Snížení teploty teplé vody, zdravotní riziko, bakterie legionely, dezinfekce. Část 1/3

Odpovědnost za hygienické parametry teplé vody podle způsobu její výroby a distribuce. Část 2/3

Úvod

Význam spotřeby energií na přípravu teplé vody v rámci energetické bilance budov pro bydlení roste. Budovy se zateplují, nové se staví s nižšími tepelnými ztrátami pro vytápění a další potřebu energií na vytápění snižuje řízené větrání se zpětným získáváním tepla, využití tepelných čerpadel aj. Z dříve běžného podílu 70 % tepla na vytápění a 30 % tepla pro teplou vodu se dnes dostáváme na poměr až okolo 40 % ku 60 %. Ve spojení s explozí cen energií není proto překvapující, že se v současné době v masmédiích objevuje mezi „zaručenými radami“ i návrh na snížení teploty teplé vody pro lidskou potřebu, aneb pro kuchyň, koupelny aj. Není to nic překvapujícího, například ve Švýcarsku je nejvyšší přípustná teplota teplé vody stanovena na 60 °C. Podívejme se na tuto radu odpovědně, se znalostí souvislostí a z více stran.

1. Zdravotní hledisko snížení teploty teplé vody

Teplá voda pro lidskou potřebu se připravuje výhradně z vody pitné. Vyhláška MZd. č. 252/2004 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody, respektive přílohy k vyhlášce přesně určují, jaké mikrobiologické a biologické ukazatele jsou u obou vod přípustné. V souvislosti s teplou vodou připravenou z pitné vody se jako největší nebezpečí jeví rozmožení bakterií Legionella pneumophila, lidově jen legionel. Při sprchování se do vzduchu rozptýlí drobné částice vody. A protože se nikdo nesprchuje bez toho, aby dýchal, tak se do plic rozptýlené částice vody, případně i s choroboplodnými mikroorganismy dostanou. Zatímco pokožka našeho těla je velmi spolehlivou ochranou proti pronikání mikroorganismů, v plicích je tomu naopak. Úkolem plic je přijímat kyslík ze vzduchu a uvolňovat oxid uhličitý. Proto je vnitřní povrch plic velmi velký a také propustný.

Legionely se běžně mohou vyskytovat a také vyskytují ve studené pitné vodě. Jejich množství je natolik nízké, že riziko vzniku nákazy je nepatrné. Jedině lidé s velmi sníženou imunitou, například i vzhledem ke speciálním lékařským zásahům, ale i po prodělání některých onemocnění se musí mít na pozoru. Tito lidé jsou poučeni, případně jsou pod lékařským dozorem.

Zdravotní problém spojený se zvýšeným výskytem legionel vzniká tehdy, když teplota původně studené pitné vody roste. Jak se teplota zvyšuje, tak se legionely rychleji množí. Maximum množení nastává okolo teploty 37 °C a k zastavení množení, nikoliv ke snížení jejich množství, dochází okolo teplot 44 °C až 45 °C.

K omezení výskytu nežádoucích mikroorganismů v teplé vodě se využívá několik metod. Některé působí již na vstupu pitné vody do zařízení na výrobu teplé vody, jiné působí v něm a jiné zasahují až navazující části systému distribuce teplé vody.

Obr. Příklad řešení systému teplé vody spirálním rozvodem zajišťující pohyb studené i teplé vody v potrubí při otevření kterékoliv výtokové armatury, který byl úspěšně uplatněn v desítkách budov.

Obr. Řez náhradním membránovým filtrem tvořeným čtyřmi svazky dutých vláken. Příklad: cena okolo 700 euro, max. provozní teplota 55 °C, průtok až 15 litrů/minuta s doporučeným intervalem výměny do 3 let. Filtry se vyrábí i ve formě bagů, pytlů. (Zdroj: www.seccua.com)

2. Omezení výskytu bakterií v pitné vodě

Toto opatření je primární, neboť v pitné vodě bez bakterií, s jejich velmi malým výskytem, se následně bakterie nerozmnoží, případně k jejich rozmnožení nad hygienicky přípustnou hranici dojde až za mnohem delší čas. Každý dodavatel pitné vody, tedy vodárny, musí její kvalitu garantovat.

V současné době jsou ve vodárenství využívány k dezinfekci především plynný chlor, oxid chloričitý (chlordioxid) a v menších úpravnách i chlornan sodný. Stále častěji se k dezinfekci pitné vody rovněž využívá ozon a UV záření, při jejichž použití nevznikají vedlejší chlorované produkty.

