Biológia legionely

Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?

teplej vody

Antibiotiká z baktérií

Migrácia buniek: novoobjavená funkcia známeho proteínu

Molekulárny kompas na zarovnanie buniek

Čo robí listy na jeseň starnúcimi

Demokracia perličiek

Prostredie spoločnosti Ekembo: Ľudia tiež žili v otvorenej krajine

| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat

Pšeničná odroda vznikla krížením divých tráv

Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?

Legionella

Legionella pneumophila

Legionella (Legionella) sú rodom tyčinkovitých baktérií z čeľade Legionellaceae. Sú to gramnegatívne baktérie, ktoré nespórujú, žijú vo vode a sú pohyblivé jedným alebo viacerými polárnymi alebo subpolárnymi bičíkmi (bičíkmi). Všetky legionely sa majú považovať za potenciálne ľudské patogénne. V súčasnosti je známych viac ako 48 druhov a 70 séroskupín. Najvýznamnejším typom pre ľudské choroby je Legionella pneumophila (Podiel asi 70 až 90%, v závislosti od regiónu), je pôvodcom legionárskej choroby alebo legionárskej choroby.

Zvláštnosťou, že mnoho druhov rodu Legionella ukazujú, že majú vysoký až prevažný podiel reťazcov rozvetvených mastných kyselín v ich membránových lipidoch. Napríklad na Legionella pneumophila podiel rozvetvených reťazcov 64%. [1]

životné podmienky

Optimálne životné podmienky pre legionellu sú:

  • Sladká a slaná voda
  • Teplotný rozsah 25–50 ° C
  • Dopĺňanie čerstvej vody
  • dlhý čas zotrvania

Výskyt legionely

Legionely sa vyskytujú všade tam, kde im ohriata voda ponúka optimálne podmienky na reprodukciu. Môže tomu tak byť napr

  • Výroba teplej vody a rozvody teplej vody
  • Bazény
  • Podložky vzduchu v klimatizačných systémoch
  • Chladiace veže
  • Biofilmy
  • Nemocnice
  • Sprchy v školách a iné verejné sprchy
  • Kúpacie vane, kúpeľné kúty
  • Mŕtve čiary
  • Nádrže na vodu
  • Potrubia na studenú vodu s vonkajším teplom alebo s dlhými prestojmi, napr. B. stredne používané hasiace vedenia s pripojením na pitnú vodu

Prenos legionely na človeka

Prenos legionel je v zásade možný kontaktom s vodou z vodovodu, ak sa legionella dostane do hlbokých pľúc.

Nie každý kontakt s vodou obsahujúcou legionelu vedie k ohrozeniu zdravia. Iba vdýchnutie vody obsahujúcej baktérie vo forme aerosólu (vdýchnutie alebo vdýchnutie, napr. Pri sprchovaní, klimatizácii, prostredníctvom postrekovačov trávnika alebo vo vírivkách) môže viesť k ochoreniu.

Pitná voda obsahujúca legionelu nepredstavuje zdravotné riziko pre ľudí s narušeným imunitným systémom.

Prenos legionárov je spojený najmä s týmito technickými systémami: dodávky teplej vody (napr. V obytných budovách, nemocniciach, domoch, hoteloch), ventilačné systémy (klimatizačné systémy), zvlhčovače, kúpacie bazény, najmä vírivky (vírivky) a ďalšie systémy, atomizujte vodu na vodné kvapky.

príbeh

Legionella bola prvýkrát objavená v júli 1976 v hoteli Bellevue-Stratford vo Philadelphii. Tam sa na 58. kongrese bývalých amerických vojakov (Americká légia) 180 z 4 400 delegátov. Choroba si vyžiadala 29 životov, a hoci sa Kongres začal 22. júla, až 2. augusta si rezort zdravotníctva uvedomil, že epidémia je na dennom poriadku. Napriek okamžitým výskumom sa podarilo baktériu izolovať z pľúcneho tkaniva zosnulého veterána až v januári 1977. Existujú aj výsledky naznačujúce obete na začiatku 20. storočia.

