Nejnavštěvovanější odborný portál
pro stavebnictví a technická zařízení budov
estav.tvnový videoportál

Možná nákaza legionellou z chladicích věží

Mikrobiologický růst patří spolu s tvorbou úsad k nejzávažnějším problémům spojeným s chladicí vodou. Mikroorganismům se dobře daří zejména v místech, kde se usazují korozní produkty. Vytváří biofilmy, které představují nejen zdravotní riziko, ale také izolují teplosměnné plochy, čím se snižuje účinnost přenosu tepla. Prostředí chladicí věže je ideální pro bakterie rodu Legionella a její šíření ve formě aerosolu do okolního prostředí.

Legionella

K rodu Legionella v současnosti patří asi 60 popsaných druhů bakterií, přičemž nejčastější příčinou potíží je bakterie Legionella pneumophila. Jedná se, stejně jako v případě ostatních legionell, o bakterii tyčinkovitého tvaru. Ve vodě je zcela běžná a při nižších teplotách se vyskytuje v množství, které není pro člověka nebezpečné. Legionella nemá žádný vliv na organoleptické vlastnosti vody (tedy na chuť a zápach) a pokud se dostane do trávicího traktu nevyvolá žádné zdravotní potíže. Ty se ovšem mohou vyskytnout při vdechnutí bakterie. Pokud se totiž legionella dostane do plic, může vyvolat tzv. legionářskou nemoc nebo mírnější formu tohoto onemocnění známou pod názvem Pontiatická horečka.

Záludností této choroby jsou právě její projevy, protože jsou na první pohled nerozeznatelné od běžného respiračního onemocnění. V případě Pontiatické horečky se nemoc většinou projevuje jako chřipka a není třeba speciální léčba. Bohužel už tomu není tak v případě legionářské horečky, jejímž nejdůležitějším příznakem je právě těžký zápal plic. Pokud není nemoc včas rozpoznána a léčena, může být i smrtelná.

Název legionářská nemoc odkazuje na sraz legionářů konaný v roce 1976 v jednom hotelu ve Philadelphii. Tehdy zde onemocnělo přes 200 lidí vinou znečištěné klimatizace, ve které se legionella přemnožila.

Nebyla to ale první epidemie vyvolaná legionellou. Za první zmínku o legionářské nemoci se považuje epidemie zápalu plic, která v roce 1959 postihla americký stát Minesotta. Zdroj epidemie nebyl nikdy nalezen, nicméně, když byla o 20 let později na přeživších pacientech provedena lékařská studie, zjistilo se, že mají v krvi více protilátek právě proti bakterii legionella než lidé, kteří se nenakazili. Pravděpodobným zdrojem nákazy tehdy byla právě chladicí věž.

Chladicí věž také stála za největší epidemií legionářské nemoci ve Francii. V roce 2004 se legionella rozšířila v aerosolu z chladicích věží v petrochemické továrně ve městě Pas-de-Calais a celkem 18 lidí na nemoc zemřelo.

Ilustrace legionelly
Ilustrace legionelly

Chladicí věže

Chladicí věže se řadí mezi atmosférické chladiče, tedy chladiče, u kterých je okruh chladicí vody otevřený a v přímém kontaktu s atmosférou. Pracují tak, že odvádí teplo pomocí odpaření chladicí vody a ohřátí v proudu vzduchu. Co se konstrukce týče, jedná se o široký komín podpíraný velkým množstvím nožek Většina vnitřního prostoru chladicí věže je prázdná. Systém chlazení je umístěný v dolní části chladicí věže. Je tvořen soustavou kanálů a zavodňovacích trubek z plastu, které rozvádí teplou vodu přiváděnou na centrální vstup do trysek, které vodu rovnoměrně rozstřikují po celém prostoru chladicí věže. Otvory ve spodní části věže, tvořenými podpůrnými nožkami, proudí do vnitřního prostoru věže studený vzduch. Kapičky vody padají dolů a jsou ochlazovány právě tímto studeným vzduchem. Ochlazená voda je shromažďována v nádrži pod věží a potrubím je odtud vedena do čerpací stanice. Proudění vzduchu ve věži vytváří tzv. komínový efekt, který je založen na stoupání teplého vzduchu, díky jeho nižší hustotě, a klesání vzduchu studeného, který se drží u paty věže.