Zatím jen velmi ojediněle se ve vodárenství využívá membránový princip, který velmi dobře znají milovníci outdoorových aktivit v regionech bez snadného přístupu k pitné vodě. Při něm voda prostupuje membránou s otvory menšími, než mají bakterie i většina virů, takže za membránou je voda hygienicky nezávadná. V outdoorovém řešení se filtr po několika použitích zpětně proplachuje pitnou vodou, v technice budov se filtr zpravidla mění.

Vlastnostmi studené pitné vody se v oblasti technicných zařízení budov na vstupu do systému přípravy teplé vody zpravidla nikdo již nezabývá, protože oprávněně očekává, že dodávaná pitná voda plní legislativou daná kritéria.

3. Omezení výskytu bakterií v teplé vodě

3.1 Tepelná dezinfekce

Protože se zabýváme cestou vedoucí k úsporám energie, tak je třeba tepelnou dezinfekci, se kterou je spojena zvýšená spotřeba tepla, odmítnout. I za „běžných“ podmínek je tepelná dezinfekce obtížně proveditelná.

Pokud se má snížit výskyt legionel, je nutné teplotu vody zvýšit. Účinnost tepelné dezinfekce závisí na výši teploty vody, ale i všech vnitřních povrchů, se kterými voda přichází do styku, a délce doby, po kterou tato teplota trvá. To znamená přehřát jak ohřívač vody, tak navazující potrubí a v něm instalované regulační armatury, všechny výtoky, směšovací baterie, sprchové hlavice aj. Nestačí jen přehřát samotný zásobník teplé vody, jak se to v praxi někdy používá. Obecně nelze konstatovat, že tepelná dezinfekce celého systému na sebe vzájemně navazujících prvků výroby a distribuce teplé vody i poměrně vysokou teplotou nad 75 °C zajistí trvale hygienicky vyhovující teplou vodu. Je to řešení, jehož účinnost trvá maximálně cca tři týdny!

Dezinfekce vysokou teplotou je energeticky náročná, část vody se musí odpustit do kanalizace, aby se dostatečně prohřály i ty části rozvodu teplé vody, které nejsou součástí cirkulace. Provedení dezinfekce vyžaduje doplňková technická i organizační opatření chránící lidi proti opaření vodou na všech výtocích a od potrubí (za dobu v řádu desítek sekund se lze opařit i vodou o teplotě 55 °C), zvyšuje požadavky na okamžitou teplotní odolnost a dlouhodobou životnost materiálů, ze kterých jsou vnitřní vodovod teplé vody, ale i vnitřní kanalizace (např. potrubí a zápachové uzávěrky) zhotoveny.

Vyhláška MPO č. 194/2007 Sb., kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé vody, měrné ukazatele spotřeby tepelné energie pro vytápění a pro přípravu teplé vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům, doporučuje, aby teplá voda na výtoku u spotřebitele měla teplotu 45 °C až 60 °C, s výjimkou možnosti krátkodobého poklesu v době odběrných špiček spotřeby v zúčtovací jednotce (např. bytě). Tedy i teplota 45 °C stačí, pokud jsou splněny další nutné podmínky. Ty by měl vytvořit projekt, skutečné fyzické i materiálové provedení zařízení pro výrobu teplé vody a vnitřního vodovodu, vhodný způsob jeho provozu a péče o čistotu výtoků (perlátory, sprchové hlavice atp.) na straně uživatele teplé vody a také hygienické zabezpečení oxidačním biocidem. Bohužel, toto není samozřejmost a snížení teploty teplé vody ke spodní hranici dle vyhlášky může být zdravotně rizikové.

Teplota a doba jejího působení na bakterie k jejich eliminaci jsou provázány. V odborné literatuře se obvykle uvádí doba, za kterou při zvolené teplotě poklesne množství bakterií na 1/10. Například pro teplotu 50 °C se tato doba pohybuje mezi cca 80 až 111 minutami. Pokud se zajistí setrvání teplé vody o teplotě 50 °C po dobu cca dvou hodin, například v noci, bez odběru v akumulačním, pravidelně odkalovaném ohřívači teplé vody, za normálních podmínek na výtoku z něj bude hygienicky vyhovující teplá voda.

3.2 Chemická dezinfekce

Jiným způsobem je chemická dezinfekce. V současné době jsou využívány k dezinfekci teplé vody oxidanty, na bázi chloru nebo peroxidu vodíku. Především plynný chlor, oxid chloričitý (chlordioxid) a v menších úpravnách i chlornan sodný. Trvalost účinku až ke všem výtokům teplé vody však nezávisí jen množství (koncentraci) přidávané látky. Závisí i na skutečném fyzickém provedení rozvodů, na materiálech, ze kterých je rozvod teplé vody zhotoven, na případných usazeninách v potrubí, které koncentraci přidávané dezinfekční látky mohou postupně snížit. Nutné je zdůraznit, že vliv má i chemická kvalita studené pitné vody přiváděné k ohřevu. Příkladně za přítomnosti železa a manganu se na nich biocid spotřebuje a na eliminaci bakterií už nic „nezbude“.

