5 Onderzoeksfase 1: vermeerdering van Legionella bij een

KWR 06.110
juli 2007
Invloed van de watertemperatuur
op het gedrag van Legionella in
een proefleidinginstallatie met
verschillende leidingmaterialen
KWR 06.110
juli 2007
Invloed van de watertemperatuur
op het gedrag van Legionella in
een proefleidinginstallatie met
verschillende leidingmaterialen
© 2007 Kiwa N.V.
Alle rechten voorbehouden.
Niets uit deze uitgave mag
worden verveelvoudigd,
opgeslagen in een
geautomatiseerd
gegevensbestand, of
openbaar gemaakt, in enige
vorm of op enige wijze, hetzij
elektronisch, mechanisch,
door fotokopieën, opnamen,
of enig andere manier, zonder
voorafgaande schriftelijke
toestemming van de uitgever.
Kiwa Water Research
Groningenhaven 7
Postbus 1072
3430 BB Nieuwegein
Tel. (030) 606 95 11
Fax (030) 606 11 65
www.kiwawaterresearch.eu
Colofon
Titel
Invloed van de watertemperatuur op het gedrag
van Legionella in een proefleidinginstallatie met
verschillende leidingmaterialen
Projectnummer
30.5127.100
Projectmanager
ir. W.J.M.K Senden
Opdrachtgever
Uneto VNI, Arnomij, Copper Benelux
Kwaliteitsborger
prof. dr. ir. D. van der Kooij
Auteurs
Ir. F.I.H.M. Oesterholt , H. R. Veenendaal en
prof. dr. ir. D. van der Kooij
Dit rapport is niet openbaar en slechts verstrekt aan de opdrachtgevers van het
Contractonderzoekproject/adviesproject. Eventuele verspreiding daarbuiten vindt alleen plaats
door de opdrachtgever zelf.
Samenvatting
In 2002 is in een proefleidinginstallatie de invloed van leidingmateriaal op de groei
van legionellabacteriën onderzocht (KWR-rapport 02.090 februari 2003). Hierbij zijn
leidingen van koper, roestvast staal (RVS) en cross-linked polyethyleen (PE-Xa) via
een huishoudelijk tappatroon doorstroomd met water van 37 °C, zodat ‘worst case’
condities zijn gecreëerd. Onder praktijkomstandigheden wordt deze temperatuur
vrijwel uitsluitend bereikt in mengwatersystemen. Onder druk van de oude en
huidige legionellawetgeving zijn in de praktijk inmiddels veel mengwatersystemen
gesaneerd, zodat de relevantie van deze conditie verder is afgenomen. In dat
opzicht is het van belang de verschillen die kunnen optreden tussen de genoemde
materialen ook te onderzoeken bij de thans gangbare temperaturen in koud- en
warmwatersystemen.
Als vervolg op het onderzoek uit 2002 is in een nieuw ontworpen en gebouwde
proefinstallatie onderzoek uitgevoerd naar de invloed van doorstromen van
leidingen van verschillende materialen (met een lengte van 15 meter ) met water
van verschillende temperaturen (25 °C, 37 °C, 55 °C en 60 °C) op de groei van
Legionella. De geselecteerde leidingmaterialen zijn: koper, roestvast staal (RVS),
gechloreerd PVC (PVC-C) en een materiaal op basis van cross-linked polyethyleen
(PEX). In de proefleidinginstallatie is huishoudelijk gebruik van water gesimuleerd
volgens NEN 5128 klasse 1 (basistappatroon met één douchetapping).
Het kweken van legionellabacteriën in de nieuwe proefleidinginstallatie kostte
vooral in de koperen leidingen opvallend veel tijd en moeite. De enting van de
koperen leidingen moest in alle opkweekfasen diverse malen worden herhaald.
Belangrijke oorzaak hiervoor was dat niet kon worden gecirculeerd over een
boilersysteem. Hierdoor kon – na een tapping – de optimale groeitemperatuur voor
Legionella van 37 °C niet worden gehandhaafd.
Tijdens het onderzoek is vastgesteld dat relatief kleine ‘dode’ leidingstukjes (3 tot 10
cm) in een leidingwatersysteem ter hoogte van het monsternamepunt
verantwoordelijk kunnen zijn voor een onjuist beeld van de concentratie
legionellabacteriën in het leidingwatersysteem. De dode leidingstukjes bevonden
zich rond de circulatiepomp die tijdens opkweekfasen werd gebruikt voor de
circulatie van water over beide onderzoeksleidingen van hetzelfde materiaal. Na de
opkweekfase werd de circulatiepomp uitgeschakeld en de afsluiters dichtgedraaid
waarbij de dode leidingstukjes ontstonden. Deze vaststelling maakte het
noodzakelijk om delen van het onderzoek te herhalen waarbij na een opkweekfase
consequent de dode leidingstukjes volledig werden verwijderd.
In algemene zin zijn er weinig verschillen waargenomen tussen de prestaties van de
verschillende materialen in dit onderzoek, met uitzondering van koper. De
legionellaconcentraties in de waterfase en in de biofilm waren bij koper tijdens het
gehele onderzoek lager dan bij de andere materialen, met uitzondering van de
onderzoeksfase bij 37 °C.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
-1-
juli 2007
Een mengwatertemperatuur van 25 °C in combinatie met een huishoudelijk
tappatroon (inclusief een douchetapping) hadden gedurende een periode van bijna
100 dagen nauwelijks invloed op de concentratie legionellabacteriën in de
waterfase. Bij RVS, PVC-C en PE-X kon de legionellabacterie zich onder deze
condities zowel in de biofilm als in de waterfase handhaven. Bij koper was aan het
eind van de onderzoeksperiode Legionella niet meer aantoonbaar (in de biofilm en in
de waterfase).
Een mengwatertemperatuur van 37 °C in combinatie met een huishoudelijk
tappatroon leidde – na een opkweekperiode - bij de verschillende materialen tot
een stabilisatie van de legionellaconcentraties in de waterfase tussen 1*104 en 1*105
kve/l.
