Zur Überwachung des von Verdunstungskühlanlagen ausgehenden mikrobiologisch-hygienischen Risikos müssen nach der 42. Bundesimmissionsschutzverordnung regelmäßig Wasserproben zur Bestimmung der darin enthaltenen Legionellen entnommen werden. Ziel istdie Abbildung der Legionellenkonzentrationen zum Zeitpunkt der Probenahme. Die Voraussetzung dafür ist, dass die im Kühlwasser enthaltenen Biozide bei der Probenahme effizient inaktiviert werden, damit sie nicht während des Transportes und der Lagerung derProben weiterhin ihre Wirkung entfalten und zu einem Minderbefund derLegionellenkonzentration führen. Im Moment wird nur eine Inaktivierung von oxidativen Bioziden durch das in den Probenahmeflaschen vorgelegte Natriumthiosulfat erzielt. Ziel des Projektes war es, für im Markt übliche, nicht-oxidierende Biozide geeignete Neutralisierungssubstanzen zu identifizieren, die keine Schädigung der Legionellen und derBegleitflora zur Folge haben. Es wurde eine Mischung von Substanzen identifiziert, die diebiozide Wirkung von Isothiazolinonen, DBNPA, quaternären Ammoniumstrukturen sowie vonBronopol effizient neutralisieren konnte. Die Neutralisierungssubstanzen hatten keine oder eine nur geringfügige nachteilige Wirkung auf die Kultivierbarkeit von Legionella pneumophila Serogruppe 2-14, Legionella anisa sowie eines aus Kühlwasser isolierten Legionella spp.Stammes. Die Wirkung aller genannten Biozide in den üblichen Konzentrationsbereichenkonnten in diesen Fällen effizient neutralisiert werden. Legionella pneumophila DSM 7513 (alsVertreter der Serogruppe 1 und einziges Nicht-Umweltisolat) auf der anderen Seite warempfindlich gegenüber der Neutralisierungsmischung, vor allem die Inaktivierung von DBNPA und Isothiazolinonen war in diesem Fall unbefriedigend. Da es sich hier um ein Lungenisolathandelt, das sich schon lange in der Stammsammlung befindet, bedarf es der Untersuchungweiterer Vertreter der Serogruppe 1 und gegebenenfalls einer weiteren Optimierung derNeutralisierungsmischung. Quelle: Forschungsbericht
Die messtechnische Erfassung von Legionellen in freigesetzten Aerosolen von Verdunstungskühlanlagen erfolgt derzeit nicht routinemäßig. Gründe dafür sind insbesondere der mit einer repräsentativen Probenahme verbundene Aufwand sowie offene Fragen bzgl. des Vorgehens bei der Probenahme und der Bewertung der so gewonnenen Daten. Dieses Projekt hatte die Zielsetzung, eine Vorgehensweise für die Beprobung von Aerosolen an Rückkühlanlagen und Vorschläge für die Eignung von diagnostischen Methoden zum möglichst sensitiven Nachweis von Legionellen in Aerosolen zu entwickeln. Die abgeleitete Probenahmestrategie basiert auf Richtlinien und Normen zur (Bio-)Aerosolprobenahme unter Verwendung eines handelsüblichen Nass-Zyklonsammlers für Immissionsmessungen. Dieser wurde zur Emissionsprobenahme technisch modifiziert und die physikalische Sammeleffizienz im Labor ermittelt. An vier industriell betriebenen Verdunstungskühlanlagen erfolgten Validierungs-messungen zur Aerosolsammlung und zum analytischen Nachweis von Legionellen. Bei mehreren Anlagen erfolgten zusätzlich die Bestimmung der Anzahlgrößenverteilung der Tropfenaerosole und nachfolgend die Berechnung des Flüssigwassergehaltes im Schwaden. Die Auswertung parallel durchgeführter Emissionsmessungen mit unterschiedlichen technischen Sammlerkonfigurationen zeigte nur geringe Konzentrationsunterschiede zwischen den einzelnen Konfigurationen auf. Die Verdunstungskühlanlagen erwiesen sich als sehr unterschiedlich mit Legionellen belastet; im Tropfenaerosol dreier Anlagen wurden Legionellen nachgewiesen. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Legionellen in den Aerosolen war nur zum Teil mit der Konzentration an Legionellen im Kühlwasser erklärbar. Zur Einschätzung der Effizienz der Tropfenabscheidung wurde ein mikrobiologischer Luftbelastungsfaktor (MLBF) eingeführt, der unabhängig von der Legionellenkonzentration die mikrobiologische Belastung der Fortluft im Vergleich zu einer unbelasteten Luftreferenzprobe quantifiziert. Zudem wurde der relative Anteil von Legionella pneumophila an der Gesamtkonzentration an Legionellen in die Risikoklassifizierung aufgenommen. Quelle: Foschungsbericht
Das Projekt "Entwicklung eines sensitiven Verfahrens zum routinemäßigen Nachweis von Legionellen in Aerosolen von Verdunstungskühlanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung gemeinnützige GmbH durchgeführt. Verdunstungskühlanlagen werden eingesetzt, um Wärmelasten, z.B. aus technischen Prozessen abzuführen. Ihre Kühlwirkung beruht auf dem Prinzip der Verdunstung von Wasser, wobei es auch zur Bildung von Wassertröpfchen (Aerosolen) kommt, die in die Umgebungsluft abgegeben werden. Verdunstungskühlanlagen sind aufgrund günstiger Vermehrungsbedingungen (Feuchte, Nährstoffangebot, Temperaturen) eine Quelle für Legionellen-haltige Aerosole. Solche Aerosole stellen ein gesundheitliches Risiko dar, da sie im Falle des Einatmens zu Erkrankungen (schwere Lungenentzündungen) führen können. Da sich die Legionellen mit den Aerosolen über mehrere Kilometer ausbreiten können, kann es im Umkreis einer Anlage zu hunderten von erkrankten Personen kommen. In Deutschland gab es bereits zwei größere Ausbrüche mit Verdunstungskühlanlagen als Infektionsquelle: 2010 in Ulm/ Neu-Ulm mit 65 Erkrankten und 5 Toten und 2013 in Warstein mit 159 Erkrankten und 2 Toten. Die Überwachung dieser Anlagen hinsichtlich des Legionellenrisikos erfolgt zur Zeit durch Messung der Legionellen-konzentration im Wasserkreislauf, da es kein für die routinemäßige Überwachung geeignetes Nachweisverfahren für Legionellen in Luftproben gibt. Dadurch kann aber nur eine indirekte Risikoabschätzung erfolgen, da die Legionellen-konzentration in den Aerosolen nicht bekannt ist. In dem Vorhaben soll untersucht werden, wie man Legionellen in den Aerosolen in der Abluft von Verdunstungskühlanlagen mit modernen molekularbiologischen Verfahren nachweisen kann. Dabei sollen Verfahren erarbeitet werden, die eine möglichst zeitnahe Erfassung erlauben und auch für die Routineüberwachung geeignet sind. Wichtig bei der Entwicklung solcher Verfahren ist, dass eine möglichst niedrige Nachweisgrenze erreicht wird, damit auch geringe Konzentrationen an Legionellen in der Luft nachgewiesen und so kritische Situationen zeitnah erfasst werden können.