei Rückkühlwerken“
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Arten von Rückkühlanlagen
• Trockenkühler
• Verdunstungsrückkühlanlagen
– Naturzugkühltürme (z. B. bei Kernkraftwerken)
– Zwangsbelüftete Nasskühltürme
o Nasse Kühltürme mit offenem Kreislauf
o Nasse Kühltürme mit geschlossenem Kreislauf
o Hybridkühltürme
o Adiabate Kühler
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Trockenkühler
• Kühlung mit Luft
• Kein Wasser zur Kühlung
• Keine Quelle fürLegionella-Infektionen
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Große Kühltürme z.B. von Kernkraftwerken mit natürlicher Aufdrift der warmen Luft;keine Legionella-Infektionen wurden mit solchen
Kühltürmen in Verbindung gebracht
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Nasser Kühlturm mit offenem Kühlwasser-Kreislauf
AGES - IMED Wien September 2013 23
AGES - IMED Wien September 2013 24
AGES - IMED Wien September 2013 25
Nasser Kühlturm mit geschlossenem Kühlsystem
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Schema von Hybridkühlturm
Kühlelement
Kühlkeislauf
Benetzungskreislauf
Wanne für Benetzugswasser
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Hybridekühlturm
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Schema von adiabatem Kühler
1: Frischwasser
2: Restwasser in Kanal
3: Wabensystem
4: Luft wird gekühlt
5: Trockener Kühler
AGES - IMED Wien September 2013 29
Adiabater Kühler
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Probenahme von Wasser bei VerdunstungsrückkühlanlagenVorschlag ÖNORM B 5020:2013
• Probe aus Kreislaufwasser zwischen Pumpe und Versprühung; geeigneter Pebenahmehahn soll vorhanden sein
• Probenahme unter normalen Betriebsbedingungen, nicht kurz nach Biozid-Dosierung
• Untersuchung von Nachspeisewasser, wenn dieses nicht ausder öffentlichen Wasserleitung stammt
• Probenflaschen : sterile Flaschen, mit Natriumthiosulfat-Vorlagefür die Untersuchung von Chlor hältigen Wässern
• Probenmenge abhängig von der Fragestellung: mindestens500 ml
• Probentransport bis 12 Stunden bei Zimmertemperatur, bei längerem Transport oder Lagerung kühlen; Bearbeitunginnerhalb von 2 Tagen
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Untersuchung von Wasser von VerdunstungsrückkühlwerkenVorschlag ÖNORM B 5020:2013
Mikrobiologische Parameter
• aerobe Koloniezahlen bei 37°C (KBE 37°C/48 h) gemäß ÖNORM EN ISO 6222
• Legionellengemäß ÖNORM EN ISO 11731 oder ÖNORM EN ISO 11731-2
• Pseudomonas aeruginosagemäß ÖNORM EN ISO 16266
Weitere analytische Paramerter
• Calcium, Magnesium, Säurekapazität, Chlorid, Sulfat, Oxidierbarkeit oder TOC (Gesamter organischer Kohlenstoff)
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Probenahmeplan für Verdunstungsrückkühlanlagen mit StillstandsphasenVorschlag ÖNORM B 5020:2013
Gilt für: • Neuanlagen• Systemänderungen • Wiederinbetriebnahme nach einer Stillstandphase
(z. B. im Winter)
Erste Probenahme nach Systemfüllung und Betrieb der Umwälzpumpe, aber vor Kühlbetrieb
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Probenahmeplan für Verdunstungsrückkühlanlagen mit StillstandsphasenVorschlag ÖNORM B 5020:2013
z.B. Mitte April
Anfang Mai
Anfang Juni
Mitte Juli
Anfang Oktober
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Probenahmeplan für Verdunstungsrückkühlanlagen ohne Stillstandsphasen (betriebsbereit auch im Winter)Vorschlag ÖNORM B 5020:2013
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Maßnahmenwerte bezogen auf mikrobiologische Untersuchungsergebnisse Vorschlag ÖNORM B 5020:2013
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Mikrobiologische Wasserbeschaffenheit von Zusatzwasser/Füllwasser
Kein Nachweis in 100 ml der Probe von:• Escherichia coli• Enterokokken• Pseudomonas aeruginosa• Legionellen
Aerobe Koloniezahlen pro ml:• bei 22°C
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Weitere ÖNORM M 7744 in Bearbeitung
„Planung, Ausführung, Betrieb, Wartung
und Überwachung von
Verdunstungsrückkühlanlagen“
AGES - IMED Wien September 2013 38
Was sollte bezüglich „nasser“ Kühltürme und andere Aerosol produzierende Anlagen geschehen?
� Bundesweite gesetzliche Meldepflicht für nasse Kühltürme
� Register für nasse Kühltürme bei lokalen Behörden
� Verpflichtung zu periodischen Inspektionen
� Verpflichtung zu periodischer mikrobiologischer Überwachung
� Strafen bei Nicht-Meldung
� Normen und Richtlinien für Planung, Errichtung, Betrieb und Sanierung von nassen Kühltürmen
