Autor: dr hab. inż. Michał Kubrak
Wstęp
Syfon jest zwykle kojarzony z ochroną pomieszczenia przed zapachami z instalacji kanalizacyjnej. Zamknięcie wodne pełni jednak również funkcję bariery sanitarnej: oddziela otoczenie pacjenta od przewodów, w których mogą występować biofilmy bakteryjne i zanieczyszczone aerozole. Badania pokazują, że bariera ta może zostać ominięta na kilka sposobów.
Co znajduje się po stronie odpływu?
Odpływ umywalki stanowi środowisko sprzyjające powstawaniu biofilmu. Stała wilgotność i dopływ substancji organicznych umożliwiają drobnoustrojom zasiedlanie syfonu i dalszych odcinków instalacji kanalizacyjnej. W odpływach umywalek na dwóch oddziałach intensywnej terapii wykryto zróżnicowane społeczności mikroorganizmów oraz geny oporności na antybiotyki, przy czym profil tych genów był podobny pomimo stosowania odmiennych procedur dezynfekcji (Hennebique et al., 2025). Samo występowanie drobnoustrojów poniżej misy nie oznacza jeszcze narażenia pacjenta. Zasadnicze znaczenie ma to, czy mogą one przedostać się z odpływu do strefy użytkowania umywalki – na przykład wraz z kroplami, aerozolem lub przepływem powietrza w instalacji.
Biofilm obecny w odpływie nie musi być jednak zjawiskiem ograniczonym do jednej umywalki. Odpływy połączone wspólną instalacją kanalizacyjną mogą tworzyć sieć, w obrębie której przemieszczają się drobnoustroje. W trwającym 29 miesięcy badaniu prowadzonym w jednym ze szpitali wykryto blisko spokrewnione szczepy Pseudomonas aeruginosa w syfonach znajdujących się w różnych częściach budynku. Zdaniem autorów podobieństwo izolatów wskazywało na przemieszczanie się bakterii za pośrednictwem wspólnych przewodów kanalizacyjnych (Moloney et al., 2020).
Jak drobnoustroje docierają nad odpływ?
Jednym z najlepiej udokumentowanych mechanizmów przedostawania się drobnoustrojów z odpływu do otoczenia umywalki jest stopniowe narastanie biofilmu w kierunku sitka odpływowego. W doświadczeniach z modelowym szczepem Escherichia coli bakterie utrzymywały się w syfonie, lecz przy okresowym dopływie wyłącznie wody nie przemieszczały się szybko ku górze. Po wprowadzeniu substancji odżywczych biofilm w ciągu siedmiu dni dotarł do sitka odpływowego. Dopiero wtedy strumień z wylewki rozpraszał bakterie na misę, armaturę i powierzchnie w odległości do około 70-80 cm (Kotay et al., 2017). Kolejne doświadczenia tej grupy wskazały, że podczas zwykłego uruchomienia baterii dominowały większe krople, a nie długo utrzymujący się w powietrzu aerozol (Kotay et al., 2019).
Nie oznacza to jednak, że drobnoustroje nie mogą trafiać również do powietrza. W badaniu przeprowadzonym w użytkowanych salach szpitalnych bakterie oportunistyczne wykrywano zarówno w biofilmie odpływu, jak i w kroplach oraz powietrzu w pomieszczeniu. Szczepy Stenotrophomonas maltophilia wyizolowane z odpływu i z kropli były niemal identyczne genetycznie (Dieter et al., 2026). Tak duże podobieństwo wskazuje, że bakterie mogły przemieścić się ze strefy odpływu do otoczenia umywalki. Badanie potwierdza zatem możliwość narażenia pacjentów i personelu medycznego, ale nie pozwala określić, czy i jak często mechanizm ten prowadzi do zakażeń szpitalnych.
Kiedy zamknięcie wodne przestaje być szczelne?
Biofilm może więc dotrzeć do sitka i zostać rozproszony przez wodę z wylewki. Istnieje też druga droga, związana z przepływem powietrza wewnątrz instalacji kanalizacyjnej. Zamknięcie wodne może ulec częściowemu lub całkowitemu opróżnieniu wskutek odparowania, wysysania wywołanego podciśnieniem albo wypchnięcia przez nadciśnienie. Gwałtowny wzrost ciśnienia powietrza w przewodzie kanalizacyjnym może przepchnąć pęcherze przez zamknięcie wodne, nie powodując jego trwałego zaniku. Po ustaniu impulsu poziom wody wraca do położenia wyjściowego, ale część powietrza z instalacji może przedostać się do pomieszczenia (Gormley et al., 2012; Swaffield et al., 2005).