3.3 Ověření zdravotní nezávadnosti teplé vody

Ověřování zdravotní nezávadnosti teplé vody pomáhá najít zdroje, kde hygienické riziko vzniká a přesně určit, kdo za to zodpovídá. Proto odběr vzorku teplé vody nelze udělat jen jejím nahodilým odběrem z některého z výtoků. Je běžné, že závadná voda s vyšším výskytem mikroorganismů se může objevovat i nepravidelně střídavě na různých výtocích. Odběr vzorku vody a jeho otestování musí být provedeny tak, aby nemohlo dojít k následnému ovlivnění. Z hlediska výrobce teplé vody je třeba odebírat vzorek této vody na mikrobiologické vyšetření na potrubí vystupujícím ze zařízení výroby teplé vody. Tady musí zajistit požadovanou mikrobiologickou kvalitu. Za mikrobiologickou kvalitu v odběrném místě užívatele je zodpovědný sám uživatel – jak se stará o perlátory, zda vodu pravidelně odebírá, aby nedocházelo k její dlouhodobé stagnaci, neodběru.

Lze si položit i otázku, zda odebrat vzorek teplé vody hned po otevření výtoku nebo až po určité době, z různých míst rozvodu teplé vody. Vzorek odebraný „ihned“ po otevření je tzv. „první porce“ a dokládá, jak vypadá stavem samotného distribučního místa, kohoutku, směšovací baterie sprchy aj. Pro jednoznačnost porovnávání se vzorek teplé vody standardně odebírá až po 60 sekundách odpouštění teplé vody. A vliv na případné uvolnění legionel z biofilmu na vnitřních površích systému teplé vody může mít i zvolená velikost průtoku vody.

Ke zdravotnímu riziku citace z výběru zahraničních výzkumných prací

1. Dennis, P. J., Green, D. & Jones, B. P. C. 1984. A note on the temperature tolerance of Legionella. Journal of Applied Bacteriology: Kmen Legionella pneumophila séroskupiny 1 izolovaný z prostředí měl dobu redukce na desetinu původního výskytu ve vodě při 50 °C (D50) o délce 111 min, při teplotě 54 °C (D54) se doba zkrátila na 27 min a při 58 °C (D58) již jen 6 min. Při 46 °C došlo k malé ztrátě životaschopnosti. Jiné environmentální organismy, Pseudomonas sp., Micrococcus sp. a koliformní bakterie přežívaly při těchto teplotách hůře. Druh Sarcina měl při všech testovaných teplotách dobu přežití delší než L. pneumophila. Ostatní kmeny legionel byly testovány při 50 °C a byly vypočteny doby redukce jejich výskytu na desetinu. Tyto doby se pohybovaly od 80 minut pro jiný kmen L. pneumophia séroskupiny 1 do 216 minut pro L. bozemannii. Legionella micdadei nepřežila dobře při 50 °C.
2. J. M. Kusnetsov, E. Ottoila, P. J. Martikainen. 1996. Growth, respiration and survival of Legionella pneumophila at high temperatures. Journal of Applied Bacteriology: Buněčné množení a produkce CO₂ se u všech kmenů výrazně snížily při teplotách nad 44 až 45 °C.
3. Dick van der Kooij, Anke J Brouwer-Hanzens, Harm R Veenendaal, Bart A Wullings. 2016. Multiplication of Legionella pneumophila Sequence Types 1, 47, and 62 in Buffered Yeast Extract Broth and Biofilms Exposed to Flowing Tap Water at Temperatures of 38 °C to 42 °C. Appl Environ Microbiol: Více než 50 % hlášených případů legionářské choroby je způsobeno několika typy sekvencí, které jsou v prostředí velmi zřídka detekovány. Kmeny vybraných typů virulentních sekvencí proliferovaly v biofilmech na površích vystavených teplé (38 °C) vodě z vodovodu na stejnou úroveň jako environmentální odrůdy a dobře se množily v čisté kultuře v médiu bohatém na živiny při teplotách 42 a 43 °C. Tyto organismy však nerostly v biofilmech při teplotách ≥41 °C.

Přečtěte si také Odpovědnost za hygienické parametry teplé vody podle způsobu její výroby a distribuce. Část 2/3 Přečíst článek