15 Aug 2017

Kühlwassermanagement – Legionellentest in einer Stunde

Der Legipid-Test ist ein Legionellen-Schnelltest, der den hygienischen Betrieb von Verdunstungskühlanlagen mit schneller Rückmeldung zu einem möglichen Legionellenbefall unterstützt

15 Aug 2017

Mit der Veröffentlichung und dem Inkrafttreten der 42. BImSchV rückt der hygienische Betrieb von Verdunstungskühlanlagen, Kühltürmen und Nassabscheidern mehr in den Fokus des Gesetzgebers. Ein möglichst schnelles Ergebnis bei den regelmäßig durchzuführenden Keimtests ist für den Anlagenbetreiber von großem Vorteil: erkennt er eine beginnende Verkeimung in seinem Kühlwasser frühzeitig, kann er eine explosionsartige Vermehrung von Keimen und die mögliche Ausbildung eines Biofilms mit entsprechenden technischen Maßnahmen verhindern.

42. BImSchV regelt hygienischen Betrieb von Verdunstungskühlanlagen

Die zum 19.07.2017 im BGBl. veröffentlichte 42. BImSchV regelt den hygienischen Betrieb von Verdunstungskühlanlagen, Kühltürme und Nassabscheider (weitere Informationen zu Inhalt der Verordnung und Auswirkungen auf den Betrieb betroffener Anlagen auch hier). Ein wesentlicher Aspekt ist die regelmäßige Prüfung des Kühlwassers betroffener Anlagen auf mögliche Verkeimungen bzw. mikrobielle Verunreinigungen. 42. BImSchVDenn solche belasteten Kühlwasser können beim Betrieb solcher Anlagen leicht entstehen: um eine Temperatursenkung des umlaufenden Kühlwassers zu erreichen, werden in solchen Anlagen große Mengen Luft durch das Kühlwasser gesaugt oder geblasen und damit ein Teil des Kühlwassers verdampft. Diese angesaugte Umgebungsluft enthält Mikroorganismen, die sich durch diese „Luftwäsche“ im Kühlwasser anreichern und, je nach herrschenden Bedingungen, sehr schnell vermehren können (ein einfaches Rechenbeispiel findet sich hier).

Bakteriell belastete Kühlwässer sind als Aerosole eine Gesundheitsgefahr

Treten solche belasteten Kühlwasser in Form von Aerosolen aus dem offenen Kühlkreislauf bzw. Kühlturm aus und gelangen in die Umgebungsluft, kann es für Personen, die diese Aerosole einatmen, zu bakteriellen Lungeninfektionen und damit verbunden zu ernsthaften Gesundheitsgefahren kommen (z.B. zu einer Legionellose beim Einatmen von mit Legionellen belastetem Kühlwasser).

Zentrale Gebäude-Klimaanlage

Foto: Wikipedia / CC 3.0

Daher hat der Gesetzgeber in der kürzlich veröffentlichten 42. BImSchV eine umfassende Kontrolle der Mikrobiologie von betroffenen Verdunstungskühlanlagen bzw. deren Kühlwasser aufgenommen: mindestens alle 2 Wochen müssen die chemischen, physikalischen und mikrobiologischen Kenngrößen des Kühlwassers mit geeigneten Methoden bestimmt werden, mindestens monatlich muss eine Laboruntersuchung auf eine mögliche Legionellenbelastung durchgeführt werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in einem zu führenden Betriebstagebuch zu dokumentieren und die Einzelergebnisse der Tests sind als Anlagen zum Betriebstagebuch aufzunehmen und ebenfalls aufzubewahren.

Legionellenbestimmung: Kulturverfahren vs. Legipid-Verfahren

Bei der herkömmlichen Keimuntersuchung wird in der Regel das sogenannte Kulturverfahren angewendet. Dabei wird normalerweise 1 Liter Wasser durch ein geeignetes Mikrofilter gefiltert und die so aufkonzentrierten Legionellen werden anschließend auf einen für Legionellen geeigneten Nährboden (Petrischale) gegeben. Nun muss gewartet werden (8 bis 14 Tage), bis sich die Legionellen so vermehrt haben, dass sie ausgezählt werden können.

Man kann sich vorstellen, dass in dieser bis zu 14-tägigen Inkubationszeit in der untersuchten Anlage mikrobiologisch kein Stillstand herrscht, sondern das „Leben im Kühlwasser“ weitergeht. Für den Betreiber einer Anlage wäre es dementsprechend ein großer Vorteil, in einem deutlich kürzeren Zeitabstand bereits eine Information zu erhalten, dass in Sachen Verkeimung in seinem Kühlwasser „Gefahr im Verzug“ ist. Dann könnte er mit technischen Maßnahmen, z.B. dem Zusatz eines geeigneten Biozids, gegensteuern, BEVOR es zu einer explosionsartigen Vermehrung von Mikroorganismen und möglicherweise der Ablagerung eines schwer zu beseitigenden Biofilms in seiner Anlage kommt.

Legipid-Test spezifisch für lebende Legionellen

Genau das kann der Legipid-Test leisten. Auch bei dem Legipid-Test wird (empfohlen) 1 Liter Wasser gefiltert. Die so auf dem Mikrofilter konzentrierten Legionellen werden mit 10 ml Flüssigkeit ausgewaschen. Dann wird ein Reagenz zugegeben, das Kleinstpartikel mit einem magnetischem Kern enthält.

