Filtering decontamination methods of hot water systems from Legionella



Cite item

Full Text

Abstract

The article describes the evaluation of bacteriological contamination of hot water systems by Legionella in buildings of various types with hot water temperature of 45-54 °C that conducive to proliferation of Legionella; and filtration methods of hot water systems. Methods to prevent Legionella active propagation are described. The data on the monitoring of concentrations of Legionella using filters of different types of hot water systems are presented.

Full Text

Введение Современная концепция профилактики легионеллеза сформировалась за последние 10 лет и регламентируется рядом международных и национальных документов. Концепция профилактики основана на следующих факторах: - повышении и поддержании высокой температуры в системе горячего водоснабжения до 65 - 70 °С; - использовании гиперхлорирования - применения высоких концентраций хлорсодержащих соединений (двуокись хлора, монохлорамин); - ионизации воды с помощью ионов серебра и меди; - ультрафиолетовом облучении и озонировании; - использовании фильтровальных насадок в душах и водопроводных кранах отделений групп риска [1]. Основная часть На наш взгляд, фильтрационный метод очистки воды в настоящее время является наиболее перспективным для профилактики легионеллеза и других бактериальных инфекций с водным путем передачи в помещениях различных типов. Метод полностью исключает возможный контакт контингентов групп риска с возбудителями бактериальных нозокомиальных инфекций, распространяемых через систему водоснабжения. Метод требует регулярной замены фильтра. Для оценки фильтрационного метода очистки воды в системах горячего водоснабжения был проведен мониторинг концентраций легионелл с использованием фильтров различных типов в системах горячего водоснабжения (таблица 1). Таблица 1 Сравнение фильтров различных типов для очистки воды от Legionella pneumophila в системах горячего водоснабжения Наименование модели фильтра концентрац. Legionella pneumophila «Corning Glass Corp.» «Керамик фильтр» «Дион» Raifil RO894-550BP-EZ Aquasafe: AQF3 1010 КОЕ/литр 106 106 103 103 Не обнаружено 108 КОЕ/литр 106 104 102 102 Не обнаружено Как видно из таблицы 1, приемлемой для дальнейших исследований антибактериальной эффективностью обладает фильтр водный антибактериальный Aquasafe: AQF3 с принадлежностями производства Палл Медикал (Pall Medical) (Великобритания). Таблица 2 Антибактериальная эффективность водного фильтра Aquasafe Количество повторов концентрац. Legionella pneumophila Повтор 1 Повтор 2 Повтор 3 Повтор 4 Повтор 5 1010 КОЕ/литр Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено 108 КОЕ/литр Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено Не обнаружено Для подтверждения антибактериальной эффективности фильтра водного антибактериального Aquasafe: AQF3 с принадлежностями производства Палл Медикал (Pall Medical) (Великобритания) в процессе мониторинга приготовленные водные суспензии штамма Legionella pneumophila, серогруппа 1 Philadelphia 1 в концентрациях 108 и 1010 КОЕ/ литр воды последовательно пропускали через фильтр (5 повторов). По завершении фильтрации профильтрованную воду в объеме 0,2 мл высевали на буферный угольно-дрожжевой агар. Результаты исследований представлены в таблице 2. Полученные экспериментальные результаты (таблицы 1, 2) позволяют сделать вывод, что в результате мониторинга концентраций легионелл с использованием фильтров различных типов в системах горячего водоснабжения приемлемой антибактериальной эффективностью, обеспечивающей требования для систем водоснабжения, обладает фильтр водный антибактериальный Aquasafe: AQF3 с принадлежностями производства Палл Медикал (Pall Medical) (Великобритания). Для экспериментальных исследований водного антибактериального фильтра Aquasafe: AQF3 с принадлежностями производства Палл Медикал (Pall Medical) были выбраны типовые помещения, использующие автономные технические средства нагрева воды до 55 °С и техническое помещение с нагревом воды до 75 °С. Рисунок 1. Общий вид фильтра Аквасейф в сборке перед установкой в систему горячего водоснабжения Фильтры Аквасейф в сборке (рисунок 1) устанавливались параллельно в душевых и водопроводных кранах, использовались круглосуточно с расходом 0,5 - 5.0 л/мин при давлении воды 0,6 МПа (6 кгс/см2) и температуре 45 - 54 °С и до 75 °С. Таблица 3 Значения концентраций легионелл в горячей воде после фильтров по прошествии 1 недели исследований Объекты исследований Концентрация легионелл (КОЕ/литр) ПЦР - РВ (КОЕ/литр) Помещение 1(1 этаж) не обнаружено не обнаружено Помещение 2 (4 этаж) не обнаружено не обнаружено Помещение 3 (5 этаж) не обнаружено не обнаружено техническое помещение (подвал) не обнаружено не обнаружено Перед апробацией фильтра Аквасейф были определены значения концентраций легионелл в горячей воде исследуемых объектов. Концентрация легионелл в системах горячего водоснабжения различных помещений достигала 105-107 КОЕ/литр, что свидетельствует о высоком уровне контаминации данных объектов. После установки на раздаточных трубопроводах исследуемых объектов фильтров Аквасейф в сборке были определены значения концентраций легионелл в горячей воде после фильтрования по прошествии 1 и 3 недель (таблицы 3, 4). Таблица 4 Значения концентраций легионелл в горячей воде после фильтров по прошествии 3 недель исследований Объекты исследований Концентрация легионелл (КОЕ/литр) ПЦР - РВ (КОЕ/литр) Помещение 1(1 этаж) не обнаружено не обнаружено Помещение 2 (4 этаж) не обнаружено не обнаружено Помещение 3 (5 этаж) не обнаружено не обнаружено техническое помещение (подвал) не обнаружено не обнаружено Из анализа данных таблиц 3 и 4 следует, что использование водного антибактериального фильтра Аквасейф: AQF3 с принадлежностями производства Палл Медикал (Pall Medical) (Великобритания) полностью очищает горячую воду от Legionella pneumophila. Выводы Legionella pneumophila в искусственных водных системах колонизирует различные поверхности (в т.ч. и фильтрационных микропористых элементов) с образованием биопленок, которые по мнениям специалистов, способствуют возникновению легионелеза. Рисунок 2. Исходная микропористая поверхность фильтрующего элемента В ходе работы была проведена оценка оптимального временного режима работы водного антибактериального фильтра Аквасейф для локального снижения концентраций легионелл в системах горячего водоснабжения с учетом особенностей выбранных объектов. Оценка проводилась по образованию биопленок, ассоциированных с легионеллами, на поверхности фильтрационного микропористого элемента фильтра, установленного в помещении 2 (4 этаж, максимальное загрязнение горячей воды легионеллами) с помощью электронной микроскопии (рисунки 2, 3, 4). Рисунок 3. Микропористая поверхность фильтрующего элемента после эксплуатации в течение 1 недели Рисунок 4. Микропористая поверхность фильтрующего элемента после эксплуатации в течение 3 недель На рисунках 3 и 4 показано, что циркулирующие в водопроводной воде микроорганизмы, адгезируются на поверхности фильтрующих микропористых элементов, образуют микроколонии, синтезируют экзоклеточный матрикс и объединяются в организованные смешанные биопленки. Скорость образования биопленок на фильтрах достаточно высока: через неделю на поверхности фильтров можно было видеть отдельные микроколонии (рисунок 3), а через 3 недели - организованные смешанные биопленки с хорошо видимыми отдельными бактериями при растрескивании экзополисахаридного матрикса внутри биопленок и при формировании номад (рисунок 4). На основании представленных данных по формированию биопленок, ассоциированных с легионеллами, на поверхности фильтрационного микропористого элемента можно оценить оптимальное время работы водного антибактериального фильтра Аквасейф для локального снижения концентраций легионелл в системах горячего водоснабжения учетом особенностей выбранных объектов в 3 недели. Дальнейшее использование водного антибактериального фильтра Аквасейф для локального снижения концентраций легионелл в системах горячего водоснабжения может привести, по аналогии с поверхностями увлажнения в центральных кондиционерах, к потере механической прочности, образованию микротрещин и, как следствие, попаданию легионелл в отфильтрованную горячую воду. Полученные результаты показывают возможность использования фильтрационного метода для снижения концентрации легионелл в городских помещениях различных типов, оборудованных системой горячего водоснабжения и использующих оборудование, обеспечивающего пониженную, по сравнению с требованиями [7], температуру в системах горячего водоснабжения.
×

