Медицинские аспекты увлажнения

В июле 1976 года несколько сотен ветеранов армии США, членов Американского легиона, собрались в Филадельфии для празднования двухсотлетия независимости Америки. Они поселились в старой гостинице, построенной в 1904году, "Stedtfort Hotel".  Через несколько дней 150 из них спешно доставили в Пенсильванский госпиталь ветеранов с пневмонией, 34 человека скончалось. Это была первая официально зарегистрированная вспышка размножения неизвестной ранее бактерии Legionella pneumophila. Именно этот явный случай инфекции, позволивший Центру по контролю заболеваний выделить данную бактерию, и дал ей видовое название.

Причиной возникновения инфекции была признана система кондиционирования воздуха.

Рассмотрим эту бактерию и вызываемые ею заболевания, а затем проанализируем обстоятельства размножения и распространения бактерии в системах кондиционирования и особенно в увлажнителях.

1. Болезнь легионеров

Бактерия Legionella обычно обитает в естественной среде, в местах, где присутствует вода. Она легко проникает в технические системы, в которых используется вода (водопровод, канализация, системы кондиционирования воздуха, бассейны), и находит там благоприятные условия для размножения, главным образом. из-за оптимальной температуры и наличия питательных веществ.
Быстрее всего легионелла развивается при температуре около 40 °С, способность к размножнению сохраняется в диапазоне от 25 до 42  °С. Это соответствует типичным температурам в системах кондиционирования воздуха и канализации.

Активность легионеллы: влияние температуры и типичные рабочие диапозоны некоторых технических систем

Тем не менее описанный выше механизм размножения сам по себе недостаточен для развития болезни недостаточно просто пить загрязненную бактериями воду.Для инфицирования, по-видимому, необходимо, чтобы заряженная вода была распылена в воздухе, так чтобы бактерии попадал непосредственно в легкие.

Бактерия Legionella

Бактерия Legionella находит питательную среду и особенно благоприятные условия в клетках легких. Попав в легкие с вдыхаемым воздухом, они способны здесь размножаться, вызывая различные заболевания. Возбудителем самого тяжелого из них, болезни лигионеров, является Legionella pneumophila.

Размножение легионелл в одноклеточном организме-хозяине

Способы борьбы с распространением Legionella pneumophila могут быть направлены на разные звенья цепи такого распространения от естественной среды этих бактерий до дыхательного аппарата человека. Очевидно, чем ближе к началу этой цепи направлены такие воздействия, тем эффективнее стратегия.

Цепь передачи легионеллезов

• Начальной точкой является естественная среда обитания, особенно водоемы, которые служат источником водопроводной воды. Технические системы зданий открывают мало возможностей для воздействий на этом уровне. Температура водопроводной воды такова, что бактерии в ней не размножаются.
• Второе звено цепи-это стадия размножения бактерий. Такое размножение происходитв стоячей воде при температуре выше 20 °С, особенно в присутствии питательных субстратов, таких как водоросли, простейшие, амебы и пленки биологических загрязнений. Кроме того, размножению бактерий способствуют загрязнения, например, накипь, корродированные поверхности или наличие веществ, способных к гниению. Очевидно, с размножением бактерий можно бороться, устраняя различные факторы: поскольку температуру в этих системах невозможно регулировать, системы необходимо чистить. Прежде всего требуется уничтожить микроорганизмы и исключить возможность застаивания воды. Если эксплуатация устройства прекращена, необходимо слить из него воду,очистить и высушить. Следует также принять меры против коррозии и образования отложений, т.е. использовать подходящие материалы и процедуры обработки.
• Третье звено цепи-это распространение бактерий. Легионелла очень опасна, когда попадает в легкие с каплями заряженной воды. Это возможно, если размер капель меньше 5-10мкм. Для создания таких капель необязательно требуются сопла очень малого диаметра. Фактически, они образуются, хотя и в разных количествах, в любых типах распылительных систем. Распространение бактерий можно предотвратить на этом уровне несколькими способами, которые зависят от типа оборудования. Прежде всего необходимо правильно выбрать конструкцию и местоположение устройства. Кроме того, следует принять надлежащие меры, предотвращающие застаивание воды от полного осушения устройств, остановленных на длительное время, до гиперхлорирования в тех слухаях, когда осушение невозможно. И, наконец, есть золотое правило, важнейшее и для рассматриваемой проблемы, и для всех случаев эксплуатации какой-либо установки - обслуживание.
• Единственное, что можно предпринять на следующем уровне цепи передачи легионеллезов, это ранняя диагностика и незамедлительное лечение. 

