Autor: prof. dr hab. inż. Iwona Skoczko
Legionella naturalnie występuje w środowisku wodnym, takim jak jeziora, rzeki i źródła. W tych warunkach stężenie bakterii jest zazwyczaj niskie i nie stanowi zagrożenia dla zdrowia. Problem pojawia się, gdy Legionella przedostaje się do sztucznych systemów wodnych, takich jak wodociągi, systemy chłodnicze, jacuzzi czy instalacje wodne w budynkach. Bakterie te mogą dostawać się do systemów wodociągowych na różnych etapach, począwszy od ujęcia wody, poprzez sieci przesyłowe, aż po instalacje wewnętrzne budynków. Bakterie te są odpowiedzialne za legionelozę, czyli chorobę legionistów, która może prowadzić do ciężkiego zapalenia płuc. Legionella może namnażać się w systemach wodociągowych, szczególnie w miejscach, gdzie temperatura wody sprzyja jej rozwojowi, co stwarza ryzyko zakażeń w szpitalach, hotelach, biurowcach i innych budynkach użyteczności publicznej. Poniżej można znaleźć informacje, skąd pochodzi Legionella, jakie są jej warunki namnażania oraz jakie działania można podjąć w celu minimalizacji ryzyka jej wystąpienia w systemach wodociągowych.
Legionella dostaje się do systemów wodnych szpitali ze źródeł zewnętrznych, jak i wewnętrznych:
1. Woda zasilająca (woda z miejskiej sieci wodociągowej). Legionella naturalnie występuje w środowisku wodnym, w tym w wodach powierzchniowych i gruntowych. Choć woda dostarczana do szpitali z miejskich systemów wodociągowych podlega obróbce i dezynfekcji, bakterie mogą nadal przedostawać się do sieci wodociągowej, szczególnie w przypadku nieskutecznych metod uzdatniania lub awarii w systemie dystrybucji. W takich sytuacjach Legionella może przedostać się do budynku szpitala i osiedlić w jego wewnętrznej instalacji wodnej.
2. Systemy wewnętrzne szpitala. Przewody i Rury Wodne: W szpitalach, które posiadają rozbudowane sieci wodociągowe z długimi odcinkami rur, bakterie Legionella mogą znajdować się w biofilmie na wewnętrznych powierzchniach rur. Biofilm, który tworzy się w rurach w wyniku stagnacji wody, staje się środowiskiem sprzyjającym namnażaniu się bakterii. Nawet jeśli bakterie zostałyby usunięte z wody, biofilm może chronić je przed działaniem środków dezynfekujących.
Zbiorniki Wodne: W szpitalach często używa się zbiorników buforowych na wodę, aby zapewnić stałe dostawy, co może być źródłem skażenia, jeśli woda przechowywana jest w temperaturach sprzyjających Legionelli (25–45°C). Jeśli zbiorniki nie są regularnie czyszczone i dezynfekowane, mogą stać się idealnym miejscem dla rozwoju bakterii.
3. Stare i zdegradowane instalacje. W starszych szpitalach problemem może być przestarzała lub zdegradowana instalacja wodna. Nieszczelne, korodujące rury mogą przyczyniać się do tworzenia biofilmu, który sprzyja Legionelli. Uszkodzone lub nieszczelne połączenia mogą również wprowadzać zanieczyszczenia z zewnątrz do systemu wodnego.
4. Awaryjne prace na systemach wodociągowych. Remonty, konserwacja i naprawy instalacji wodnych mogą prowadzić do uwalniania Legionelli osiadłej w biofilmie do kranów i pryszniców. Gdy woda z systemu wodociągowego przestaje płynąć, a później zostaje ponownie uruchomiona, bakterie mogą się rozprzestrzeniać w całym systemie.
5. Systemy klimatyzacyjne i chłodnicze. Niektóre systemy klimatyzacyjne, szczególnie te wykorzystujące wieże chłodnicze, mogą być źródłem skażenia Legionellą, gdy woda w tych systemach ulega zanieczyszczeniu i tworzy aerozol, który może przedostać się do atmosfery wewnątrz budynków szpitalnych. Systemy klimatyzacyjne mogą również działać jako nośnik bakterii, które wcześniej osiedliły się w biofilmie lub wodzie wykorzystywanej w procesie chłodzenia.
6. Urządzenia medyczne i sanitarne. W szpitalach bakterie Legionella mogą się namnażać w urządzeniach medycznych i sanitarnych, które mają kontakt z wodą. Należą do nich respiratory i urządzenia do terapii oddechowej: Woda wykorzystywana w niektórych urządzeniach do terapii oddechowej może stać się rezerwuarem dla bakterii, jeśli nie jest odpowiednio filtrowana i wymieniana. Ponadto istotnym źródłem skażenia są prysznice i inne baterie podające wodę. Aerozole wodne wytwarzane podczas kąpieli lub mycia rąk mogą rozprzestrzeniać bakterie Legionella, które były obecne w wodzie. W szpitalach, gdzie pacjenci mają obniżoną odporność, nawet niewielka ilość zainfekowanego aerozolu może prowadzić do poważnych zakażeń.
7. Zewnętrzne zanieczyszczenia. Szpitalne systemy wodne mogą być narażone na zanieczyszczenia zewnętrzne, takie jak drobne wycieki z instalacji kanalizacyjnych, które mogą wprowadzić Legionellę do systemu. Inne zewnętrzne czynniki, takie jak kurz czy resztki organiczne, mogą być wciągane do systemów klimatyzacyjnych, które później rozprzestrzeniają bakterie po budynku.
8. Zanieczyszczenie poprzez personel lub pacjentów. Choć jest to rzadszy scenariusz, Legionella może teoretycznie być przenoszona przez kontakt ze skażoną wodą lub powierzchniami i wprowadzana do systemu przez nieprawidłowo czyszczone urządzenia lub narzędzia medyczne.
Warunki namnażania i rozwoju Legionelli
Legionella rozwija się i namnaża w specyficznych warunkach, które często występują w systemach wodociągowych. Jej rozwój lub brak rozwoju zależy od kilku podstawowych czynników:
Temperatura i stagnacja Wody: Legionella najlepiej rozwija się w temperaturze od 25°C do 45°C. Temperatura poniżej 20°C zwykle hamuje jej rozwój, a powyżej 60°C bakterie zaczynają ginąć. To sprawia, że systemy grzewcze i chłodnicze w budynkach, gdzie woda jest przechowywana w temperaturze sprzyjającej namnażaniu się bakterii, są szczególnie narażone. Woda stojąca, zwłaszcza w rurach i zbiornikach, które nie są regularnie używane, sprzyja namnażaniu się Legionelli. Stagnacja wody może powodować, że mikroorganizmy mają więcej czasu na wzrost i rozmnażanie, co zwiększa ryzyko zakażenia. W szpitalach niektóre części instalacji wodnych, szczególnie rzadko używane punkty poboru wody, mogą prowadzić do stagnacji wody, gdzie Legionella ma idealne warunki do rozwoju. Długie systemy rur mogą powodować, że woda w pewnych miejscach utrzymuje temperaturę w granicach sprzyjających namnażaniu się bakterii.
Obecność Biofilmu czyli cienkiej warstwy mikroorganizmów, w tym bakterii Legionella, która tworzy się na wewnętrznych powierzchniach rur i zbiorników wodnych. Biofilm zapewnia ochronę przed środkami dezynfekującymi i innymi czynnikami, które mogłyby zniszczyć bakterie, co czyni go idealnym środowiskiem dla rozwoju Legionelli. W szpitalnych instalacjach, zwłaszcza w rurach wodnych, może tworzyć się biofilm – cienka warstwa bakterii i innych mikroorganizmów, która zapewnia Legionelli ochronę przed dezynfekcją. Biofilm jest trudny do usunięcia i może przetrwać długotrwałe działanie chemicznych środków czyszczących, co czyni go istotnym problemem w zarządzaniu jakością wody
Brak odpowiedniej konserwacji i dezynfekcji systemów wodociągowych może skutecznie prowadzić do rozwoju Legionelli. Chlorowanie i inne metody dezynfekcji muszą być regularnie stosowane i monitorowane, aby zapobiec namnażaniu się bakterii.
Wrażliwość Pacjentów: Ze względu na specyfikę placówek medycznych, pacjenci w szpitalach mają często osłabiony układ odpornościowy. Osoby po operacjach, pacjenci onkologiczni, osoby starsze oraz noworodki są bardziej narażone na ciężkie powikłania związane z legionelozą, co sprawia, że szpitale muszą podejmować szczególne środki zapobiegawcze.
Zakażenia Legionellą
Szpitale są miejscami, gdzie obecność Legionelli w systemach wodnych stanowi szczególnie poważne zagrożenie, ze względu na specyficzne warunki oraz podatność pacjentów na zakażenie. Choroba legionistów, spowodowana przez bakterie Legionella, jest szczególnie niebezpieczna dla osób o obniżonej odporności, takich jak pacjenci szpitalni, osoby starsze, noworodki oraz osoby z chorobami przewlekłymi, takimi jak cukrzyca, choroby układu oddechowego czy immunosupresja. Zakażenia Legionellą mogą występować w dwóch formach. Jest to choroba legionistów – ciężkie zapalenie płuc, wymagające hospitalizacji, a czasami prowadzące do zgonu, zwłaszcza u osób z osłabioną odpornością. Inną jednostką chorobową jest gorączka Pontiac – łagodniejsza postać infekcji, przypominająca grypę, która zazwyczaj ustępuje samoistnie. W obu przypadkach zakażenie następuje przez wdychanie zainfekowanego aerozolu wodnego, dlatego w placówkach medycznych, gdzie powstają aerozole (np. prysznice, nawilżacze powietrza), ryzyko zakażenia jest szczególnie wysokie. Wykrywanie i kontrola Legionelli w szpitalach są priorytetem ze względu na groźne konsekwencje zdrowotne.
Zapobieganie i minimalizacja ryzyka
W celu ograniczenia ryzyka wystąpienia Legionelli w systemach wodociągowych, konieczne są odpowiednie środki zapobiegawcze, rygorystyczne procedury monitoringu i zarządzania instalacjami wodnymi. Utrzymywanie temperatury wody zimnej poniżej 20°C i gorącej powyżej 60°C jest kluczowym środkiem zapobiegawczym. Należy regularnie sprawdzać i monitorować temperatury wody w systemach grzewczych i chłodniczych. Nie ulega wątpliwości, że systemy wodociągowe powinny być regularnie dezynfekowane i oczyszczane, aby zapobiec tworzeniu się biofilmu. Stosowanie odpowiednich środków chemicznych, takich jak chlor, może pomóc w eliminacji bakterii. Regularna dezynfekcja instalacji wodnych jest kluczowa dla zapobiegania rozwojowi Legionelli. Stosowanie takich metod jak termiczne czyszczenie (podniesienie temperatury wody) lub chemiczne środki dezynfekujące (np. chlorowanie) może być skuteczne w eliminacji bakterii. Wskazane jest stosowanie filtrów i innych metod oczyszczania wody: W miejscach szczególnie narażonych na tworzenie się aerozolu wodnego, jak prysznice czy inhalatory, można zastosować specjalne filtry, które zmniejszają ryzyko rozprzestrzeniania się bakterii. Najważniejsze jest jednak systematyczne monitorowanie i kontrola jakości wody: Regularne analizy wody i monitorowanie obecności Legionelli są kluczowe dla wczesnego wykrywania problemu. W przypadku wykrycia bakterii konieczne jest podjęcie natychmiastowych działań naprawczych.
Poza czynnikami technologicznymi istotne są też sposoby projektowania systemów wodociągowych. Dobre praktyki inżynieryjne, takie jak unikanie martwych końców rur i projektowanie systemów wodociągowych w sposób umożliwiający przepływ wody, mogą znacznie zmniejszyć ryzyko rozwoju Legionelli. Ponadto każdy szpital powinien wdrożyć program zarządzania jakością wody, który obejmuje regularne monitorowanie poziomu Legionelli, badania próbek wody oraz utrzymanie odpowiednich temperatur w systemach wodnych. I wreszcie na koniec ważnym elementem strategii prewencyjnej jest szkolenie personelu medycznego i technicznego w zakresie rozpoznawania zagrożeń oraz działań, które mogą minimalizować ryzyko zakażenia.
Podsumowanie
Legionella w systemach wodociągowych to poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego, które wymaga kompleksowego podejścia w zakresie zarządzania i utrzymania systemów wodnych. Legionella dostaje się do systemów szpitalnych głównie poprzez zanieczyszczoną wodę z sieci wodociągowej lub rozwija się w nieodpowiednio konserwowanych systemach wodnych szpitala, takich jak rury, zbiorniki, urządzenia medyczne czy systemy klimatyzacyjne. Zrozumienie warunków, w których bakterie te rozwijają się i namnażają, jest kluczem do skutecznego zapobiegania zakażeniom. Poprzez kontrolę temperatury, regularną dezynfekcję, monitorowanie jakości wody i odpowiednie projektowanie systemów, można skutecznie zminimalizować ryzyko wystąpienia Legionelli i zapewnić bezpieczeństwo użytkowników wody. Systemy wodne w szpitalach są szczególnie podatne na zakażenie Legionellą, a skutki zakażenia mogą być wyjątkowo groźne dla pacjentów o obniżonej odporności. Skuteczne zarządzanie systemami wodnymi, regularne badania i monitorowanie, a także dezynfekcja instalacji są kluczowe dla minimalizacji ryzyka. Szpitale muszą stosować zaawansowane metody prewencyjne, aby zapewnić bezpieczeństwo zarówno pacjentom, jak i personelowi.
Literatura
- „Legionella and the prevention of legionellosis” – World Health Organization (WHO), 2007.
- „Control of Legionella in Water Systems” – ASHRAE Guideline 12-2020.
- Bartram, J., Chartier, Y., Lee, J. V., Pond, K., Surman-Lee, S. (Eds.) (2007). „Legionella and the prevention of legionellosis” – World Health Organization (WHO).
- Leoni, E., Legnani, P. P. (2001). „Comparison of Legionella colonization in hot water systems of hospitals and hotels in relation to the presence of other microorganisms” – Water Research, 35(6), 1919-1924.
- Mendis, N. D., LeChevallier, M. W. (2014). „Interactions Between Legionella pneumophila and Free-Living Amoebae” – Environmental Science & Technology, 48(15), 8801-8809.
- Phin, N., Parry-Ford, F., Harrison, T., Stagg, H. R., Zhang, N., Kumar, K., Latham, R. (2014). „Epidemiology and clinical management of Legionnaires’ disease.”, The Lancet Infectious Diseases, 14(10), 1011-1021.
- Whiley, H., Keegan, A., Fallowfield, H., Ross, K. (2014). „Uncertainties associated with assessing the public health risk from Legionella.”, Frontiers in Microbiology, 5, 501.
- Borella, P., Montagna, M. T., Stampi, S., Stancanelli, G., Romano-Spica, V., Triassi, M., Napoli, C. (2005). „Legionella contamination in hot water of Italian hotels.”, Applied and Environmental Microbiology, 71(10), 5805-5813.
- Leoni, E., De Luca, G., Legnani, P. P., Sacchetti, R., Stampi, S., & Zanetti, F. (2005). „Legionella waterline colonization: detection of Legionella species in domestic, hotel, and hospital hot water systems.”, Journal of Applied Microbiology, 98(2), 373-379.
- Exner, M., Kramer, A., Lajoie, L., Gebel, J., Engelhart, S., Hartemann, P. (2005). „Prevention and control of health care-associated waterborne infections in health care facilities.”, American Journal of Infection Control, 33(5), S26-S40.
- Diederen, B. M. W. (2008). „Legionella spp. and Legionnaires’ disease.”, Journal of Infection, 56(1), 1-12.
- Baron, J. L., Vikram, A., Duda, S., Stout, J. E., & Bibby, K. (2014). „Shift in the microbial ecology of a hospital hot water system following the introduction of an on-site monochloramine disinfection system.”, PLoS ONE, 9(7), e102679.