Hlavní příčinou vzniku biofilmů, korozních vrstev a úsad v celém chladicím okruhu jsou nečistoty obsažené ve vzduchu. Ty jsou strhávány kapičkami vody, dostávají se do systému a stávají se zdrojem bakteriálního růstu, živin a zvyšují obsah minerálních látek ve vodě.

Průřez chladicí věží
Průřez chladicí věží

Rizika spojená s mikrobiologickou kontaminací chladicí vody

S chladicími věžemi se setkáme nejen u jaderných a tepelných elektráren, potřebné jsou i v dalších provozech, například v hutích, rafinériích či chemičkách. Aerosol legionell se může vlivem přirozené, nebo nucené ventilace šířit do okolního prostředí a může být vdechován osobami v jejich dosahu. Čím blíže po směru větru je chladicí věž umístěna k osobám, tím je nákaza pravděpodobnější. Uvádí se, že v popsaných případech byl aerosol legionell detekován až ve vzdálenosti 300 metrů od jeho vzniku.

Minimalizace rizika výskytu legionelly v chladicím okruhu

Nejdůležitější je samozřejmě prevence. V praxi to znamená co nejvíc omezit korozi v systému a též co nejvíce zamezit tvorbě úsad a dále provádět dezinfekci vody v systému pro zamezení mikrobiálního rozvoje.

Nutné je také kontrolovat biologickou aktivitu, protože zvýšené koncentrace mikroorganismů v chladicí vodě mohou podporovat rozvoj legionell a také jejich rezistenci vůči vyšší teplotě. Navíc, pokud se legionelly vyskytují spolu s některými prvoky, může též růst jejich schopnost vyvolat onemocnění.

Co se týče rychlé kontroly biologického stavu systému, dnes jsou na trhu přístroje, které umožňují velmi rychle stanovit množství látky zvané ATP (adenosintrifosfát), který je zásobárnou energie pro všechny organismy, a bude tedy přítomen ve všech organismech vyskytujících se ve vodě. Nevypovídá to ale nic o tom, kolik, a hlavně jaké mikroorganismy jsou v systému přítomné, ale jedná se o rychlý a účinný způsob stanovení celkové úrovně bakteriálního znečištění.

Omezení vzniku koroze a úsad

Korodované části rozvodů chladicích systémů i úsady jsou vhodným povrchem pro uchycení nežádoucích biofilmů, které mohou obsahovat i legionelly. Bakteriální růst v biofilmech a úsadách je hůře odstranitelný dezinfekcí, takže může být zdrojem sekundární kontaminace vody. I z těchto důvodů je dobré vzniku koroze i úsad předcházet.

Oproti běžným otopným systémům jsou otevřené atmosférické chladiče specifické odpařováním vody a kontaktem se vzduchem. Proto se mění koncentrace látek rozpuštěných v chladicí vodě, voda se odparem zahušťuje a mohou se do ní dostávat i další látky z okolního prostředí. Nelze tedy využít rovnovážné koncentrace uhličitanu vápenatého CaCO3 a volného oxidu uhličitého CO2, při které nedochází ani ke korozi, ani ke vzniku úsad. Kontaktem s atmosférou také do chladicí vody dostává kyslík a další plyny, které zvyšují korozi. Je nutné využití speciálních chemických látek – antiskalantu (látky zabraňující vzniku úsad a sraženin), dispergantu (pro udržování nerozpuštěných látek ve vznosu) a inhibitorů koroze.

Další nutnou činností pro zamezení vzniku úsad v otevřených systémech je tzv. odluhování, tedy odpouštění části zahuštěné vody a dopouštění vody nové, které snižuje obsah látek rozpuštěných ve vodě a snižuje tím také jejích srážení.

Dalším faktorem podporujícími korozi je použití různých kovů. Použití různě ušlechtilých kovů v jednom systému, totiž způsobuje elektrochemickou korozi, kdy dochází ke korozi méně ušlechtilého materiálu (např. oceli, za současné přítomnosti mědi). Zvyšovat korozi může i obsah chloridů v chladicí vodě, zvláště při současné přítomnosti kyslíku, takže chloridy by měly být pokud možno minimalizovány.