2. Понтиаксая лихорадка

Легионелла вызывает не только тяжелые заболевания, но и менее серьезнуб и шире распространенную форму, известную как понтиакская лихорадка. Инкубационный период в этом случае короче: один-два дня. Болезнь вызывает лихорадку, общее недомогание, озноб, мышечную боль и боль в горле. Как правило, эти симптомы исчезают сами, без медицинского вмешательства, через два-три дня.

3. Понедельничная лихорадка

Возбудителем этой болезни считается не легионелла, а грибок Aspergillus fumigatus, способный развиваться не только в воде, но и на влажных поверхностях. Эта плесень может быстро разрастаться, колонизируя другие влажные участки и, подобно всем грибам, размножаясь спорами.
Симптомы понедельничной лихорадки чаще всего развиваются в понедельник после выхода на работу, через четыре-восемь часов с появлением на рабочем месте. Симптомы включают лихорадку, озноб, головную боль, сухой кашель и прострацию. По прошествии 12-24 часов после ухода с работы отмечается значительное улучшение, а к концу недели все симптомы исчезают. Как оказалось, эта инфекция существенно связана системами кондиционирования воздуха - она возникает в результате заражения воды в адиабатических увлажнителях за время их простоя в выходные дни. Иногда это явление называют "увлажнительной лихорадкой". В некоторых случаях болезнь развивается в аллергическое воспаление легочных альвеол, так называемый альвеолит. Это серьезное заболевание, которое без своевременного лечения может привести к повреждению легочной ткани и утрате ее эластичности.

С самого начала изучения этой болезни, после вспышки 1976 года, случившейся на встрече легионеров в Филадельфии, было установлено, что причиной заражения стала система кондиционирования воздуха. Потребовалось значительное время и детальный анализ историй болезни, чтобы обнаружить место размножения и начального распространения бактерий - градирню, которая плохо обслуживалась и очищалась и производила не только пар, но и обычный для градирен аэрозоль из мелких водяных капель.

Формирование биопленки на дне градирни в условиях недостаточного технического обслуживания

Расположение градирни вблизи воздухозабора

Это же относится и к испарительным конденсаторам. Технология эксплуатации таких систем - чистка и обслуживание; особого внимания требует пуск установки после длительного простоя.
Декоративные фонтаны и поливальные установки представляют не меньшую опасность, чем градирни, если распыляется застойная вода, температура которой благоприятна для размножения бактерий. Серьезность опасности, которую могут представлять подобные брызги, доказывается тяжелой вспышкой болезни легионеров, произошедшей в феврале 1999 года в Голландии на международной выставке цветов. Общее число заболевших - 181 человек, 20 из них скончалось. Причиной распространения инфекции оказался увлажнитель цветов, который разбрызгивал зараженную воду и в те часы, когда выставка была открыта для посетителей, и во время работы обслуживающего персонала. Это событие показывает, что увлажнители, устновленные как в воздуховодах, так и непосредственно в помещении, заслуживают серьезнейшего внимания, поскольку могут эффективно распространять бактерии, способные размножаться в воде, которая циркулирует в подобных устройствах. Нужно подчеркнуть, что после начальной фазы, когда все обвинения падали на системы кондиционирования воздуха, было обнаружено, что бытовая система горячего водоснабжения является весьма эффективным фактором переноса инфекции. Эта вода, как известно, имеет температуру около 48 °С, причем на удаленных ветвях сети температура может быть более низкой, кроме того, эта вода зачастую застаивается, например, в душевых трубках, когда гостиничные номера не используются. После того как вода заражена, инфицирование, несомненно, возможно, так как капли, производимые душем, могут проникать в легкие с воздухом. То же относится к бассейнам и вихревым ваннам. В этом случае также существуют разные степени риска: в вихревых ваннах вода рециркулирует, поэтому риск размножения бактерий в них выше, чем в обычных ваннах, которые опорожняются после использования.

Отмечено очень немного эпидемий, причиной которых стали увлажнители. Столь малое число заболеваний, вызванных увлажнителями, может показаться удивительным, учитывая их потенциальную опасность, обусовленную тем, что они подают воздух в воздуховод или в помещение в виде аэрозоля. Дело в том, что за исключением особых случаев температура питающей воды ниже того уровня, при котором размножается легионелла. Меры по обеспечению работы увлажнителя, его обслуживанию и предотвращению возможных опасностей непосредственно связаны с рабочим режимом этого устройства.
Прежде всего нужно провести разграничение между адиабатическими и паровыми увлажнителями.

