Legionellen sind stäbchenförmige Bakterien, die in der Wassertechnik besondere Aufmerksamkeit erfordern. Sie sind natürlicher Bestandteil von Gewässern, können jedoch unter bestimmten Bedingungen in wasserführenden Systemen wie Kühltürmen, Warmwassersystemen und industriellen Kreisläufen auftreten und sich stark vermehren. Insbesondere die Art Legionella pneumophila gilt als humanpathogen und ist Auslöser der Legionärskrankheit (Legionellose), einer schweren Lungenentzündung, die über aerosolisierte Wassertropfen übertragen wird.
In diesem Beitrag werden die technischen und biologischen Hintergründe von Legionellen dargestellt, die Herausforderungen in wasserführenden Systemen beleuchtet und effektive Lösungen für die Wasseraufbereitung und -behandlung vorgestellt.
Inhaltsverzeichnis
Eigenschaften und Biologie der Legionellen
Legionellen sind gramnegative Bakterien, die in Temperaturen zwischen 20 °C und 50 °C optimal wachsen. Sie vermehren sich insbesondere in stagnierendem Wasser und finden in Biofilmen Schutz vor äußeren Einflüssen. Die Bakterien überleben auch in schwierigen Umweltbedingungen durch:
Biofilm-Bildung: Legionellen finden in Biofilmen Nährstoffe und Schutz vor chemischen Desinfektionsmitteln.
Intrazelluläres Wachstum: Sie können innerhalb von Amöben wachsen und so weitere Schutzmechanismen entwickeln.
Resistenz: Legionellen zeigen eine hohe Toleranz gegenüber ungünstigen Bedingungen wie niedrigen Nährstoffkonzentrationen.
Die optimale Vermehrung erfolgt bei Temperaturen zwischen 35 °C und 40 °C. Ab 60 °C sterben Legionellen rasch ab, weshalb thermische Desinfektionsmaßnahmen eine zentrale Rolle spielen.
Foto: Kühlturm
Vorkommen und Risikobereiche
Legionellen können in einer Vielzahl von Wasserumgebungen auftreten. Besonders anfällige Systeme sind:
Kühltürme und Verdunstungskühler: Die Aerosolbildung macht diese Anlagen zu einem Hauptrisikofaktor für die Verbreitung von Legionellen.
Warmwassersysteme: Temperaturen im optimalen Wachstumsbereich der Bakterien begünstigen ihre Vermehrung.
Industrielle Kreisläufe: Prozesswärme und stagnierende Bereiche bieten Legionellen ideale Lebensbedingungen.
Rückgewinnungssysteme: Wasserwiederverwendungssysteme ohne ausreichende Desinfektion können Legionellen verbreiten.
Herausforderungen durch Legionellen
1. Gesundheitliche Risiken Die Legionärskrankheit wird über das Einatmen kontaminierter Aerosole übertragen. Symptome reichen von grippeähnlichen Beschwerden bis zu schwerer Lungenentzündung, die insbesondere für ältere Menschen und Personen mit geschwächtem Immunsystem lebensbedrohlich sein kann.
2. Technische Herausforderungen
Biofouling: Legionellen können Biofilme verstärken, was den Wärmeaustausch beeinträchtigt und die Effizienz von Kühlsystemen reduziert.
Korrosion: Biofilme fördern die mikrobielle Korrosion, die zu Materialschäden führt.
Regulatorische Anforderungen: Gesetzliche Vorgaben wie die 42. BImSchV in Deutschland verpflichten Betreiber von Kühlsystemen zu regelmäßigen Kontrollen und Nachweisen der Legionellenfreiheit.
Lösungen zur Legionellenkontrolle
1. Physikalische Verfahren
Thermische Desinfektion: Regelmäßiges Aufheizen des Wassers auf über 60 °C tötet Legionellen effektiv ab. Diese Methode ist besonders in Warmwassersystemen verbreitet.
UV-Desinfektion: UV-Licht zerstört die DNA der Legionellen, verhindert ihre Vermehrung und ist eine chemikalienfreie Lösung.
Filtration: Ultrafiltrationsmembranen können Legionellen und andere Mikroorganismen aus dem Wasser entfernen.
Foto: Unsere UV-Anlage ALMA OXI UV zu Desinfektion und Hygienisierung
2. Chemische Verfahren
Oxidierende Biozide: Substanzen wie Natriumhypochlorit oder Chlordioxid oxidieren organisches Material und töten Legionellen ab. Diese Chemikalien sind besonders in Kühlsystemen effektiv.
Nicht-oxidierende Biozide: Verbindungen wie Isothiazolinone wirken spezifisch gegen Biofilme und Legionellen.
Kupfer-Silber-Ionisation: Diese Methode setzt Ionen ein, die antimikrobiell wirken und die Bildung von Biofilmen hemmen.
Foto: Produktübersicht verschiedener Korrosionsschutzmittel, Dispergatoren und Härtestabilisation der Produktserie ALMA AQUA Kühlwasser
3. Systemdesign und Wartung
Stagnation vermeiden: Eine kontinuierliche Wasserbewegung reduziert das Risiko von Legionellenwachstum.
Regelmäßige Reinigung: Die Entfernung von Ablagerungen und Biofilmen verhindert Nistplätze für Legionellen.
Optimierung der Systemparameter: Durch die Kontrolle von Temperatur, pH-Wert und Nährstoffkonzentrationen wird das Wachstum der Bakterien gehemmt.
4. Monitoring und Online-Analytik
Legionellen-Schnelltests: Diese Tests erlauben eine schnelle Überprüfung der Wasserqualität.
Online-Analysesysteme: Kontinuierliche Überwachung von Parametern wie Temperatur, Leitfähigkeit und Biozidkonzentrationen zur frühen Erkennung von Risiken.
Foto: Biologisches Wachstum an der Wärmeübertragungsfläche eines Kühlturms
Fazit
Legionellen stellen eine ernstzunehmende Gefahr für die Gesundheit und die Betriebssicherheit wasserführender Systeme dar. Eine gezielte Kombination aus physikalischen, chemischen und organisatorischen Maßnahmen ist notwendig, um diese Risiken zu minimieren. Mit einem umfassenden Monitoring und der Anpassung der Wasseraufbereitungstechnologien an die spezifischen Anforderungen können Legionellen effektiv kontrolliert werden.
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