Immer wieder wird in den Medien von der sogenannten "Legionärskrankheit" berichtet, einer Infektionskrankheit, verursacht durch das Bakterium
Legionella pneumophila, die vor allem bei schon geschwächten Patienten tödlich verlaufen kann.
Hauptsächlich können sich Menschen über eingeatmete Aerosole von mit Legionellen befallenem Wasser infizieren, beispielsweise beim Duschen oder über Klimaanlagen.
Zuletzt hatte eine Epidemie in Großbritannien Anfang August mehrere Todesofer gefordert, mehr als 120 Menschen mussten sich in stationäre Behandlung begeben, rund zwei Dutzend lagen auf Intensivstationen. Als mutmaßlicher Infektionsherd wurde die Klimaanlage des Gemeindezentrums der Ortschaft Barrow-in-Furness in der Grafschaft Cumbria ausgemacht.
Die folgende ausführliche Zusammenfassung der Problematik erscheint hier im HaustechnikDialog mit freundlicher Genehmigung der
CTC Wärme AG, Zürich
www.ctc-waerme.ch Im August 1976 berichteten die Massenmedien in den USA über eine ganz neue, geheimnisvolle Krankheit. In Philadelphia war eine grosse Epidemie ausgebrochen. So begann die Geschichte der Legionärskrankheit. Die Entdeckung ihrer Erreger, der Legionellen, ist eine der faszinierendsten Geschichten in der modernen Medizin. 1. Die Geschichte der Legionärskrankheit 1.1 Die Epidemie in Philadelphia
Vom 21. bis 24. Juli 1976 waren etwa 4400 Veteranen der "American Legion" zu ihrem alljährlichen Treffen in Philadelphia zusammengekommen. Das Bellevue-Stratford-Hotel, Baujahr 1904, mit 700 Betten, war der Mittelpunkt vielfältiger Aktivitäten. Es gab Vorträge, zahlreiche Veranstaltungen und eine Parade. Bereits am 22. Juli erkrankten einige Teilnehmer mit Fieber und trockenem Husten und daraus entwickelte sich eine schwere Lungenentzündung. In den folgenden Tagen wurden immer mehr von ihnen krank. Bis zum 2. August mussten 149 Angehörige der "American Legion" auf Intensivstationen verschiedener Krankenhäuser behandelt werden. Trotz massiver Antibiotika-Therapie starben 29 an der neuen, rätselhaften "Legionärskrankheit", wie die Zeitungen nun schrieben.
Das Ereignis bekam polititsche Bedeutung und die Gesundheitsbehörden begannen ihre fieberhafte Suche nach der Ursache. Den überlebenden Patienten und ihren Angehörigen wurden Dutzende von Fragen vorgelegt: Was sie gegessen, wo sie sich aufgehalten, in welchem Hotel sie gewohnt, ob und wo sie Wasser oder was sie sonst getrunken, Zigaretten geraucht, wo sie eingekauft hätten und vieles mehr. Insgesamt wurden 230.000 Antworten ausgewertet.
1.1 Die Entdeckung von Legionella pneumophila
Aus den völlig ergebnislosen Untersuchungen in diesen ersten Wochen nach der Epidemie verdichtete sich für die Epidemiologen immer mehr der Verdacht, dass für die Entstehung der Legionärskrankheit nur ein bisher unbekannter Infektionserreger in Frage kommen konnte, der durch die Luft übertragen wurde und sich mit der üblichen Untersuchungstechnik nicht nachweisen liess. Und als der auf Rikkettsien spezialisierte Joseph MacDade das Lungengewebe eines verstorbenen Kongressteilnehmers untersuchte, da fand er tatsächlich winzige Organismen, die als Erreger der Legionärskrankheit in Frage kamen. Im nächsten Schritt mussten nun derartige Lungengewebe-Proben an Meerschweinchen verimpft werden. Man beobachtete, dass die Tiere durch die Behandlung krank wurden. Als sie daraufhin getötet wurden, fand MacDade die gleichen stäbchenförmigen Mikroorganismen in der Milz der Meerschweinchen und es gelang ihm nun die Erreger in Bruteiern weiterzuvermehren.