Een mengwatertemperatuur van 55 °C in combinatie met een huishoudelijk
tappatroon leidde bij RVS, PVC-C en PE-X tot geen of slechts een zeer geringe
afdoding van legionellabacteriën in de waterfase (maximaal 0,57 log-verwijdering
in 18 dagen). In de koperen onderzoeksbuizen verdween onder deze
omstandigheden Legionella wel volledig. Een mengwatertemperatuur van 60 °C in
combinatie met een huishoudelijk tappatroon leidde bij RVS, PVC-C en PE-X ook
tot volledige desinfectie. De onderlinge verschillen tussen de materialen zijn hierbij
gering (2,8 logverwijdering in 6 dagen). De berekende logverwijderingen bij 55 °C
en 60 °C tonen aan dat de legionellabacteriën in de biofilm zich in de perioden
tussen de tappingen (gedeeltelijk) kunnen herstellen. De langste periode waarin niet
is getapt bedraagt 7 uur (nachtperiode). In totaal is er dagelijks 36 minuten getapt,
de langste tapping duurt 13,3 minuten (douchetapping).
Dit onderzoek toont de juistheid aan van de algemeen geformuleerde eis in NEN
1006 die stelt dat in een collectieve warmwaterinstallatie een temperatuur moet
worden bereikt aan de tappunten van ten minste 60 °C voor het bereiken van
voldoende thermische desinfectie in de leidingen van die installatie. Het type
leidingmateriaal maakt dan niet uit. Tegelijkertijd toont dit onderzoek aan dat de
vergelijkbare eis van 55 °C voor warm water in woninginstallaties – met
uitzondering van situaties waarbij koper wordt toegepast – waarschijnlijk leidt tot
onvoldoende thermische desinfectie.
Op grond van dit onderzoek wordt dan ook aanbevolen om de norm van 55 °C die
via NEN 1006 en het Bouwbesluit is geïntroduceerd voor woninginstallaties te
wijzigen naar 60 ºC.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
-2-
juli 2007
Inhoud
Samenvatting
1
Inhoud
3
1
Inleiding
7
1.1
Algemeen
7
1.2
Bevindingen uit eerder onderzoek
7
1.3
Doelstelling van dit onderzoek
8
2
Opzet onderzoek, analyses en testmethoden
9
2.1
Opzet onderzoek
9
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
Analysemethoden
Adenosinetrifosfaat
Legionella
Koloniegetal van heterotrofe bacteriën
Koper, ijzer en mangaan
Temperatuur en pH
9
9
10
11
11
11
2.3
2.3.1
2.3.2
Biomassaproductiepotentie (BPP) test
Principe en uitvoering
Groeibevordering van Legionella-bacteriën
11
11
12
2.4
2.4.1
2.4.2
2.4.3
Proefleidinginstallatie
Beschrijving van de installatie
Enten van de installatie
Wijze van bemonsteren
12
12
15
16
3
Biomassaproductie (BPP-test)
17
4
Vermeerdering van Legionella in de proefleidinginstallatie: opstartfase
19
4.1
Opstartfase: dag 0 - 113 (eerste opkweekfase)
19
4.2
Ontwikkeling ATP-gehalte en legionellaconcentratie tijdens de opstartfase
20
4.3
Samenvatting van de resultaten
22
5
Onderzoeksfase 1: vermeerdering van Legionella bij een watertemperatuur
van 37 °C
23
5.1
Onderzoeksfase 1: dag 114 - 298
23
5.2
Ontwikkeling ATP-gehalte en legionellaconcentratie tijdens de onderzoeksfase bij 37 °C
23
5.3
Effect van gebruik Loctite 638 en PVC-C lijm op de resultaten
26
5.4
Aanvullend onderzoek koperen leidingen
29
5.5
Samenvatting resultaten onderzoeksfase I
30
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
-3-
juli 2007
6
Onderzoeksfase 2: afdoding van Legionella bij een watertemperatuur van 55
en 60 °C
33
6.1
Onderzoeksfase 2: dag 299 - 351
33
6.2
Ontwikkeling ATP-gehalte en legionellaconcentratie tijdens de onderzoeksfase bij 37 °C
34
6.3
Aanvullend onderzoek effect dode leidingstukken rond circulatiepompen
35
6.4
Samenvatting resultaten onderzoeksfase 2
37
7
Vermeerdering van Legionella in de tweede opkweekfase
39
7.1
Tweede opkweekfase: dag 352 – 451
39
7.2
Ontwikkeling ATP-gehalte en legionellaconcentratie tijdens de tweede opkweekfase
39
7.3
Samenvatting van de resultaten
41
8
Onderzoeksfase 3: gedrag van Legionella bij een watertemperatuur van 25 °C
43
8.1
Onderzoeksfase 3: dag 452 – 556
43
8.2
Ontwikkeling ATP-gehalte en Legionella tijdens de onderzoeksfase bij 25 °C
43
8.3
Samenvatting onderzoeksresultaten onderzoeksfase 3
45
9
Vermeerdering van Legionella in de derde opkweekfase
47
9.1
Derde opkweekfase: dag 557 – 819
47
9.2
Ontwikkeling legionellaconcentratie tijdens de derde opkweekfase
48
9.3
Samenvatting onderzoeksresultaten derde opkweekfase
49
10
Onderzoeksfase 4: afdoding van Legionella bij een watertemperatuur van 55
en 60 °C
51
10.1
Onderzoeksfase 4: dag 820 - 941
51
10.2
Ontwikkeling legionellaconcentratie tijdens onderzoeksfase 4
51
10.3
Samenvatting onderzoeksresultaten vierde onderzoeksfase
53
11
Totaaloverzicht van de onderzoeksresultaten
55
12
Discussie
61
12.1
Algemene opmerking
61
12.2
Biomassaproductietest
61
12.3
Trage vermeerdering van legionellabacteriën in de opkweekfasen
61
12.4
Invloed van de materialen op de vorming van biomassa/biofilm
62
12.5
Invloed van de temperatuur
63
12.6
Vergelijking met eerder onderzoek
64
13
Conclusies
67
14
Literatuur
71
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
-4-
juli 2007
I
Bijlage: oorspronkelijk onderzoeks- en meetprogramma
73
II
Bijlage: overzicht analyseresultaten waterfase en biofilm
78
III
Bijlage: nader onderzoek bijdrage Loctite aan ATP-gehalte in water en biofilm
81
IV
Bijlage: thermal disinfection of Legionella in water
84
V
Bijlage: tappatroon C: Tapschema NEN 5128 klasse 1
86
VI
Bijlage: gemiddelde drinkwater-samenstelling PS Tull en ‘t Waal
88
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
-5-
juli 2007
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
-6-
juli 2007
1 Inleiding
1.1
Algemeen
Factoren die de vermeerdering van Legionella pneumophila in leidingwatersystemen
bevorderen zijn: (i) een watertemperatuur tussen 20 en 45 °C; (ii) aanwezigheid van
biofilm en sediment en (iii), onvoldoende doorstroming (stagnatie) van het water.
Biofilmvorming is het gevolg van de aanvoer van afbreekbare stoffen met het water
en kan worden versterkt door leidingmaterialen van kunststoffen die afbreekbare
verbindingen afgeven.
In Nederland zijn methoden ontwikkeld waarmee de mate van groeibevordering
van water en materialen in contact met water kan worden bepaald (Van der Kooij
en Veenendaal, 1993; 2001). Dit heeft geresulteerd in de biomassaproductiepotentie
(BPP)-test. De BPP-waarde van een materiaal is daarin gelijk aan de som van de
productie van biofilm op het materiaal (biofilmvormingspotentie, BVP) en van de
productie van gesuspendeerde biomassa (SPB). Deze parameters worden bepaald
cq. berekend per oppervlakte-eenheid van het betreffende materiaal. Het gehalte
adenosinetrifosfaat (ATP) wordt gebruikt als parameter voor het gehalte actieve
biomassa. Gebleken is dat de BPP-waarden van diverse materialen sterk
uiteenlopen (van ca. 100 pg ATP/cm2 voor hard PVC tot meer dan 10.000 pg
ATP/cm2 voor rubber en zacht PVC).
1.2
Bevindingen uit eerder onderzoek
In 2002 is in een proefleidinginstallatie de invloed van leidingmateriaal op de groei
van legionellabacteriën onderzocht (KWR-rapport 02.090 februari 2003). Hierbij zijn
leidingen van koper, roestvast staal (RVS) en cross-linked polyethyleen (PE-Xa) via
een huishoudelijk tappatroon doorstroomd met water van 37 °C. Uit de resultaten
van dit onderzoek bleek:
 Legionellabacteriën vermeerderen zich in leidingwater in boilers bij een
temperatuur van 37 °C en een gemiddelde verblijftijd van 0,5 dagen;
 Legionellabacteriën vermeerderen zich in leidingen van 5 meter lengte bij
doorstroming met warm (30 – 37 °C) leidingwater uit een boiler waarbij
huishoudelijk verbruik werd gesimuleerd;
 Het ATP-gehalte van het water uit de PEX-leidingen was (ook na 1,5 jaar) hoger
dan in het water uit de leidingen van RVS en koper. In de PEX-leidingen trad
een sterkere biofilmvorming op dan in de leidingen van koper en RVS;
 Het aantal legionellabacteriën in het water uit de koperen leidingen was circa
10X lager dan in het water uit de leidingen van RVS en PE-Xa. Legionellaaantallen in de biofilm waren het hoogst op PE-Xa en het laagste op koper.
Het onderzoek in 2002 is uitgevoerd bij 37 °C, de optimale groeitemperatuur voor
de legionellabacterie, zodat ‘worst case’ condities zijn gecreëerd. Onder
praktijkomstandigheden wordt deze temperatuur vrijwel uitsluitend bereikt in
mengwatersystemen. Onder druk van de oude en huidige legionellawetgeving zijn
in de praktijk inmiddels veel mengwatersystemen gesaneerd, zodat de relevantie
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
-7-
juli 2007
van deze conditie verder is afgenomen. In dat opzicht is het van belang de
verschillen die kunnen optreden tussen de genoemde materialen ook te
onderzoeken bij de thans gangbare temperaturen in koud- en warmwatersystemen.
1.3
Doelstelling van dit onderzoek
Na het onderzoek uit 2002 onder ‘worst case’-condities resteerde de vraag of het
materiaal dat wordt toegepast in een leidingwaterinstallatie inderdaad niet uitmaakt zolang
men zich houdt aan het thermische beheersconcept. Het thermische beheersconcept
houdt in dat de temperatuur van koud water op het tappunt altijd lager is dan 25 °C
terwijl voor warm water op het tappunt een temperatuur van ten minste 55 °C in
woninginstallaties en ten minste 60 °C in collectieve leidinginstallaties moet kunnen
worden bereikt.
Deze vraag - die niet was beantwoord in het onderzoek uit 2002 - is in dit
onderzoek als hypothese onderzocht.
Om deze hypothese te onderzoeken is in een nieuw ontworpen en gebouwde
proefinstallatie onderzoek uitgevoerd naar de invloed van doorstromen van
leidingen met een lengte van 15 meter met water van verschillende temperaturen
(25 °C, 37 °C, 55 °C en 60 °C) op de groei van Legionella. De geselecteerde
leidingmaterialen zijn: koper, roestvast staal (RVS), gechloreerd PVC (PVC-C) en
een materiaal op basis van cross-linked polyethyleen (PEX). In de
proefleidinginstallatie is huishoudelijk gebruik van water gesimuleerd.
De doelstellingen van het onderzoek zijn:
- Bepalen van de verschillen in biofilmvorming, groei en handhaving van
Legionella tussen de materialen bij doorstroming van de leidingen met water van
25 °C conform huishoudelijk verbruik;
- Bepalen van de verschillen in biofilmvorming, groei en handhaving van
Legionella tussen de materialen bij doorstroming van de leidingen met water van
37 °C conform huishoudelijk verbruik;
- Bepalen van de verschillen in effect van doorstroming met heet water van 55 °C
en eventueel 60 °C conform huishoudelijk gebruik op het aantal
legionellabacteriën in de biofilm en in de waterfase.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
-8-
juli 2007
2 Opzet onderzoek, analyses en testmethoden
2.1 Opzet onderzoek
Het onderzoek omvatte de volgende aspecten:
- selectie van de leidingmaterialen in overleg met de opdrachtgevers;
- bepalen van de groeibevorderende eigenschappen van deze materialen in de
BPP-test, waarbij tevens de groei van Legionella wordt gemeten;
- ontwerp en constructie van een proefleidinginstallatie;
- opstarten van de installatie, waarbij legionellabacteriën aan het leidingwater
worden toegevoegd;
- bepalen van de invloed van doorstromen van de leidingen met een
huishoudelijk tappatroon bij verschillende temperaturen (25 °C, 37 °C en 55 °C)
op het gedrag (overleving, groei) van legionellabacteriën;
- bepalen van de biofilmvorming en de aanwezigheid van Legionella in de biofilm
op de diverse leidingmaterialen.
De leidingmaterialen die voor het onderzoek werden geselecteerd zijn
gespecificeerd in tabel 1. Het betreft dezelfde materialen als toegepast in het
onderzoek van 2002 waaraan PVC-C is toegevoegd als vierde materiaal.
tabel 1 :In het onderzoek toegepaste leidingmaterialen
Materiaal
Specificatie
Roestvast staal (RVS)
Koper
Polyethyleen, cross-linked (PEX)
PVC-C
RVS 316, naadloos
Halfhard, geoxideerd
Peroxide crosslinkage, externe coating
nagechloreerd PVC (gehard PVC)
Diameter (mm)
Buiten
18,0
15,0
16,4
16,0
Binnen
16,0
13,0
12,0
14,2
Uit het overzicht in tabel 1 blijkt dat voor de materialen verschillende
binnendiameters zijn gehanteerd. Omdat in dit onderzoek is uitgegaan van
dezelfde volumestroom door de leidingen, betekent dit dat de snelheid van de
waterstroom in de leidingen per materiaal zal variëren. Dat geldt echter in het
bijzonder voor de snelheid van de bulk van het water en minder voor de snelheid
langs de leidingwand. (Daar bevindt zich een min of meer stagnante laag). Op
grond hiervan is de verwachting dat het verschil in diameter van de leidingen
nauwelijks aanleiding zal geven tot verschillen in de ontwikkeling van de biofilm.
2.2 Analysemethoden
2.2.1 Adenosinetrifosfaat
Adenosinetrifosfaat (ATP) is een energierijke verbinding die aanwezig is in levende
biomassa. ATP wordt uit de biomassa geëxtraheerd. Na toevoeging van reagentia,
waaronder luciferine en luciferase wordt licht geproduceerd dat gemeten wordt
met een fotometer. Bij deze uitvoering wordt gebruik gemaakt van een
luminometer (Celcis Advance). De lichtproductie, die wordt gemeten als Relatieve
Lichteenheden (RLE) is rechtevenredig met de ATP-concentratie. De relatie tussen
RLE en ATP-concentratie is vastgesteld met behulp van oplossingen met een
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
-9-
juli 2007
bekende ATP-concentratie. De detectiegrens van de bepaling is ca 1 ng/l in water.
Bij de uitvoering van de analyse worden blanco’s en standaarden geanalyseerd ter
controle van de procedure.
Het ATP-gehalte van het koude drinkwater op het Kiwa-laboratorium bedraagt
ongeveer 5,1  0,7 ng/l. Dit getal geldt als referentiekader voor ATP-bepalingen in
water afkomstig uit de proefleidinginstallatie.
Bij onderzoek van biomassa (biofilm) op materialen wordt de biomassa van het
betreffende materiaal losgemaakt met behulp van ultrasone trillingen. Hiertoe
wordt een representatief monster van het te onderzoeken materiaal in steriel water
geplaatst in een waterbad en vervolgens meerdere malen gedurende 2 minuten
blootgesteld aan ultrasone trillingen. Bij onderzoek van leidingsegmenten wordt de
biomassa een oppervlakte van ca 10 cm2 verzameld met behulp van steriele droge
swabs. Deze swabs worden vervolgens geplaatst in steriel leidingwater, waarna
gedurende 2 minuten een ultrasone trilling wordt toegepast. Deze behandeling
wordt twee maal herhaald met vers water. Na samenvoegen van de verkregen
suspensies wordt het ATP-gehalte bepaald en kan het ATP-gehalte van de biofilm
worden berekend.
2.2.2 Legionella
Het aantal legionellabacteriën in water is bepaald conform NEN 6265 (1991). Hierbij
wordt 500 ml van het te onderzoek water gefiltreerd over een membraanfilter.
Vervolgens wordt het membraanfilter met bacteriën geplaatst in 5 ml steriel water
met glasparels en wordt gedurende 2 minuten een ultrasone behandeling toegepast
in een waterbad. Na deze behandeling wordt het water gedurende 30 minuten in
een waterbad van 50°C geplaatst. Na koeling worden volumina van 0,1 ml
(eventueel na decimale verdunningen) uitgespateld over platen van Buffered
Charcoal Yeast Extract (BCYE) agar met en zonder antibiotica. Indien hoge
concentraties Legionella worden verwacht wordt (ook) direct uitgespateld op een
agar-plaat. Na 7 dagen incubatie bij 37ºC worden de typische kolonies geteld en
wordt het aantal kolonievormende eenheden (kve) van Legionella bacteriën in het
onderzochte water berekend. De detectiegrens van de methode is afhankelijk van
de gevolgde werkwijze en bedraagt 50 kve/l bij toepassen van filtratie en 1000
kve/l bij direct uitspatelen van 0,1 ml.
Voor de bepaling van het aantal legionellabacteriën in de biofilm op de materialen
is de biomassa van het betreffende materiaal losgemaakt door middel van ultrasone
trilling zoals beschreven onder 2.2.1. Vervolgens zijn na hittebehandeling (30
minuten bij 50°C) volumina van 0,1 ml (eventueel na decimaal verdunnen in steriel
leidingwater) uitgespateld op het BCYE-medium. De detectiegrens van de bepaling
is afhankelijk van het oppervlak van het onderzochte materiaal. Bij het onderzoek
van leidingsegmenten is de biomassa op de binnenwand van stukjes leiding
verzameld met behulp van steriele wattenstokjes (‘swabs’). Meerdere swabs
werden gebruik totdat het oppervlak geheel schoon was. De swabs werden direct in
steriel leidingwater geplaatst, waarna d.m.v. ultrasone trillingen de biomassa van
de swabs werd losgemaakt.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 10 -
juli 2007
2.2.3 Koloniegetal van heterotrofe bacteriën
Het koloniegetal van heterotrofe bacteriën in water is bepaald conform NEN 6276.
Hierbij wordt in drievoud van 0,05 ml van het betreffende water en van een of meer
decimale verdunningen in steriel leidingwater uitgespateld op het R2A-medium.
Dit medium bevat een relatief lage concentratie aan afbreekbare verbindingen en in
combinatie met een lange incubatietijd (10 dagen) wordt een relatief hoge opbrengst
verkregen. Deze opbrengst is echter veelal slechts een fractie van het totale aantal
levende bacteriën. Voor de bepaling van het koloniegetal van heterotrofe bacteriën
in de biofilm op de materialen wordt gebruik gemaakt van de suspensie die is
verkregen na ultrasone behandeling van de materialen (zie onder 2.2.1).
2.2.4 Koper, ijzer en mangaan
De analyses van deze metalen in water zijn uitgevoerd conform de betreffende
normvoorschriften. Voor de bepaling van de concentraties van deze metalen in de
biofilm is gebruik gemaakt van suspensies verkregen door ultrasone behandeling
van de materialen.
2.2.5 Temperatuur en pH
De temperatuur van het water is bepaald met behulp van een elektronische
thermometer (± 0, 2°C). De bepaling van de pH van het water is uitgevoerd met een
gejusteerde pH-meter conform NEN 6411.
2.3 Biomassaproductiepotentie (BPP) test
2.3.1 Principe en uitvoering
In de BPP-test wordt de vorming van biomassa gemeten op het te testen materiaal
en in water dat vrijwel geen afbreekbare verbindingen bevat (‘biologisch stabiel’).
De groei wordt gemeten met behulp van periodieke analyses van de concentraties
van ATP op het materiaal en in het water. Naast de te testen materialen wordt de
groei gemeten van micro-organismen in het leidingwater zonder materiaal, in
leidingwater met glas (negatieve controle) en in leidingwater met siliconenrubber
(positieve controle). Daar PEX lichter is dan water zijn RVS-ringetjes gebruikt om
dit materiaal te verzwaren. De mate van groeibevordering van dit RVS-materiaal
(RVSc) is apart getest. Van de geselecteerde materialen zijn stukjes (ringen)
gemaakt. Deze ringetjes zijn vervolgens gedurende 1 uur gespoeld in koud
stromend drinkwater. De glazen ringen en de stalen ringetjes (RVSc) die dienden
voor de verzwaring van de materialen zijn gereinigd door ze gedurende 4 uur te
verhitten bij 550 °C.
De werkwijze voor de BPP-bepaling is als volgt:
- Representatieve monsters (3 stukjes met een totaal oppervlak van circa 150 cm2)
van het te onderzoeken materiaal zijn toegevoegd aan 600 ml drinkwater in
grondig schoongemaakte Erlenmeyer kolven (volume 1 liter) voorzien van een
glazen stop. Per materiaal worden twee kolven gebruikt (duplo);
- Aan het water zijn voor de groei essentiële voedingszouten toegevoegd
(kaliumnitraat en kaliumdiwaterstoffosfaat) en ook 5 ml gefiltreerd (1,2 µm)
rivierwater (Lekkanaal) om een breed scala aan micro-organismen te verkrijgen.
- Vervolgens zijn de kolven in het donker geïncubeerd bij 30 ±1 °C gedurende een
periode van 16 weken. De eerste 3 weken is geen verversing toegepast. Na een
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 11 -
juli 2007
-
-
periode van 3 weken zijn de kolven 1 keer per week ververst en zijn er zouten
toegevoegd.
Na 8, 12 en 16 weken zijn monsters genomen van de materialen en van het
water uit de beide kolven, waarna onderzoek op biomassa (ATP-bepaling) en
Legionella is uitgevoerd. Na de uitname van het materiaal is tevens een volume
van 50 ml uit de kolf verwijderd, zodat een constante oppervlakte/volumeverhouding wordt gehandhaafd;
De concentratie van biomassa op het materiaal (biofilm) en in het water is
bepaald met behulp van metingen van adenosinetrifosfaat (ATP) (zie 2.2.1);
De biofilmvormingspotentie (BVP) van een materiaal (in pg ATP/cm2) is
gedefinieerd als de gemiddelde biomassaconcentratie op het materiaal na 8, 12
en 16 weken incubatie. De gesuspendeerde biomassaconcentratie (SBC) in het
water (in pg ATP/ml) is gedefinieerd als de gemiddelde biomassa na 8, 12 en 16
weken incubatie. De biomassaproductiepotentie (BPP) is berekend uit de BVPen SBC-concentraties.
2.3.2 Groeibevordering van Legionella-bacteriën
Ter bepaling van de invloed van de materialen op de groei van Legionella-bacteriën
werden de kolven met de materialen geënt met Legionella pneumophila en andere
micro-organismen gekweekt in aanwezigheid van siliconenrubber. Als gevolg van
deze begin-ent was het aantal Legionella-bacteriën in het water in de kolven op dag 0
ongeveer 100 kve/ml. De groei van Legionella is bepaald door meting van het aantal
Legionella-bacteriën op het materiaal (kve/cm2) en in het water (kve/ml). De
Legionella groeipotentie (LegGP, kve per cm2) is berekend op basis van de metingen
uitgevoerd op dagnummers 56, 84 en 112.
2.4
2.4.1
Proefleidinginstallatie
Beschrijving van de installatie
In figuur 1 is de proefleidinginstallatie schematisch weergegeven. figuur 2 toont
twee foto’s van de installatie.
De proefleidinginstallatie is gevoed met drinkwater afkomstig van PS Tull en ’t
Waal. De gemiddelde samenstelling van het reinwater van dit pompstation is
weergegeven in bijlage VI. Aanvoer van het drinkwater naar de onderzoekslocatie
vond plaats via een waterleiding van hard PVC (PVC-u; ø 20 mm). Dergelijk
materiaal draagt vrijwel niet bij aan biofilmvorming [Veenendaal en Van der Kooij,
1999]. De boilers hebben een inhoud van elk 80 liter en een binnenwerk van staal
met emaillen coating. Gedurende het hele onderzoek is een boilertemperatuur van
70 °C gehandhaafd. De boiler is gevoed vanuit de centrale PVC-leiding. Verder is al
het leidingwerk rond de boiler uitgevoerd in hetzelfde leidingmateriaal als de
onderzoeksbuizen in de nageschakelde installatie. Daarnaast zijn voor elk materiaal
de appendages gebruikt die ook in de praktijk worden toegepast. Achter de boiler
bevindt zich een mengventiel met een instelbereik van 20 tot 70 °C en een
instelnauwkeurigheid van  1 °C. Het mengventiel is gevoed met koud drinkwater
en met water van 70 °C uit de boiler. Vervolgens is het mengwater verdeeld over
twee duplo onderzoeksbuizen met elk een lengte van 15 meter. Om warmteverlies
in de leidingen te voorkomen zijn zowel alle toevoerleidingen als de
onderzoeksbuizen voorzien van isolatiemateriaal. In de laatste anderhalve meter
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 12 -
juli 2007
van elke onderzoeksbuis is een aantal uitneembare leidingsegmenten aangebracht
die voor onderzoek aan de biofilm uitgenomen kunnen worden. Na deze
leidingsegmenten bevindt zich een koppelstuk met afsluiter waarmee de twee
buizen van hetzelfde materiaal (tijdelijk) kunnen worden gekoppeld via een pomp.