K najväčšiemu prepuknutiu epidémie legionel v Nemecku a k najväčšiemu na svete došlo začiatkom januára 2010 v oblasti Ulmu, kde bolo 5 mŕtvych a 64 infikovaných. [2] [3] Patogénom je tyčová baktéria Legionella pneumophila séroskupiny 1. [4] Zdravotnícke orgány v spolupráci s Technickou univerzitou v Drážďanoch okrem iného identifikovali ako príčinu chladiace veže patriace do kombinovanej teplárne. V blízkosti hlavnej stanice Ulm. Systém bol nainštalovaný v septembri 2009 a v tom čase bol v skúšobnej prevádzke. [5] [6]

Opatrenia na zníženie rastu legionely

Na výstavbu a prevádzku systémov ohrevu pitnej vody a potrubných rozvodov pitnej vody sa vzťahuje pracovný list DVGW W 551 „Technické opatrenia na zníženie rastu legionely“ z apríla 2004. Podľa toho sa na výstupe zo systémov na výrobu teplej vody musí udržiavať teplota najmenej 60 ° C. V systémoch s cirkulačným vedením nesmie teplota teplej vody v systéme klesnúť o viac ako 5 ° C v porovnaní s teplotou na výstupe. Spätná teplota cirkulácie v ohrievači vody musí preto byť minimálne 55 ° C. Pitná voda (studená) by mala byť navyše udržiavaná čo najchladnejšia a chránená pred nežiaducim oteplením, napr. B. byť chránený pred slnečným žiarením alebo blízkymi vykurovacími káblami.

To predstavuje jednu z technických výziev pri využívaní geotermálnej energie, solárnej tepelnej energie a tepelných čerpadiel na ohrev úžitkovej vody.

S obsahom 100 CFU (= jednotky tvoriace kolónie)/100 ml je pitná voda považovaná za kontaminovanú (nízke riziko infekcie, „hodnota technického opatrenia“), od úrovne kontaminácie vyššej ako 10 000 CFU/100 ml je potrebný okamžitý zásah. Pracovný list W 551 hovorí o „extrémne vysokú kontamináciu“ a vyžaduje okamžité opatrenia ako napr B. dezinfekcia potrubnej siete alebo uloženie zákazu sprchovania.

Opatrenia na zníženie legionelly

Ultrafiltrácia

Ultrafiltráciou sa patogény z vody odstránia mechanicky. Moduly pozostávajú zo zväzkových trubicových ultrafiltračných membrán odlievaných do obalových trubíc na oboch koncoch. Veľkosť pórov membrány je 0,01 až 0,05 um.

Aby sa dosiahol separačný účinok, voda smeruje von cez stenu membránovej kapiláry. Čistá voda je zhromažďovaná okolitou plášťovou trubkou modulu a vedená cez bočné pripojenie k napájaciemu systému ako voda bez baktérií a s nízkym obsahom vírusov. Prístroj sa musí pravidelne čistiť.

Tepelná dezinfekcia

Legionely sa usmrtia v krátkom čase pri teplote vyššej ako 70 ° C. Počas tepelnej dezinfekcie sa minimálne tri minúty ohrieva najmenej na ohrievač vody a podľa možnosti aj na celú potrubnú sieť vrátane armatúr na odbočku viac ako 71 ° C.

Pravidelná dezinfekcia (Okruh legionely regulačné ventily v cirkulačnom potrubí, zvyčajne raz týždenne) s plným dezinfekčným objemovým prietokom s následným ochladením prítokom studenej vody, umožňujú bezpečný rozvod teplej vody bez legionel. Strata vápna v potrubnej sieti, ktorá nastáva od 60 ° C v závislosti od regiónu, však spôsobuje veľké problémy v závislosti od použitého potrubného materiálu a stupňa tvrdosti čerstvej vody. Doteraz použité železné materiály sa ukázali ako obzvlášť problematické.

Pri tepelnej dezinfekcii v domácnostiach atď. Je potrebné brať do úvahy občasné riziko obarenia v mieste odberu. Nastavená cieľová teplota v zásobníku teplej vody vykurovacieho systému bez cirkulácie by nemala byť nižšia ako 55 ° C. Moderné ovládače kúrenia pre malé vykurovacie systémy zvyšujú krátkodobo teplotu zásobníka najmenej raz za deň alebo v krátkych pravidelných intervaloch.

Tepelná dezinfekcia prirodzene pokrýva iba sieť horúcej vody pre čerstvú vodu. Legionella sa môže masívne množiť aj v studenej vode, pretože potrubná sieť pre studenú vodu v moderných vykurovaných budovách sa môže zahriať na viac ako 20 ° C. Ak sa vyskytnú dodatočné štrukturálne chyby (príliš veľké potrubia, inštalácia v napájacích potrubiach so zle izolovanými potrubiami na horúcu vodu alebo vykurovacie potrubia), môže teplota studenej vody stúpnuť nad 25 ° C.

Aachen koncept

Koncept Aachen je postup vyvinutý spoločne na klinike v Cáchach a spoločnosťou KRYSCHI Wasserhygiene v roku 1987 na ochranu proti legionele vystavením ultrafialovému svetlu (UV žiareniu). Podľa technického predpisu DVGW W 551 (vydanie z apríla 2004) je to jediná alternatíva k tepelným riešeniam. Používa sa tam, kde nie sú možné alebo nežiaduce zvýšené teploty. [7]

Koncepcia vyžaduje decentralizované UV zariadenia blízko dodávacích miest. Musia sa dodržať zmeny, ktoré sa vykonali v auguste 2007 v zozname UBA v oddiele 11 nariadenia o pitnej vode, časť II. Výhodou tejto metódy je, že sa nepoužívajú žiadne chemické prísady. Nedostatok depotného efektu je kompenzovaný periodickým preplachom potrubia.

Chemická dezinfekcia

Trvalú dezinfekciu je možné vykonať aj pomocou chemikálií schválených na tento účel; je potrebné dodržať limitné hodnoty a tvorbu vedľajších produktov dezinfekcie (pozri zoznam Federálnej agentúry pre životné prostredie pre oddiel 11 vyhlášky o pitnej vode časť Ic). Chemické látky sa však ako trvalé riešenie neosvedčili. [8]

V prípade šokovej dezinfekcie sa používajú chemikálie vo vysokých koncentráciách, ktoré sa potom odstránia z potrubnej siete opláchnutím. Počas opatrenia sa musí zabezpečiť, aby sa nečerpala pitná voda. Dezinfekčné prostriedky, ktoré nie sú uvedené v zozname Federálnej agentúry pre životné prostredie, je možné použiť aj na šokovú dezinfekciu, ako napr B. Peroxid vodíka (H2O2).

Elektrolytická výroba chlóru na mieste

Tieto procesy pracujú s elektrolýznymi článkami a vytvárajú plynný chlór alebo „kyselinu chlórnatú“ (chlórnan sodný).

Produkcia neutrálneho chlórnanu sodného na mieste elektrochemickou aktiváciou pomocou elektrolýzy membránových článkov (takto vyrobený dezinfekčný prostriedok je anolyt) je nový proces a od augusta 2007 je zahrnutá do zoznamu v oddiele 11 TrinkwV 2001 časť II. Postup je popísaný v pracovnom liste W229 DVGW (oddiel 6.5.2). Podľa zoznamu pre §11 TrinkwV 2001, časť Ic, musí roztok chlórnanu sodného spĺňať požiadavky na čistotu podľa DIN EN 901.

Anolyt je schopný rozkladať biofilm. Neutrálny anolyt obsahuje iba malé množstvo plynného chlóru, a preto vytvára značné množstvo chloroformu iba vtedy, keď je silný prebytok acetylových zlúčenín (proteíny, matrica biofilmu), ktoré sa postupne premieňajú na chloroform pomocou Cl2 (reakcia haloformu). Po rozpade povrchových vrstiev biofilmu už chloroform nie je možné zistiť vo vode dotovanej anolytom.

Nariadenie o pitnej vode špecifikuje požiadavku na minimalizáciu. Nemalo by sa dezinfikovať z profylaktických dôvodov. Okrem toho by sa mali nedostatky odstrániť v čo najkratšom možnom čase dezinfekcie a potom prejsť do bežnej prevádzky.

Mikrobiocídny kontaktný účinok

Biofyzikálny proces na boj proti legionelám využívajúci mikrobicídny kontaktný efekt kovového striebra vyvinula TU Dresden v spolupráci so spoločnosťou silvertex. Výrazné zníženie osídlenia a znásobenia legionel vo vodonosných systémoch sa dosahuje zavedením špeciálnych textilných systémov obsahujúcich striebro (dištančné textílie). Tvorbu biofilmov v oblastiach s nízkym prietokom však nemožno spoľahlivo vylúčiť.

Antimikrobiálny účinok vzniká v dôsledku prenosu kovových iónov na mikroorganizmy, čo je oligodynamický účinok. Tento proces nevyžaduje žiadnu ďalšiu energiu alebo reaktívne chemické prísady. Pri použití v systémoch kontajnerov alebo nádrží nie sú potrebné žiadne ďalšie technické inštalácie. Vďaka pružnej štruktúre sa dištančná tkanina prispôsobuje rôznym profilom (napr. Potrubiam), takže má „hustotu materiálu“ vyššiu „hustotu“ vďaka nastavovaciemu tlaku, čo vedie k vyššej hustote účinnosti, a teda špeciálnej účinnosti proti „tvorbe kolónií“. "Alebo rast biofilmu.".

Účinok mikrobiocídnej reakcie

V Nemecku sa na biochemickú dezinfekciu pitnej vody môžu používať iba dezinfekčné prostriedky, ktoré sú uvedené v zozname (časť Ic) oddielu 11 nariadenia o pitnej vode, ktorý vedie Federálny úrad pre životné prostredie: chlórnan vápenatý a sodný, chlór, oxid chloričitý a ozón (od augusta 2007).