1. Адиабатические увлажнители с рециркуляцией воды

В этих устройствах, которые отличаются ограниченной степенью поглощения, расход циркулирующей воды много выше, чем испаряющейся; избыток воды стекает в поддон и вновь подается в увлажнитель циркуляционным насосом. В силу большой разницы между количествами поступающей и испаряющейся воды слив избытка воды в канализацию обошелся бы слишком дорого. Такой режим работы ведет к увеличению концентрации в воде минеральных веществ и появлению накипи, что способствует образованию в поддоне и контуре циркуляции воды биопленок, которые становятся идеальным субстратом для развития бактерий, в частности Legionella pneumophila, тем более, что этому благоприятствует температура воды на выходе подогревателя.
Поэтому адиабатические увлажнители с рециркуляцией воды представляют большую опасность и требуют принятия фундаментальных мер защиты, таких как:

• эффективная система периодического дренажа поддона, которая уменьшает образование накипи и снижает концентрацию питательных веществ;
• система автоматического опорожнения и осушения поддона при отключении вентилятора системы кондиционирования;
• обработка всего контура циркуляции воды в увлажнителе подходящим биоцидом, в дополнение к опорожнению и осушению увлажнителя при длительном перерыве в эксплуатации.

Эти меры следует применять в отношении следующих категорий устройств.

   1) Воздухопромыватели
       Эти устройства разбрызгивают воду в потоке воздуха, образуя крупные капли, которые испаряются только частично, зачастую менее чем на 1%. Каплеуловители извлекают избыток воды из воздушного потока и направляют в поддон. Необходимые меры защиты заключаются в проверке правильности работы компонентов и наличия отложений и проявлений коррозии, а также в проведении микробиологического анализа через каждые 14 дней и осушения, очистки и дезинфекции поддона. Если эксплуатация системы прекращается более чем на 48 часов, поддон необходимо опорожнить, очистить и высушить.

   2) Пористые рециркуляционные увлажнители
       В идеальных условиях вода уходит с поверхности смоченного сорбента только в виде пара, но в некоторых ситуациях при неправильном распределении воды или воздуха, особенно при наличии отложений на сорбенте, возможно образование капель, которые распыляются в результате повышенной скорости движения воздуха по воздуховоду. Поэтому для устройств, имеющих циркуляционный поддон, требуется выполнение тех же мероприятий.

   3) Роторные увлажнители с поддоном
       В поддоне этих агрегатов также возможно развитие бактерий, поэтому их правильная эксплуатация требует периодической чистки и дезинфекции тех частей, которые контактируют с водой, и применения надлежащих стерилизующих агентов и ингибиторов образования накипи. Рекомендуется использовать увлажнители, в которых имеется функция автоматического дренажа и сушки при прекращении эксплуатации.

Гигиенические рекомендации в отношении систем вентиляции и кондиционирования воздуха в офисах и конференц-залах -

 2. Адиабатические прямоточные увлажнители

Эти устройства гораздо менее опасны в гигиеническом отношении, чем увлажнители с рециркуляцией воды:

• в них поступает питьевая вода из водопровода, которая бактериологически безопасна, поскольку допустимое содержание бактерий в ней меньше опасного предела;
• неиспарившаяся вода задерживается каплеуловителем и немедленно отводится из системы.

Но периодические проверки все равно необходимы, поскольку требуется чистить форсунки и каплеуловители и сушить их при каждом останове системы: простейший способ сделать это - оставить вентилятор включенным в течение нескольких минут после отключения увлажнителя. Нельзя пренебрегать возможным размножением бактерий в застойной воде, появившейся в воздуховоде из-за оседания в нем капель. Поэтому полезно ежедневно обрабатывать питающую воду биоцидом. В данную категорию включены следующие устройства.

   1) Форсуночные увлажнители  со струйными форсунками 
       Некоторые устройства поддерживают функцию слива воды из системы питания форсунок, которая активируется, если система не работает более 48 часов. Такая функция необязательна, если питающая вода ежедневно обрабатывается биоцидом.

   2) Форсуночные увлажнители с пневматическими форсунками
       Все сказанное о струйных форсунках относится и к пневматическим, но их можно высушить подачей сжатого воздуха после отключения подачи воды.

   3) Горизонтальные роторные увлажнители

   4) Пористые увлажнители без рециркуляции
       В этом случае проблемы могут возникнуть только из-за накопления органических веществ и других остатков на самом сорбенте. Сорбент может действовать как фильтрующий элемент и стать местом размножения бактерий: следовательно, после выключения увлажнителя сорбент необходимо осторожно высушить, для чего вентилятор должен продолжать работать столь же долго, как и в моделях с рециркуляцией. если существуют особые причины опасаться заражения, сорбент следует промывать не реже раза в сутки, распыляя чистую и стерилизованную воду. Другая действенная мера - периодическая замена сорбента.