Wahania ciśnienia powietrza powstają podczas odprowadzania ścieków, gdy spływająca woda porywa powietrze lub ogranicza jego swobodny przepływ. Badania na stanowiskach w pełnej skali wykazały, że ich amplituda zależy między innymi od natężenia odpływu, drożności wentylacji oraz warunków na wylocie przewodu (Yu et al., 2019). Nie każda zmiana ciśnienia jest groźna. W doświadczeniach w szesnastokondygnacyjnym budynku krótkie zaburzenia wywołane spadającymi częściami stałymi miały niewielki wpływ na zamknięcia wodne (Gormley, 2007). O zachowaniu syfonu decydują zatem amplituda, czas trwania i przebieg zmiany ciśnienia, a także geometria samego syfonu.
Możliwość przenoszenia drobnoustrojów wraz z powietrzem z instalacji kanalizacyjnej wykazano w dwukondygnacyjnym stanowisku badawczym, odwzorowującym instalację zaprojektowaną zgodnie z europejskimi zasadami. Żywe bakterie modelowe wprowadzone ze ściekami na niższej kondygnacji przedostały się do pomieszczenia powyżej przez opróżnione lub częściowo opróżnione zamknięcie wodne (Gormley et al., 2017). Warunki sprzyjające takiemu zjawisku obserwowano również w rzeczywistym szpitalu. Podczas ogniska zakażeń norowirusem wykryto go w ściekach oraz stwierdzono dwukierunkowy przepływ powietrza w pionach kanalizacyjnych. Wirusa nie wykryto jednak w próbkach powietrza, dlatego badanie nie potwierdziło jego przenoszenia z instalacji kanalizacyjnej do pomieszczeń (Gormley et al., 2014).
Czy drobnoustroje mogą przedostać się przez wypełniony syfon?
Opisane wcześniej badania dokumentowały dwa odrębne zjawiska: przemieszczanie się żywych bakterii przez opróżnione lub częściowo opróżnione zamknięcia wodne oraz przepływ pęcherzy powietrza przez syfon nadal wypełniony wodą. Nie było natomiast wiadomo, czy w drugim przypadku wraz z powietrzem mogą być przenoszone żywe drobnoustroje.
Zagadnienie to podjęto w badaniu opublikowanym w 2025 roku. Pełnowymiarową umywalkę szpitalną z wypełnionym syfonem połączono z przewodem kanalizacyjnym o długości 50 m. Krótkotrwałe wzrosty ciśnienia powietrza w przewodzie wzburzały wodę w syfonie i powodowały powstawanie aerozolu nad odpływem. Żywe komórki bakterii modelowej wykrywano na powierzchniach umywalki, a sitko ulegało skażeniu nawet wówczas, gdy woda nie wydostawała się ponad jego powierzchnię (Gormley et al., 2025).
Był to inny mechanizm niż rozprysk powstający podczas korzystania z baterii umywalkowej. W jednym przypadku drobnoustroje są rozpraszane przez strumień z wylewki działający od strony misy, w drugim – przez wzrost ciśnienia docierający od strony instalacji kanalizacyjnej. Wyniki badania z 2025 roku mają jednak charakter wstępny: wykorzystano jeden model umywalki i jeden bezpieczny szczep bakterii, a częstość występowania podobnych zdarzeń w użytkowanych szpitalach nie została dotychczas określona.
Znaczenie dla projektowania i eksploatacji
Ocena ryzyka nie powinna kończyć się na kontroli jakości wody dopływającej do baterii ani na czyszczeniu widocznych powierzchni. Przy nawracającym skażeniu warto sprawdzić również stan syfonu, sposób użytkowania umywalki, wspólne podłączenia odpływowe oraz działanie wentylacji instalacji kanalizacyjnej. Szczególnej uwagi wymagają rzadko używane przybory, w których zamknięcie wodne może zanikać, oraz umywalki wykorzystywane do usuwania płynów zawierających substancje odżywcze sprzyjające wzrostowi biofilmu.
Znaczenie ma również organizacja prac eksploatacyjnych. Gwałtowne przepłukiwanie instalacji może powodować nagłe zmiany ciśnienia, dlatego w strefach wysokiego ryzyka sposób prowadzenia takich prac powinien być uzgodniony ze służbami kontroli zakażeń. Gdy podejrzewa się problemy z ciśnieniem powietrza, pojedyncze oględziny syfonu mogą być mylące. Zamknięcie wodne może wyglądać prawidłowo po ustaniu krótkiego przedmuchu.
Obecne wyniki badań nie pozwalają wskazać jednego rozwiązania konstrukcyjnego, które całkowicie eliminowałoby ryzyko przenoszenia drobnoustrojów z odpływu. Uzasadniają jednak dbałość o zachowanie zamknięcia wodnego, prawidłowe odpowietrzenie instalacji kanalizacyjnej oraz ograniczanie rozprysku w obrębie umywalki. Są to działania, które mogą zmniejszyć prawdopodobieństwo przedostawania się drobnoustrojów z odpływu do otoczenia, choć nie zapewniają całkowitego usunięcia biofilmu.
Literatura
- Dieter, L., Bowie, K., Luhung, I., Healy, H.G., Roberts, S.C., Mathew, T., Peaper, D., Martinello, R.A., Gerstein, M.B., Peccia, J., 2026. Aerosol-based exposure to opportunistic pathogens originating from hospital sink drains. American Journal of Infection Control 54, 275–281. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2025.10.030
- Gormley, M., 2007. Air pressure transient generation as a result of falling solids in building drainage stacks: definition, mechanisms and modelling. Building Services Engineering Research and Technology 28, 55–70. https://doi.org/10.1177/0143624406071980
- Gormley, M., Aspray, T.J., Kelly, D.A., Rodriguez-Gil, C., 2017. Pathogen cross-transmission via building sanitary plumbing systems in a full scale pilot test-rig. PLoS ONE 12, e0171556. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0171556
- Gormley, M., Kelly, D.A., Campbell, D.P., Aspray, T.J., Dight, T., 2025. The role of air pressure transients on the spread of bacteria from wash-hand basin sink traps in hospital en-suite bathrooms: a laboratory-based pilot study. Journal of Hospital Infection 165, 32–40. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2025.07.026
- Gormley, M., Swaffield, J., Sleigh, P., Noakes, C., 2012. An assessment of, and response to, potential cross-contamination routes due to defective appliance water trap seals in building drainage systems. Building Services Engineering Research & Technology 33, 203–222. https://doi.org/10.1177/0143624411410619
- Gormley, M., Templeton, K., Kelly, D., Hardie, A., 2014. Environmental conditions and the prevalence of norovirus in hospital building drainage system wastewater and airflows. Building Services Engineering Research and Technology 35, 244–253. https://doi.org/10.1177/0143624413485080
- Hennebique, A., Monge-Ruiz, J., Roger-Margueritat, M., Morand, P., Terreaux-Masson, C., Maurin, M., Mercier, C., Landelle, C., Buelow, E., 2025. The hospital sink drain biofilm resistome is independent of the corresponding microbiota, the environment and disinfection measures. Water Research 284, 123902. https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123902
- Kotay, S., Chai, W., Guilford, W., Barry, K., Mathers, A.J., 2017. Spread from the Sink to the Patient: In Situ Study Using Green Fluorescent Protein (GFP)-Expressing Escherichia coli To Model Bacterial Dispersion from Hand-Washing Sink-Trap Reservoirs. Appl Environ Microbiol 83, e03327-16. https://doi.org/10.1128/AEM.03327-16
- Kotay, S.M., Donlan, R.M., Ganim, C., Barry, K., Christensen, B.E., Mathers, A.J., 2019. Droplet- Rather than Aerosol-Mediated Dispersion Is the Primary Mechanism of Bacterial Transmission from Contaminated Hand-Washing Sink Traps. Appl Environ Microbiol 85, e01997-18. https://doi.org/10.1128/AEM.01997-18
- Moloney, E.M., Deasy, E.C., Swan, J.S., Brennan, G.I., O’Donnell, M.J., Coleman, D.C., 2020. Whole-genome sequencing identifies highly related Pseudomonas aeruginosa strains in multiple washbasin U-bends at several locations in one hospital: evidence for trafficking of potential pathogens via wastewater pipes. Journal of Hospital Infection 104, 484–491. https://doi.org/10.1016/j.jhin.2019.11.005
- Swaffield, J.A., Campbell, D.P., Gormley, M., 2005. Pressure transient control: Part I — criteria for transient analysis and control. Building Services Engineering Research and Technology 26, 99–114. https://doi.org/10.1191/0143624405bt119oa
- Yu, T., Ding, Q., Wang, L., Zhu, D.Z., Shao, Y., 2019. Experimental study on air pressure variation in a horizontal pipe of single-stack drainage system. Water Science and Technology 79, 114–125. https://doi.org/10.2166/wst.2019.014