Anwendung des INWATROL L.nella+ zur vollautomatisierten Legionellenbestimmung (Teil 1)
Ausgangssituation
Die hygienische Relevanz der Verbreitung pathogener Legionellen über Aerosole aus technischen Wassersystemen wie Verdunstungskühlanlagen und Kühltürmen hat in vielen Ländern zur Erstellung technischer Hygienerichtlinien geführt. In Deutschland traten 2015 erstmalig mit der VDI 2047 Blatt 2 und 3 allgemein anerkannte Regeln der Technik für die Sicherstellung des hygienegerechten Betriebs von Verdunstungskühlanlagen und Kühltürmen in Kraft. Grundlage für die Hygienekontrolle bildet bislang in allen Fällen die Bestimmung der Konzentration an Legionellen im Wasser durch Kultivierung gemäß ISO 11731:2017. Bei der Kultivierungsmethode entstehen durch Zellteilung sichtbare und daher auszählbare Kolonien. Im Vergleich zu anderen Bakterienarten teilen sich Legionellen relativ langsam, so dass der Befund der Messung erst nach 7-12 Tagen vorliegt, wobei teilweise weitere Untersuchungen zur Bestätigung verdächtiger Kolonien folgen.
Für den Betreiber einer überwachungspflichtigen Anlage bedeutet dies eine stark zeitverzögerte Kontrolle des Hygienezustands. Durch das neuentwickelte und patentierte Automatikmessgerät INWATROL L.nella+ wird die zuverlässige und kontinuierliche Bestimmung des Parameters Legionella spp. mit hoher Korrelation zur Kultivierungsmethode gemäß ISO 11731:2017 innerhalb weniger Stunden ohne weitere Aufbereitungsschritte durch den Anwender möglich.
Messprinzip
Der Nachweis stoffwechselaktiver Legionellen erfolgt durch einen unspezifischen enzymatischen Umsatz eines unpolaren Fluoreszeinsäureesters, der ausschließlich über die Zellmembran lebender Zellen in das Zellinnere gelangt und hier zum farbaktiven Fluoreszein umgesetzt wird. Der Anstieg der Fluoreszenz abhängig der Zeit ist direkt proportional zur Lebendzellzahl und wird in koloniebildenden Einheiten pro 100 ml umgerechnet. Durch eine kombinierte Wärme- und pH-Vorbehandlung sowie die im Vergleich zur Kultivierungsmethode hohe Messtemperatur wird die Begleitflora abgetötet. Die Messung erfolgt unverdünnt in einem Probevolumen von ca. 350 ml. Im Vergleich zur Kultivierungsmethode wird die Messung nicht signifikant durch Begleitflora und eine hohe Messungenauigkeit auf Grund einer hohen Verdünnung beeinflusst. Für kontinuierliche Messungen ist das Messgerät direkt an ein Wassersystem angeschlossen. Eine thermisch selbstdesinfizierende Probeentnahmeleitung stellt sicher, dass in der Zuleitung keine Vermehrung von Legionellen das Messergebnis beeinflusst. Optimalerweise ist der Probeentnahmehahn als Dauerläufer in Betrieb, um Stagnation von Wasser zwischen zwei Messungen ausschließen zu können. Die Messzelle im Gerät wird bei der Befüllung mehrfach gespült.
Anwendungsbeispiele
Der INWATROL L.nella+ wird in unterschiedlichen Praxisanwendungen eingesetzt. Fallbeispiele hierfür sind u.a. der Betrieb in folgenden Anlagen:
Überwachung des Kreislaufwassers im Kühlturm eines Kohlekraftwerks
Herausforderungen für den Messbetrieb:
- Wechselnde Betriebsbedingungen durch Lastwechsel zwischen Volllast, Teillast und Betrieb ohne Last bei variierenden Durchflussmengen (automatische Probeentnahme direkt aus der Leitung hinter der Hauptkühlwasserpumpe) und Kreislaufwassertemperaturen.
- Vermehrter Einfluss von VBNC Zellen v.a. bei niedrigen Kreislaufwassertemperaturen.
Es konnte ein stabiler Messbetrieb über mehrere Monate erzielt werden. Der zwischenzeitliche Einfluss von VBNC Zellen kann im Gerät durch eine auf das Hauptkühlwasser angepasste Änderung der automatisierten Vorbehandlung erfolgreich unterdrückt werden.
Überwachung des Kreislaufwassers in der Verdunstungskühlanlage einer Stärkefabrik
Herausforderungen für den Messbetrieb:
- Gerätestandort im Außenbereich (Wandmontage) bei stark wechselnden Umgebungstemperaturen
- Teilweise starke Feststoffeintrag in das Kreislaufwasser bei hoher organischer Belastung
Es wurde ein stabiler Messbetrieb über mehrere Monate erreicht. Insbesondere konnte der Einfluss der Biozidbehandlung auf die Konzentration der Legionellen direkt nachgewiesen werden. Bei dem Wechsel von einem nichtoxidierenden auf ein oxidierendes Biozid konnte eine direkt messbare Auswirkung sowohl auf die Konzentration der Legionellen als auch auf die Reaktionsgeschwindkeit beobachtet werden.
Abbildung: Verringerung der Legionellenkonzentration durch den Einsatz eines oxidierenden Biozids, überwacht und nachgewiesen durch den Einsatz des INWATROL L.nella+