Существуют увлажнители, которые хотя и работают без рециркуляции, оснащены потенциально опасными поддонами, которые необходимо периодически опорожнять, чистить специальными дезинфектантами и затем сушить, - это ультразвуковые увлажнители и пористые увлажнители с вращающимся барабаном.
Автоматизированные модели имеют сливные клапаны для полного опорожнения и осушения поддона при прекращении эксплуатации увлажнителя.

 3. Паровые увлажнители

Парогенераторы, как центральные, так и автономные, считаются совершенно безопасными в отношении заражения бактериями, в том числе и легионеллой, поскольку рабочая температура в цилиндре и паропроводах гарантирует полную стерилизацию системы. Единственная потенциальная опасность - конденсация в парорасределителях, если она достаточно интенсивна для образования зон с застойной водой, где могут размножаться бактерии. Но потенциальным фактором переноса инфекции являетсяя не конденсат, очевидно, стерильный, поскольку он образовался из пара, имевшего температуру 100 °С, а воздух из окружающей среды, то есть появление микроорганизмов не связано с работой увлажнителя.
В любом случае, проблемы такого рода можно исключить при правильном проектировании и монтаже системы.

Сравнительная вероятность распространения легионеллы в воздухе для разных типов увлажнителей

Все перечисленное о гигиене увлажнителей относятся и к системам непосредственного естественного охлаждения, в которых производится увлажнение приточного воздуха. С другой стороны, для систем естественного охлаждения с промежуточным теплоносителем, где приточный воздух охлаждается в водяном теплообменнике, вода для которого в свою очередь охлаждается увлажненным вытяжным воздухом, применимы те же правила, что и для градирен. Вода из различных поддонов должна сливаться всякий раз, когда эксплуатация системы прекращается. Систему необходимо регулярно чистить, особенно в периоды, когда она не эксплуатируется, и обрабатывать биоцидом. Микробиологический анализ для таких систем не требуется. Хотя в настоящее время наиболее распространены установки с воздухопромывателями или пористыми увлажнителями, целесообразно применение устройств со струйными форсунками, которые не имеют поддонов, проще в обслуживании, при этом отличаются небольшим сопротивлением и обеспечивают более эффективное увлажнение и превосходное регулирование.

Условием возникновения легионеллезов является размножение этих бактерий в благоприятной среде обитания и их распространение в воздухе в составе мелкодисперсного аэрозоля, который могут создавать:

• устройства в контурах коммунально-бытового горячего водоснабжения;
• вихревые ванны;
• медицинские распылители;
• фонтаны;
• градирни;
• увлажнители.

Меры, обеспечивающие надлежащую гигиену этих систем, можно разделить на две категории:

   1) Шоковое обеззараживание, применяемое для восстановления нормальных условий в системах, где обнаружено значительное количество бактерий, или как периодическая профилактическая мера в системах, где риск особенно велик; по способу воздействия это может быть:

• химическая обработка, в процессе которой в воде создаются концентрации бактерицидов, превышающие допустимые пределы для питьевой воды, и в случае адиабатических увлажнителей нужно принять меры, исключающие попадание капель обработанной воды в помещение;
• термическая обработка - нагрев воды выше 70 °С и периодическая подача такой воды во все ветви системы.

   2) Профилактика, которую можно выполнять следующими способами:

• стерилизация питающей воды

Наиболее подходящие методы, способные предотвратить и ограничить заражение, для прямоточных адиабатических увлажнителей: озонирование, облучение ультрафиолетом, ионизация ионами меди и серебра.
Каждый из этих методов допускает постоянную обработку без прекращения эксплуатации устройств и без существенного изменения органолептических свойств распыляемой воды.
Ни один из этих методов не подходит для увлажнителей с рециркуляцией или с поддонами-водосборниками; первые два метода, озонирование и ультрафиолетовое облучение, действуют только в течение ограниченного времени, а третий приводит к возрастанию концентрации ионов в водосборнике вследствие испарения воды;

• меры защиты от размножения бактерий в устройстве.

Для паровых увлажнителей никакая обработка не требуется.

Самые распространенные методы по предотвращению и ограничению заражения сетей водоснабжения -

Мы - профессиональная инжиниринговая проектно-монтажная компания. На нашем сайте Вы можете получить коммерческое предложение и найти необходимую информацию.

Получить коммерческое предложение

Получите коммерческое предложение по вашему объекту, отправив сейчас быструю заявку.

Опишите кратко суть задачи: