Die Legionärskrankheit: eine Atemwegserkrankung
Die Luftkühltürme, die zur Kühlung des Wassers durch Verdunstung in der Luft eingesetzt werden, können die Ausbreitung der Legionärskrankheit begünstigen. Die Bakterie vermehrt sich bei Temperaturen zwischen 20 °C und 45 °C, insbesondere in den warmen Wässern, die in den Luftkühltürmen vorhanden sind.
Die Legionärskrankheit ist eine schwere Atemwegserkrankung, die durch die Bakterie Legionella pneumophila verursacht wird. Diese Bakterie kommt natürlich in aquatischen Umgebungen vor, etwa in Seen, Flüssen und Warmwasserquellen. Sie vermehrt sich in Wasserverteilungssystemen : Kühltürmen, Klimaanlagen, Duschen und Whirlpools.
Die Legionärskrankheit wird in der Regel durch das Einatmen kontaminierter Wassertröpfchen übertragen, die die Bakterie enthalten. Am stärksten gefährdet sind Personen mit geschwächtem Immunsystem, ältere Menschen, Raucher und Personen mit chronischen Atemwegserkrankungen.
Die Gefahren der Luftkühltürme
Die Symptome der Legionärskrankheit können hohes Fieber, Schüttelfrost, Kopfschmerzen, Muskelschmerzen, Husten und Atembeschwerden umfassen. In schweren Fällen kann die Legionärskrankheit zu einer potenziell tödlichen Lungenentzündung führen.
Die Luftkühltürme, auch Rückkühlwerke genannt, sind Anlagen, die zur Kühlung des Wassers durch Verdunstung in der Luft eingesetzt werden. Sie kommen häufig in industriellen Klimaanlagen, Kraftwerken und anderen Anlagen zum Einsatz, in denen die Kühlung des Wassers erforderlich ist.
Entstehung und Übertragung der Legionärskrankheit durch die Luftkühltürme
Die für die Vermehrung günstigen Anlagen
Die Bakterie Legionella pneumophila entwickelt sich hauptsächlich in warmen und stehenden aquatischen Milieus. Sie vermehrt sich besonders gut bei Temperaturen zwischen 20 °C und 45 °C, mit einer optimalen Temperatur von etwa 35 °C bis 40 °C. Warme Wässer, wie sie in den Luftkühltürmen oder in den Verteilungssystemen für sanitäres Warmwasser vorhanden sind, bieten ideale Bedingungen für ihr Wachstum.
Darüber hinaus ist Legionella in der Lage, Oberflächen zu besiedeln und Biofilme zu bilden — Schichten aus Bakterien und anderen Mikroorganismen, die an untergetauchten Oberflächen haften. Diese Biofilme bieten der Bakterie eine schützende Umgebung und begünstigen ihre Vermehrung.
Die Bakterie benötigt Nährstoffe, um sich zu entwickeln, insbesondere im Wasser vorhandene organische Stoffe. Das Vorhandensein von organischen Sedimentablagerungen oder gelösten organischen Stoffen kann daher zu ihrem Wachstum beitragen.
Es ist wichtig anzumerken, dass sich Legionella in verschiedenen Anlagen entwickeln kann, in denen Wasser erwärmt wird und zirkuliert : Luftkühltürme, Klimaanlagen, Gemeinschaftsduschen, Brunnen und Bewässerungssysteme. Sie ist relativ widerstandsfähig gegen die üblichen Chlorkonzentrationen, die bei der Wasseraufbereitung verwendet werden, was angemessene Desinfektionsniveaus erfordert, um ihr Wachstum zu kontrollieren.
Das Einatmen von Legionella: wie die Kontamination geschieht
Die Ausbreitung der Bakterie auf den Menschen erfolgt hauptsächlich durch das Einatmen kontaminierter Wassertröpfchen. Wenn das die Bakterie enthaltende Wasser in Form von Aerosolen oder kleinen Tröpfchen in der Luft verteilt wird — insbesondere durch Luftkühltürme, Warmwassersysteme, Gemeinschaftsduschen oder Whirlpools — können die in der Nähe befindlichen Personen diese Tröpfchen einatmen und sich infizieren.
Einmal eingeatmet, kann die Bakterie in die Lunge eindringen, wo sie eine Atemwegsinfektion verursachen kann, insbesondere eine Legionellen-Pneumonie. Es ist zu betonen, dass die Ausbreitung ausschließlich durch das Einatmen der luftgetragenen Tröpfchen erfolgt und nicht durch eine direkte Übertragung von Mensch zu Mensch : Die Bakterie verbreitet sich weder durch Hautkontakt noch durch das Verschlucken von kontaminiertem Wasser.
Um die Vermehrung von Legionella zu verhindern, ist es wesentlich, geeignete Maßnahmen zu ergreifen : regelmäßige Reinigung, Desinfektion und Wartung der Anlagen, Einsatz antimikrobieller chemischer Produkte, Einhaltung guter Hygiene- und Lüftungspraktiken sowie eine regelmäßige Überwachung der Wasserqualität. Das Verständnis dieser Faktoren ist entscheidend, um die Risiken für die öffentliche Gesundheit zu verringern.
Die Emissionen der Luftkühltürme kontrollieren
Der Betrieb der Luftkühltürme begünstigt die Entwicklung der Bakterie und ihre Ausbreitung auf den Menschen. Die Wasserdampfemissionen aus den auf den Dächern befindlichen Anlagen können diese Bakterie enthalten. Es ist daher entscheidend, das umgebende Milieu zu berücksichtigen und die Wasserdampfemissionen zu kontrollieren, um die Risiken der Legionärskrankheit bei der Installation dieser Systeme zu verringern.
Um die Übertragung zu verhindern, ist es wesentlich, geeignete Maßnahmen zur Wasserbewirtschaftung umzusetzen : Aufrechterhaltung angepasster Temperaturen und Behandlungsbedingungen, um das Wachstum von Legionella zu hemmen. Regelmäßige Inspektionen, die Reinigung und die Desinfektion der Türme sind ebenfalls wichtig, um die Ausbreitung der Bakterie zu kontrollieren.
Was sagen die französischen und internationalen Vorschriften ?
Die Vorschriften und Leitlinien leiten die Eigentümer und Betreiber von Anlagen mit Luftkühltürmen bei der Vorbeugung der Legionärskrankheit an. Sie zielen darauf ab, das Expositionsrisiko der Arbeitnehmer und der Öffentlichkeit gegenüber Legionella pneumophila zu verringern, und werden in Frankreich hauptsächlich durch das Gesundheitsgesetzbuch (Code de la Santé Publique) festgelegt. Hier die wichtigsten Bestimmungen :
Regulatorische Bestimmungen
- Meldung und Registrierung der RKW — die Eigentümer oder Betreiber müssen ihre Anlagen bei den zuständigen Behörden melden, um sie zu erfassen und ihre Konformität zu überwachen.
- Risikobewertung und Präventionsmaßnahmen — Bewertung der Vermehrungsrisiken, die zu geeigneten Maßnahmen führt (Wasserüberwachung, Reinigung, Desinfektion, angemessene Temperaturen).
- Überwachung und Kontrolle der Wasserqualität — Überwachungsprogramme mit regelmäßigen mikrobiologischen Analysen des aus den RKW entnommenen Wassers.
- Schulung des Personals — Schulung in guten Präventionspraktiken und im sicheren Umgang mit Reinigungs- und Desinfektionsprodukten.
Diese Vorschriften zielen darauf ab, das Risiko einer mit den RKW verbundenen Legionärskrankheit-Exposition zu verringern. Die örtlichen Gesundheitsbehörden sind für ihre Durchsetzung verantwortlich und können regelmäßige Inspektionen durchführen, um ihre Anwendung sicherzustellen.
Die regulatorischen Bezüge: ICPE
Im Jahr 2004 wurde infolge mehrerer Fälle von Legionärskrankheit, die mit der Vermehrung und Ausbreitung von Legionellen durch die Luftkühltürme zusammenhingen, die Rubrik 2921 der ICPE-Nomenklatur (französische Klassifizierung umweltrelevanter Anlagen) geschaffen. Das Regelwerk wurde 2013 überarbeitet und trat im Laufe des Jahres 2014 in Kraft. Im Rahmen dieser Rubrik unterliegen folgende Anlagen :
Registrierung — Schwelle E
- Verdunstungskühlsysteme durch Wasserverteilung in einem Luftstrom mit einer Leistung ≥ 3000 kW
Meldung mit Kontrolle — Schwelle DC
- Verdunstungskühlsysteme durch Wasserverteilung in einem Luftstrom mit einer Leistung < 3000 kW
Die Vermehrungsrisiken von Legionella mit der CFD verringern
Risikoanalyse und Wirkungsstudie mittels CFD-Simulation
Die CFD ist eine Methode der numerischen Simulation, die verwendet wird, um das Verhalten bewegter Fluide in komplexen Systemen zu untersuchen. Im Kontext der Legionärskrankheit und der Luftkühltürme spielt sie eine Schlüsselrolle bei der Verringerung der Ausbreitungsrisiken von Legionella.
Sie ermöglicht es, die Ausbreitung der kontaminierten Wassertröpfchen in der Luft zu modellieren. Indem man versteht, wie sich die Aerosole in der Umgebung der Türme ausbreiten, ist es möglich, die Risikozonen zu identifizieren, in denen die Legionella-Konzentrationen hoch sein können — eine wertvolle Information für gezielte Präventionsmaßnahmen (Anpassung der Belüftung, physische Barrieren).
Es ist auch möglich, den Betrieb der Luftkühltürme zu simulieren und ihren Entwurf zu optimieren, um die Risiken zu minimieren. Durch die Analyse von Parametern wie der Luftgeschwindigkeit, der Wassertemperatur oder der Geometrie der Anlagen kann man Änderungen vornehmen, die für das Bakterienwachstum ungünstige Bedingungen schaffen.
Die CFD kann auch die Wirksamkeit der umgesetzten Präventionsmaßnahmen bewerten : zum Beispiel die Auswirkung einer Wasseraufbereitung oder der Installation eines Filtersystems auf die Ausbreitung von Legionella simulieren. So lassen sich die Maßnahmen optimieren je nach den Eigenschaften jeder Anlage.
Die Leistungen des Ingenieurbüros EOLIOS
EOLIOS ist ein auf Strömungsmechanik spezialisiertes Unternehmen, das speziell für Anlagen mit Luftkühltürmen konzipierte CFD-Modellierungsleistungen anbietet. Unser Know-how konzentriert sich auf die Optimierung des Entwurfs und der Leistung der RKW sowie auf das Management und die Verringerung der Risiken der Ausbreitung der Legionärskrankheit.
Hier einige der Leistungen, die wir anbieten :
1. CFD-Modellierung: EOLIOS nutzt fortschrittliche CFD-Modellierungswerkzeuge, um das Verhalten der Fluide und Partikel in den Luftkühltürmen zu simulieren. Diese Simulationen ermöglichen es, die verschiedenen Fluidströme präzise zu visualisieren, die Wechselwirkungen zwischen Luft und Wasser zu verstehen und die Auswirkungen der Ausbreitung der kontaminierten Tröpfchen zu bewerten.
2. Optimierung des Entwurfs: EOLIOS hilft den Unternehmen, den Entwurf ihrer Luftkühltürme zu optimieren, um ihre Effizienz zu verbessern und die Risiken zu verringern. Wir liefern Empfehlungen zur Konfiguration der Sprühdüsen, zur Anordnung der Wärmetauscherpaneele und zu weiteren Entwurfsparametern.
3. Risikobewertung: EOLIOS führt Risikobewertungen für bestehende Anlagen durch, um die Zonen mit hohem Vermehrungsrisiko zu identifizieren. Diese Bewertungen umfassen Analysen der Ausbreitung kontaminierter Tröpfchen, Studien zur Wasserqualität und Empfehlungen zur Minimierung der Risiken.
Ausbreitung der Schwaden, Rückströmungen, ICPE-2921-Konformität : Unsere CFD-Ingenieure bewerten und verringern das Legionärskrankheit-Risiko.