2. Die Legionellen-Infektion
2.1 Erste Zeichen der Erkrankung
Vom Zeitpunkt der Aufnahme der Erreger (meist durch Einatmen von Aerosol-Tröpfchen oder Staub-Partikel) und ihrem Eindringen in den Körper, also der Infektion bis zum Ausbruch der ersten klinischen Symptome vergeht eine Inkubationszeit von 1-10 Tagen. In seltenen Fällen kann sie auch einige Wochen dauern.
Die ersten Zeichen der Erkrankung bestehen in uncharakteristischen Erscheinungen, wie sie ebenso bei vielen anderen Infektionen auftreten: Abgeschlagenheit, Appetitlosigkeit, Unwohlsein, Übelkeit, Gliederschmerzen und Kopfweh. Die Körpertemperatur steigt in Stufen, teils innerhalb eines einzigen Tages, teils im Verlauf mehrerer Tage auf Werte zwischen 39° bis 41°C an, häufig begleitet von Schüttelfrost. Gelegentlich bestehen Leibschmerzen und es kommt zu Erbrechen und Durchfall.
Auch die Niere kann betroffen sein, sodass es im Extremfall sogar zu Nierenversagen mit der Notwendigkeit der Dialyse kommt. Die Beteiligung der Lunge wird durch Schmerzen in der Brust und trockenen Husten mit nur wenig oder auch gar keinem Auswurf erkennbar.
In einem Viertel aller Fälle stehen zunächst Erscheinungen des Zentralnervensystems im Vordergrund: Man beobachtet delirante Zustandsbilder, Konfusionen und Verwirrtheitszustände mit Amnesie für Ereignisse der akuten Krankheitsphasen, Ataxie, sensible oder motorische Neurophatien. Das lässt zunächst an eine Hirn-organische Erkrankung denken. Erst allmählich und nach einigen Tagen setzt sich dann das Bild einer Lungenentzündung durch.
2.2 Rasselgeräusche in der Lunge
Bei der Untersuchung der Patienten finden sich über der Lunge Rasselgeräusche. Röntgenologisch bestehen in der Frühphase nur geringe Erscheinungen, doch mit Fortbestehen des Fiebers entwickeln sich fleckige Lungeninfiltrate, die sich verdichten und je etwa zur Hälfte nur eine oder beide Lungenseiten ergreifen. Flüssigkeitsansammlungen zwischen Lunge und Brustkorb werden bei etwa einem Viertel aller Patienten gefunden.
Wie das auch sonst für die meisten Lungenentzündungen charakteristisch ist, verschlechtert sich der Zustand der Patienten in den ersten vier bis sechs Tagen. Es kommt zu mehr oder weniger stark ausgeprägter Luftnot. Dadurch bedingt kann sich ein Schock entwickeln und die Patienten sterben dann u.U. an Kreislaufversagen. Die meisten Todesfälle werden um den 7. Krankheitstag beobachtet. Normalerweise bilden sich die Lungeninfiltrate nach der Progressionsphase der ersten Woche wieder zurück. Dabei erholen sich die Kranken nur sehr langsam. So dauert die Rekonvaleszenzphase nach einer durchgemachten Legionärskrankheit oft viele Wochen bis Monate.
2.3 Risikofaktoren
Grundsätzlich können zwar alle Menschen an einer Legionelleninfektion erkranken, doch es gibt eine Reihe von Risikofaktoren, die eine Infektion begünstigen. Das wurde bereits bei der Erregersuche während der Epidemie in Philadelphia deutlich: So erkrankten Männer etwa dreimal häufiger als Frauen. Insgesamt werden ältere Menschen häufiger und schwerer von Legionellen befallen als jüngere. Die Grenze zwischen jung und alt liegt etwa bei 40 Jahren, denn von da ab nimmt die Leistungsfähigkeit des Immunsystems stetig ab. Ferner sind Raucher gegenüber Nichtrauchern ebenfalls etwa dreimal stärker gefährdet. Natürlich können auch andere schon bestehende Lungenerkrankungen das Angehen einer Legionellen-Infektion fördern. Ausserdem sind Alkoholiker besonders gefährdet, weil Alkohol speziell das Abwehrsystem schwächt.