Legionellentest m. Primelab 1.0

Legionellentest m. Primelab 1.0,
Foto: m. freundl. Genehm. v. Water i.d. GmbH

Diese Kleinstpartikel sind mit spezifischen Antigenen ummantelt, um sich (ausschließlich) mit Legionellen zu verbinden. Durch diese spezifische Kopplung wird beispielsweise sichergestellt, dass nur lebende Legionellen bei dem Test erfasst werden (im Unterschied beispielsweise bei der PCR-Methode, die über DNA-Extraktion auch tote Legionellen erfasst und damit „false positives“ ausweisen kann). Ein weiterer Vorteil des Legipid-Tests ist, dass auch nicht kultivierbare Legionellen über die Antigene „angedockt“ werden, wodurch der Legipid Test sogar noch aussagefähiger sein kann als die Kulturmethode.

Farbtracer und Photometer für die Legionellenerkennung

In einem weiteren Schritt wird nun der Kombination „Legionelle + Kleinstpartikel“ noch ein Farbtracer, ebenfalls mittels mit einem spezifischen Antigen, hinzugefügt und das Legionella damit sichtbar gemacht. Die sich so ergebende Farbe bzw. Farbtiefe der Lösung wird mittels eines Photometers (z.B. PrimeLab der Fa. Water-i.d. GmbH) ausgelesen und in „cfu“ („Colony-forming unit„, in Deutsch: keimbildende Einheiten (KBE)) übersetzt. Das untere Detektionslimit liegt bei 60 cfu/Liter, also 6 cfu/100ml.

Wie der Test abläuft, wird in verschiedenen kurzen Videos erläutert, z.B. hier:

Der Inhalt ist nicht verfügbar.
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(Video: YouTube)

Da es nicht erforderlich ist, die Legionellen wachsen zu lassen, um sichtbar zu werden, kann bei dem Legipid-Test das Ergebnis bereits nach 1 Stunde erhalten werden. Diese 1 Stunde wird für Filtration und die dann folgenden, oben beschriebenen Schritte benötigt. Das Detektionslimit für diese Methode liegt bei 60 cfu/Liter, also 6 cfu/100ml. Da es bei der Legipid-Methode NICHT erforderlich ist, die Legionellen wachsen zu lassen, um sichtbar zu werden, kann das Ergebnis bereits nach 1 Stunde erlangt werden. Aufgrund der Verwendung spezifischer Antigene gibt es im Praxisbetrieb eine kleine Einschränkung: die Testmaterialien müssen gekühlt gelagert werden und sind, auch im Kühlschrank, nur ca. 5 Monate haltbar.

Viele Zertifizierungen und Validierungen liegen bereits vor

Der Legipid-Test ist inzwischen AOAC-zertifiziert und wurde beispielsweise auch von dem US-amerkanischen EM-Lab in Marlton, Teil des ELITE-Netzwerks, im Auftrag von Carnival Cruise Lines, validiert. Sowohl Carnival Cruise Lines als auch Royal Caribbean setzen den Legipid-Test bereits auf ihren Kreuzfahrtschiffen ein

Anthem of The Seas, Royal Carribean Intl.

Foto: Wikipedia, CCA 2.0

– denn auch hier, bei mobilen Trinkwasserversorgungsanlagen gem. § 3, Abs. 2 d der Trinkwasserverordnung (TrinkwV), ist, genau wie bei einer technischen Anlage, eine schnelle Rückmeldung der mikrobiologischen Wasserqualität ein wichtiger Gesundheitsaspekt für Crew und Passagiere. In Spanien und in Australien ist der Legipid-Test bereits offiziell neben der Kulturmethode anerkannt. Weitere Zulassungen in einzelnen Ländern sind in Vorbereitung.

Noch Ergänzung zum Kulturverfahren, bald „stand-alone-Lösung“?

Der Legipid-Test ersetzt aktuell in Deutschland (noch) nicht den klassischen Legionellen-Test nach dem Kulturverfahren, doch die Übereinstimmung der Untersuchungsergebnisse ist gut. Selbst wenn der Test in Deutschland von den Gesundheitsbehörden aktuell noch nicht anerkannt wird, so ist seine Verwendung doch für ein „Kurzzeit-Monitoring“ beim Betrieb von Verdunstungskühlanlagen sehr hilfreich, da sich auf diesem Wege schnell das „Umkippen“ des Kühlwassers erkennen – und mit geeigneten Maßnahmen verhindern lässt.

Gerne steht der Verfasser dieses Blogbeitrages für Rücksprachen, Fragen und Erläuterungen zur Verfügung. Nutzen Sie für Ihre Fragen und Kommentare das Kontaktformular auf dieser Web-Site. Natürlich können Sie auch gerne weitere Fragen zum nachhaltigen Umgang mit Wasser, gleich ob als Trinkwasser, Kühl- oder Prozesswasser oder auch spezielle Industrieabwässer, über das Kontaktformular an mich senden.

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Blog-Beiträge Dr. Matthias Brück

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