About the authors

V. G Sister

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)

Email: vgs001@mail.ru
Corresponding Member of Russian Academy of Sciences, Dr. Eng., Prof.; +7 499 267-19-70

A. N Tsedilin

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)

Email: azedilin@yandex.ru
Ph.D.; +7 499 267-19-70

E. M Ivannikova

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI)

Email: iegh510@yandex.ru
Ph.D.; +7 499 267-19-70

I. S Tartakovskiy

Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology of Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation

Email: itartak@list.ru
Dr. Sc., Prof.; +7 499 193-30-01

E. G Shulga

The National Innovation Company, LLC

Email: shustava21@mail.ru
+7 495 623-58-77

References

  1. Систер В.Г., Тартаковский И.С., Цедилин А.Н., Иванникова Е.М. Особенности профилактики техногенного инфекционного заболевания легионеллеза в условиях лечения профилактических учреждениях // Здоровье населения и среда обитания. 2012 г. №12. С.39-40.
  2. Прозоровский С.В., Покровский В.И., Тартаковский И.С. Болезнь легионеров. М.: Медицина, 1984.
  3. Онищенко Г.Г., Лазикова Г.Ф.,Чистякова Г.Г. и др. Эпидемиологическая характеристика вспышки легионеллеза в г. Верхняя Пышма. // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2008 г. № 2. С. 82-85.
  4. Sabria M., Campins M. Legionnaires Disease: update on epidemiology and management options // Am.J.respir.med. 2003 г. № 2(3). С. 235-243.
  5. Методические указания МУК 4.2.2217-07. М., 01.08.2007. Выявление бактерий Legionella pneumophila в объектах окружающей среды.
  6. Систер В.Г., Тартаковский И.С., Иванникова Е.М., Цедилин А.Н., Ямчук А.И., Бочкова М.А. Термические методы обеззараживания систем горячего водоснабжения от легионелл. // Альтернативная энергетика и экология.2013 г. №5(часть 2) С. 111-113. 7. Санитарно-эпидемиологические правила и нормы СанПиН 2.1.4.2496-09, 01.09.2009. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения.
  7. Систер В.Г., Тартаковский И.С., Иванникова Е.М., Шульга Е.Г. Легионеллез: причины возникновения, профилактические мероприятия // Известия МГТУ "МАМИ". 2012. №2 (14), т.4, с.283-287
  8. Систер В.Г., Цедилин А.Н., Иванникова Е.М., Тартаковский И.С., Шульга Е.Г. Электрохимический метод обеззараживания систем горячего водоснабжения // Химическое и нефтегазовое машиностроение, №9, 2013г. с. 32-34

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2013 Sister V.G., Tsedilin A.N., Ivannikova E.M., Tartakovskiy I.S., Shulga E.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.