3. Die Krankheits-Übertragung
Wasser ist der Lebensraum der Legionellen. Daher gehen praktisch alle Infektionen von Wasser aus. Zielorgan ist die Lunge. In der überwiegenden Mehrheit der Fälle werden die Erreger mit Aerosolen eingeatmet, doch sie können auch durch Aspiration von Wasser beim Trinken oder Gurgeln aufgenommen werden. Schliesslich sind wenige Einzelfälle bekannt, bei denen die Legionelleninfektion nicht über die Lunge, sondern über Wunden und direkten Hautkontakt des kontaminierten Wassers erfolgt ist. Eine Infektion durch Verschlucken erregerhaltigen Wassers lässt sich nicht völlig ausschliessen, doch sie ist sehr unwahrscheinlich.
Wichtigster Faktor ist die Wassertemperatur; das Infektionsrisiko ist in der nachfolgenden Tabelle skizziert:
Das Infektionsrisiko als Funktion der Wassertemperatur
Wassertemperatur - Infektionsrisiko
< 15°C 0
15 - 25°C +
25 - 35°C ++
35 - 45°C +++
45 - 55°C ++
55 - 65°C +
> 65°C 0
4. Infektionen durch Warmwassersysteme
Nach der Entdeckung der Legionärsbakterien dauerte es immerhin noch annähernd drei Jahre, bis man im erwärmten Trinkwasser die wichtigste Infektionsquelle identifiziert hatte. Zuerst fand man die Erreger im Warmwasserbereich von Krankenhäusern, wo sie Infektionen verursacht hatten. Inzwischen wissen wir, dass praktisch alle Warmwassersysteme Legionellen verseucht sein können.
Die grössten Gefahren existieren überall da, wo warmes Wasser lange Zeit gestanden, und danach zerstäubt wird. Das können die Warmwasserspeicher und schliesslich die Warmwasserleitungen sein, aus denen einen oder mehrere Tage lang kein Warmwasser entnommen worden war. Duschen sind hier kritischer als Wasserhähne.
Wasserhähne mit Perlatoren oder spritzende Wasserhähnen wiederum sind problematischer als solche, bei denen wenig Aerosol gebildet wird. Aber letztlich kann das Aerosol auch beim Gurgeln oder sogar beim Trinken derartigen Wassers entstehen.
Neben der direkten Infektion durch Warmwasser werden die Erreger auch durch verschiedene Vehikel übertragen:
Luftbefeuchter, Mundduschen, Beatmungs- oder Inhalationsgeräte, zugehörige Schlauchsysteme und Anschluss-Stücke sowohl im häuslichen Bereich als auch im Krankenhaus sind bekannte Infektionsquellen. Doch im Einzelfall ist es oft sehr schwer, den genauen Infektionsweg der Legionellen vom Warmwasser bis zum Kranken zu rekonstruieren.
5. Maßnahmen zur Legionellenbekämpfung
5.1 Prinzipielle Erörterungen
Legionellen sind ein Teil unserer natürlichen Umwelt. Sie lassen sich daher sicher nicht ausrotten und wir werden auch in Zukunft mit Ihnen zu leben haben. Um so wichtiger ist es, dass die bisher noch bestehenden Vermehrungs- und Infektionsmöglichkeiten soweit wie möglich eliminiert werden. Da Legionellen im Wasser vorkommen, ist in allen offenen, wasserführenden Systemen mit ihnen zu rechnen. Eine Eliminierung durch die Wasserwerke ist weder heute noch in absehbarer Zukunft möglich.
5.2 Über Abtötungstemperaturen
Es existieren zahlreiche Untersuchungen, deren Ergebnisse im wesentlichen übereinstimmen:
Da sich die Absterbekinetik als eine Zeit-Temperatur-Funktion beschreiben lässt, sind für eine exakte Angabe sowohl die Reduktionszeit als auch die Temperatur-Funktion erforderlich. Die minimale Abtötungstemperatur liegt etwa bei 50°C; hier beträgt die dezimale Reduktionszeit noch mehrere Stunden. Bei 55°C beträgt sie noch 19 min, bei 57,5°C 6 min und bei 60°C 2 min. Für die Praxis lässt sich feststellen, dass Legionellen zwischen 50° und 60°C innerhalb einiger Stunden, zwischen 60° und 70° innerhalb einer Minuten und über 70° innerhalb von Sekunden abgetötet werden, selbst wenn man von sehr hohen Konzentrationen ausgeht.
Die banalste, aber auch effektivste Methode zur Verhütung von Legionellosen wäre daher auch die generelle Vermeidung von Warmwasser. Die Erreger kommen zwar auch im kalten Trinkwasser vor, doch hier ist ihre Konzentration so gering, dass nicht mit Infektionen zu rechnen ist. Natürlich sind auch Infektionen durch Kaltwasser nicht 100 %ig auszuschliessen, doch das Infektionsrisiko dürfte niedriger liegen.
Die zweifelsohne sicherste Methode ist die Erhitzung des Wassers auf so hohe Temperatur, dass die Erreger rasch absterben. Bei 70°C und darüber ist die Abtötung der Legionellen innerhalb von Sekunden gewährleistet. Allerdings sind die technischen Schwierigkeiten bei dieser Temperatur besonders gross. Bei einer Dauertemperatur von 60°C ist zwar eine Vermehrung sicher ausgeschlossen, wenngleich die Legionellen bei dieser Temperatur noch einige Minuten überleben können. Dennoch kommen selbst unter diesen Bedingungen keine Infektionen vor.
5.3 Warmwasserspeicher
In der Vergangenheit wurde aus übertriebenem Sicherheitsdenken (Versorgungssicherheit) oft der Fehler gemacht, Warmwasserspeicher zu gross zu dimensionieren.
Der Qualitätsminderung eines über längere Zeit gespeicherten Warmwassers wurde dabei zu wenig Beachtung geschenkt. Die Qualität von Warmwasser leidet erheblich, wenn es einige Tage in einem Speicher vorgehalten wird, dessen Sumpf nicht abgelassen ist und der nicht regelmässig gereinigt wird.
Die Empfehlung für regelmässige Reinigung zentraler Trinkwassererwärmer ist als isolierte Massnahme sicher nicht hinreichend, um ein Legionellenwachstum zu verhindern. Im Rahmen der Legionellen-Verhütung kann es sich nur um eine flankierende Massnahme handeln. Die Grösse der Wasserspeicher sollte daher immer so dimensioniert sein, dass maximal ein Dreistunden-Spitzenverbrauch vorgehalten und das vorhandene Volumen täglich mindestens einmal ausgetauscht wird.
Ferner sollten bei neuen Warmwasserspeichern folgende Konstruktionsmerkmale berücksichtigt sein:- Da sich Legionellen speziell im Sumpf vermehren, der ihnen reichlich Nährstoffe liefert, ist es besonders gefährlich, wenn hier die Solltemperatur von mindestens 60°C etwa in toten Ecken nicht erreicht wird. Bei direkter Beheizung ist die Heizfläche am Boden oder in Bodennähe empfehlenswert.
- Sie müssen sich reinigen lassen und dazu die Kaltwasseranschlussleitung an der tiefsten Stelle von unten angeschlossen und unmittelbar an dieser Leitung einen Ablaufhahnen für die Entleerung besitzen.
- Zur Vermeidung einer Stratifizierung sollte die Wiedereinführung des Zirkulationswassers im obersten Drittel erfolgen. Unter Umständen kann eine Zirkulationspumpe nützlich sein, die das Wasser im Speicher umwälzt.
- Materialseitig kommen für Warmwasserspeicher alle rostfreien Metalle und auch emaillierte Kessel in Betracht. Kunststoff-Beschichtung erscheint dann kritisch, wenn sie sich in Bereichen befindet, in der die Solltemperatur von 60°C nicht erreicht wird. Dagegen bestehen keine Bedenken gegen Kunststoff-beschichtete Systeme, wenn sie in einem Temperaturbereich gefahren werden, der ein Wachstum von Legionellen und anderen Mikroorganismen nicht mehr zulässt, also bei oder oberhalb von 60°C.
von Rolf Baumgartner, CTC Wärme AG, Zürich