Generátor chlordioxidu EuroClean OXCL BLUE

  • Dezinfekce pitné, teplé užitkové, odpadní a průmyslové vody
  • Nejúčinnější metoda odstranění legionelly

Více info


Dezinfekce

Vlastní mechanismus dezinfekce vody je založen na usmrcení legionell, jakožto všech ostatních mikroorganismů, a to nejprve ve volné vodě. Teprve v druhém kroku jsou redukovány v biofilmu. Z biofilmu ovšem není možné odstranit všechny legionelly, a tak jich část vždy zůstává. Pokud tedy nastanou vhodné podmínky, mohou se legionelly uvolňovat zpátky do vody. Regulace všech mikroorganismů se provádí pomocí vhodného biocidu s různými účinnými dávkami. Dávkování biocidu může být nepřetržité nebo šokové.

Jako pomocné činidlo se do vody přidávají biodispergátory, které zamezují usazování biologických nánosů a tím zvyšují účinnost používaného biocidu. Při výběru biodispergantů a dalších přidávaných činidel (např. činidel zabraňujících vzniku úsad apod.), je třeba mít na paměti, že některé látky mohou poškozovat ochranné protikorozní vrstvy.

Dezinfekční činidla

Protože jsou atmosférické chladiče otevřeným systémem, dostává se do nich různý biologický materiál – hmyz, pyl, listí, bakterie… Tato organická hmota je zdrojem i živnou půdou růstu mikroorganismů, kterému je nutno zabránit použitím dezinfekce.

Klasické metody chemické dezinfekce jsou založeny na chloraci. Pro chladicí okruhy se jako vhodnější alternativa jeví tzv. chlordioxid (oxid chloričitý – ClO2). Jeho hlavní výhodou oproti plynnému chloru je lepší rozpustnost ve studené vodě, vyznačuje se též vyšší dezinfekční kapacitou a vyšší účinností v zásaditější oblasti (tedy při vyšším pH). Chlordioxid je možno úspěšně použít pro odstranění biofilmů z vodovodního potrubí i při pH větším než 7. Výhodou je též prodloužený reziduální účinek, který mu umožňuje pronikat i do biofilmů, což se nedá říct o chloru ani o ozonu. Chlordioxid zažil právě v souvislosti s legionellami největší boom, je ale účinný i při odstranění dalších bakterií a virů, které jsou vůči běžně používaným chemickým činidlům rezistentní. Ve srovnání s plynným chlorem je také méně toxický.

Generátor oxidu chloričitého
Generátor oxidu chloričitého

Legislativa

Složení chladicí vody pro průmyslové okruhy udává norma ČSN 75 71-71. Norma se samozřejmě nevztahuje jen na oběhovou vodu, ale i na veškerou vodu přidávanou do okruhu za účelem doplnění ztrát z odparu a z odluhu.

Závěr

Ač se na první pohled může zdát, že na čistotu a mikrobiologickou nezávadnost chladicí vody nemusí být kladeny takové požadavky jako na vodu pitnou, opak je pravdou. Kromě ztrát přenosu tepla, způsobených povlakem korozních produktů, úsad a biofilmů, může v systémech využívajících atmosférické chladiče hrozit i přemnožení bakterií rodu legionella, které může vést k ohrožení zdraví pracovníků, ale i civilních osob vystavených aerosolu legionell. Epidemie legionářské nemoci, která v roce 2004 postihla petrochemický závod ve Francii, prokázala, že je důležité monitorovat nejen kvalitu pitné a užitkové vody, ale též vody používané ke chlazení.

Pro zamezení množení legionell je důležitá prevence, tedy omezení korozních dějů a tvorby úsad minerálních látek, a také dostatečná dezinfekce chladicí vody. Velmi dobré předpoklady pro použití v chladicích okruzích vykazuje chlordioxid (ClO2), který se oproti plynnému chloru vyznačuje lepší rozpustností ve studené vodě, vyšší dezinfekční kapacitou a schopností hubit rezistentní bakterie i v malých koncentracích.


EuroClean, s.r.o.
logo EuroClean, s.r.o.

Úprava vody a problémy spojené s úpravou a filtrací vody. EuroClean se specializuje na projekce, výrobu a dodávky technologických celků řešících nestandardní problémy investorů s vodou a vodním hospodářstvím.