Op die manier kan tijdens de opstart/opkweek van de installatie water continu
worden gecirculeerd over beide leidingen zodat de opbouw en verdeling van de
biofilm gelijkmatig verloopt. In de eerste onderzoeksfasen is volstaan met het
stopzetten van de pomp en het dichtdraaien van de afsluiters rond de pomp. Toen
bleek dat de dode leidingstukjes die zo ontstonden (koppelstuk tussen afsluiter en
aansluitpunt op de onderzoeksbuizen) de onderzoeksresultaten negatief
beïnvloedden, is er toe overgegaan om de pomp en koppelstukken tot op de
onderzoeksbuizen volledig te verwijderen.
Vervolgens bevindt zich aan het einde van elke onderzoeksbuis een
monsternamepunt, een luchtgestuurde klep en een flowmeter. De luchtgestuurde
klep is normaal gesloten en opent zich voor een tapping. De klep wordt
aangestuurd door een computerprogramma op basis van een daarin opgenomen
tappatroon.
Tijdens het onderzoek zijn drie verschillende tappatronen gebruikt:
Tappatroon A is toegepast direct na oplevering van de installatie en had tot doel de
installatie intensief te spoelen met koud leidingwater. Het tappatroon bestaat uit
een doorlopende cyclus waarbij alle buizen na elkaar 13 minuten worden getapt
met een waterhoeveelheid van 200 liter/uur (totale periode 2 maanden);
Tappatroon B is toegepast in de opstartperiode en tussentijdse opkweekperiodes
waarbij er biofilm en Legionella is gekweekt in de leidingen en waarbij de
circulatiepompjes in bedrijf zijn. Bij dit tappatroon wordt uit alle leidingen eens per
uur 1 liter water getapt met een volumestroom van 3,5 liter/minuut.
Tappatroon C is toegepast tijdens de onderzoeksfasen. Hierbij is getapt volgens het
tapschema uit NEN 5128 klasse 1 (basis tappatroon + 1 douchetapping in de avond
van 46,7 liter) met een tapdebiet van 3,5 liter/minuut. De totale getapte
waterhoeveelheid per leiding bedraagt dan 128 liter/dag.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 13 -
juli 2007
Boiler
Mengventiel
leidingmaterialen
4 4leidingmaterialen
70 °C
positie uitneembare
leidingstukjes
70 °C
25 °C
37 °C
55 °C
60 ºC
70 °C
positie dode leidingstukjes bij aansluiting
70 °C
15 m
figuur 1. Schematische weergave van de proefleidinginstallatie
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 14 -
juli 2007
figuur 2 De proefleidinginstallatie zoals gebruikt in dit onderzoek. Bovenste foto geeft een
totaaloverzicht van de installatie met rechtsboven de vier boilers. In het midden van de foto
zijn de verticaal opgestelde tappunten zichtbaar met daarin opgenomen een monsterpunt,
een luchtgestuurde klep en een flowmeter. Op de onderste foto zijn de 4 toevoerleidingen
zichtbaar die zich vervolgens opsplitsen in 4 * 2 leidingen. Op deze foto’s zijn de leidingen
nog niet geïsoleerd.
2.4.2
Enten van de installatie
De installatie is voor het eerst op 3 mei 2004 (dag 0) geënt door per set van twee
leidingen een stukje zacht PVC-leiding te plaatsen ter plekke van de uitneembare
leidingsegmenten. De stukjes PVC zijn afkomstig uit een entfles en bevatten biofilm
met een hoge concentratie legionellabacteriën (concentratieniveau in de orde van
grootte van 1*104 kve/cm2). Na enkele weken zijn deze entstukjes weer uit de
installatie verwijderd.
Omdat er nog geen sprake was van groei in de verschillende leidingsystemen is op
28 mei 2004 is de installatie opnieuw geënt. Dit keer is water met hoge concentraties
Legionella afkomstig uit een andere proefleidinginstallatie rechtstreeks in de
leidingen gegoten (ongeveer 10 – 20 ml, exacte concentratie is niet bekend).
In verband met de geringe groei van Legionella in de vier leidingsystemen is op 10
juni 2006 per set van leidingen opnieuw een stukje zacht PVC geplaatst. Na enkele
weken zijn deze PVC-stukjes uit het systeem verwijderd. Deze enting resulteerde in
groei van Legionella in alle leidingwatersystemen met uitzondering van de koperen
leidingen. In het koperen leidingsysteem is op 27 juli 2004 opnieuw geënt met een
hoeveelheid water met legionellabacteriën afkomstig uit een andere
proefleidinginstallatie. Er is gekozen voor deze wijze van enten omdat de
legionellabacteriën die daarmee in het systeem worden gebracht beter zijn
aangepast aan de condities in een leidingnetsysteem. Deze enting bleek uiteindelijk
wel succesvol want in augustus 2004 werden in alle leidingsystemen
legionellabacteriën aangetroffen.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 15 -
juli 2007
2.4.3
Wijze van bemonsteren
Het te onderzoeken water is aan het uiteinde van een onderzoeksbuis via het RVSmonsternamepunt opgevangen in een steriele monsterfles. Hiertoe is de
onderzoeksleiding met behulp van het sturingsprogramma handmatig op tappen
gezet. Na enkele seconden de onderzoeksleiding doorstromen is het monsterpunt
geopend en het monster genomen.
Tot de tweede opkweekfase (dag 353) van het onderzoek is bemonsterd zonder
flamberen van het monsterpunt. Op grond van de ervaringen tijdens de tweede
onderzoeksfase waarbij nalevering werd vastgesteld vanuit dode leidingstukjes (zie
paragraaf 6.3) is besloten vanaf dag 353 het monsterpunt wel te flamberen
voorafgaand aan de bemonstering.
Voor het uitvoeren van biofilmanalyses van de verschillende leidingmaterialen zijn
delen uit de leiding genomen na stopzetten van het tapprogramma en afsluiten van
de waterdruk op de betreffende leidingen. Na verwijderen van de biofilm op het lab
zijn de leidingdelen teruggeplaatst.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 16 -
juli 2007
3 Biomassaproductie (BPP-test)
In Tabel 2 zijn de resultaten weergegeven van de BPP-test. In de test zijn glas en
PVC-P meegenomen als negatieve respectievelijk positieve controle.
Tabel 2. Resultaten van de BPP-test
BPP
pg
materiaal ATP/cm2
PE-Xa
520
PVC-C
260
RVS
150
koper
410
glas
120
PVC-P
12.000
1
sd1
90
70
40
90
40
9.000
BVP
pg
ATP/cm2
390
170
61
350
39
8.200
sd
70
30
12
100
4
7.500
SBC
pg
ATP/cm2
130
90
89
60
81
3.800
sd
40
45
24
24
35
1.740
sd = standaard deviatie
Van de in de proefleidinginstallatie toegepaste materialen zijn de hoogste BPPwaarden waargenomen bij PE-Xa en koper. De relatief hoge BPP-waarde van koper
is vermoedelijk het gevolg van de aanwezigheid van een laagje olie of vet op (de
buitenkant van) het materiaal, omdat koper zelf geen groei kan bevorderen. De
resultaten zijn, inclusief de constatering voor koper, vergelijkbaar met die van de
BPP-test uit het onderzoek met de proefleidinginstallatie in 2002 (KWR 02.090;
2003).
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 17 -
juli 2007
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 18 -
juli 2007
4 Vermeerdering van Legionella in de
proefleidinginstallatie: opstartfase
4.1
Opstartfase: dag 0 - 113 (eerste opkweekfase)
Doel van de opstartfase was het op gang brengen van het proces van
biofilmvorming in de onderzoeksbuizen en het bevorderen van de groei van
Legionella door het toepassen van enten (eerste opkweekfase). Hiertoe is water
aangeboden met een temperatuur van 40 °C volgens een tappatroon waarbij elk uur
per set leidingen twee liter water is ververst.
Tijdens de gehele opstartfase zijn de leidingen (van hetzelfde materiaal) in elke set
via de circulatiepomp met elkaar gekoppeld geweest. De circulatiepomp zorgt voor
circulatie van het water over beide leidingen. De circulatie loopt niet via de boiler
zodat regelmatig moet worden ververst met water van 40 °C om de temperatuur in
de leidingen op een voor Legionella gunstig niveau te houden. Hiervoor is gebruik
gemaakt van tappatroon B waarbij elk uur 1 liter water wordt ververst met een
tapdebiet van 3,5 liter/minuut. Na een tapping bereikt het water in de leidingen
kortstondig een (relatief lage) temperatuur van ongeveer 30 °C en daalt vervolgens
langzaam naar kamertemperatuur (ongeveer 22 °C).
De installatie moest enkele keren worden geënt met legionellabacteriën (via een
biofilm door stukjes PVC-P te plaatsen of direct door het ingieten van water met
legionellabacteriën) om uiteindelijk in alle leidingen een voldoende
concentratieniveau te krijgen om het onderzoek te starten (zie ook 2.4.2). De
hoeveelheid water die voor het enten is gebruikt, is gering ten opzichte van de
dagelijkse verversing en heeft geen invloed op het biofilmvormingsproces in de
leidingen. Ook het stukje PVC-P dat als ent in de leidingen is geplaatst heeft
verhoudingsgewijs een zodanig klein oppervlak dat het geen invloed zal hebben op
de biofilmvorming in de leidingen.
Enkele malen zijn de circulatie over de leidingsystemen en het tappatroon
uitgeschakeld in een poging om door stilstand de groei van Legionella te stimuleren.
tabel 3: Activiteiten en bedrijfsvoering van de proefleidinginstallatie tijdens de
opstartperiode (dag 0 tot 113)
Dag
0
Datum
3 mei 2004
25
38
39
42
44
46
60
28 mei 2004
10 juni 2004
11 juni 2004
14 juni 2004
16 juni 2004
18 juni 2004
2 juni 2004
Activiteit
Opstarten installatie met circulatie over de leidingen en
verversing via tappatroon B.
Enten van elke set leidingen met een stukje PVC-P
dosering legionellabacteriën per leidingset
Enten van elke set leidingen met een stukje PVC-P
Circulatiepompen en tappatroon uitgeschakeld
Circulatiepompen en tappatroon ingeschakeld
Circulatiepompen en tappatroon uitgeschakeld
Circulatiepompen en tappatroon ingeschakeld
Circulatiepompen uitgeschakeld, tappatroon
gehandhaafd
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 19 -
juli 2007
85
27 juli 2004
87
108
113
29 juli 2004
19 augustus 2004
24 augustus 2004
Dosering legionellabacteriën aan set koperen leidingen
Circulatiepompen koperen leidingen gedurende 2,5 uur
ingeschakeld, daarna uitgeschakeld. Tappatroon
uitgeschakeld.
Circulatiepompen en tappatroon ingeschakeld
Legionella aangetroffen in alle leidingsets
Start onderzoeksfase bij 37 °C
Na 38 dagen is voor de eerste maal Legionella aangetroffen in het water in de PVC-C
leiding. Na 58 dagen is Legionella aangetroffen in alle leidingen met uitzondering
van koper. En pas na 108 dagen is ten slotte ook in de koperen leidingen Legionella
aangetroffen, nadat voor deze set leidingen nogmaals een extra ent was toegevoerd.
In tabel 3 is een overzicht gegeven van de belangrijkste activiteiten en de
bedrijfsvoering van de proefleidinginstallatie tijdens de opstartperiode.
Ontwikkeling ATP-gehalte en legionellaconcentratie tijdens de opstartfase
Tijdens de opstartfase was er sprake van relatief hoge ATP-gehaltes in het water (≥
10 ng/l; referentie koud drinkwater is 5,1  0,7 ng/l). De ATP-gehaltes in het water
bij PEX en PVC-C waren hoger dan die bij RVS en koper. In de eerste 100 dagen
trad er een daling in van het ATP-gehalte in alle leidingen. Daarna bleef het gehalte
min of meer constant rond de 10 ng/l (zie figuur 3).
100
ATP-gehalte in ng/l
4.2
10
PEX
PVC-C
RVS
Cu
Cu
1
0
20
40
60
80
100
120
Tijd (dagen)
figuur 3 ATP-gehalte van het water in de opstartperiode met recirculatie (de pijltjes op de xas geven aan wanneer de onderzoeksbuizen zijn geënt; geen nadere specificatie betekent dat
alle onderzoeksbuizen zijn geënt).
Uit het verloop van de legionellaconcentraties in de opstartfase (zie figuur 4) blijkt
dat het moeite heeft gekost om in de verschillende leidingen Legionella op te
kweken. Alleen bij PVC-C kon al tijdens de eerste monsterneming Legionella worden
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 20 -
juli 2007
aangetroffen. In de set koperen leidingen moest op dag 85 een keer extra worden
geënt nadat de eerder aangetroffen legionellabacteriën in deze leidingen weer
waren verdwenen. Uiteindelijk resulteerde dit in aanzienlijke hoeveelheden
Legionella aan het eind van de opkweekperiode.
Bij de materialen koper en RVS zijn aan het eind van de opkweekfase de laagste
legionellaconcentraties gemeten in de waterfase. Bij de beide kunststoffen zijn de
hoogste concentraties gemeten (factor 10 tot 100 hoger dan bij beide metalen).
Opvallend daarbij zijn de relatief hoge legionellaconcentraties voor PVC-C.
1,E+07
PVC-C
PEX
RVS
Cu
Legionella-gehalte in kve/l
1,E+06
1,E+05
1,E+04
1,E+03
1,E+02
1,E+01
Cu
1,E+00
0
20
40
60
80
100
120
Tijd (dagen)
figuur 4 Verloop van de legionellaconcentratie tijdens de opstartfase met recirculatie
Op dag 112 zijn leidingsegmenten uitgenomen voor het vaststellen van de
biofilmvorming. De concentratie van actieve biomassa op de wand van de
leidingsegmenten is gemeten met behulp van de ATP-bepaling. Tevens is het
koloniegetal van heterotrofe bacteriën in de biofilm bepaald, evenals het aantal
kweekbare legionellabacteriën. Bovendien zijn de gehaltes aan koper, ijzer en
mangaan gemeten (tabel 4).
tabel 4 Overzicht van de (microbiologische) samenstelling van de biofilm in de uitgenomen
segmenten aan het eind van de opstartfase
dag 112
ATP
materiaal
PE-Xa
PVC-C
RVS
koper
pg/cm2
643
520
181
168
Legionella Cu-totaal MnKG
Fe-totaal
(R2A)
totaal
kve/cm2 kve/cm2 mg/m2
mg/m2
mg/m2
6
1,0*10
8.900
19
0,7
88
3,5*105
12.800
6,7
1,2
80
5
1,1*10
345
7,2
1,0
88
5
1,3*10
2,4
720
0,5
47
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 21 -
juli 2007
Wat opvalt is dat de volgorde van de verschillende materialen voor de concentratie
van Legionella in de biofilm correspondeert met die in de waterfase aan het einde
van de opstartfase (PVC-C het hoogst, Cu de laagste waarden).
Ten opzichte van de statische BPP-test (Tabel 2) is er voor alle materialen – met
uitzondering van koper – sprake van een grotere hoeveelheid biomassa op het
materiaaloppervlak. Het verschil kan worden verklaard door het feit dat in
tegenstelling tot de statische condities in de BPP-test, de inhoud van de
proefleidinginstallatie wordt ververst waardoor er met enige regelmaat aanvoer is
van afbreekbare stoffen via het water.
De lagere hoeveelheid biomassa bij koper in deze opstartfase ten opzichte van de
BPP-test kan worden verklaard door het feit dat de biomassahoeveelheid in de BPPtest voor een deel is toegeschreven aan een laagje olie of vet aan de buitenkant van
het materiaal (zie hoofdstuk 3). De aanwezigheid van een dergelijk laagje olie of vet
op de buitenzijde van de leiding speelt uiteraard in de proefleidinginstallatie geen
rol.
4.3
Samenvatting van de resultaten
-
-
-
-
In de opstartfase waarbij water is gerecirculeerd over de set van leidingen van
hetzelfde materiaal en waarbij elk uur 1 liter water per leiding is ververst, is er
na relatief hoge ATP-concentraties in het water bij de start sprake van een
stabilisatie rond een waarde van 10 ng/l.
De ATP-concentraties in het water uit beide kunststofleidingen lag tijdens de
hele opstartperiode hoger dan de waarden in het water uit de koperen en RVSleidingen. In het laatste geval zijn de ATP-concentraties in het water lager dan
10 ng/l, wat als laag mag worden beschouwd.
Het kostte veel moeite en tijd om Legionella op te kweken in alle sets van
leidingen. Bij de koperen en RVS-leidingen duurde het 50 dagen voordat
Legionella kon worden gemeten. De koperen leidingen werden een extra keer
geënt.
Het aantal legionellabacteriën in het water bereikte tijdens recirculatie en
verversing van 1 liter per leiding per uur maximumwaarden van 4*103 (Cu),
6*104 (RVS) tot 1*106 (PE-X, PVC-C) per liter.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 22 -
juli 2007
5 Onderzoeksfase 1: vermeerdering van
Legionella bij een watertemperatuur van 37 °C
5.1
Onderzoeksfase 1: dag 114 - 298
Doel van onderzoeksfase 1 was het volgen van de vermeerdering van Legionella in
de waterfase en de biofilm van de proefleidinginstallatie onder worst-case
omstandigheden waarbij water met een temperatuur van 40 °C is aangeboden
volgens een huishoudelijk tappatroon.
Bij de start van de onderzoeksfase zijn de circulatiepompen stopgezet en de
afsluiters rond de circulatiepompen dichtgezet. Verder is met het thermostatisch
mengtoestel een mengtemperatuur ingesteld van 40  2 °C resulterend in een
temperatuur bij de uitstroompunten van de diverse leidingen van 37 2 °C. Deze
temperatuur is gerealiseerd door koud water met een temperatuur lager dan 20 °C
en heet water uit de boilers met een temperatuur van 70 °C met elkaar te mengen.
Ten slotte is tappatroon C ingesteld (huishoudelijk tappatroon met douchetapping,
totaal 128 liter/dag, tapsnelheid 3,5 liter/minuut).
tabel 5: Activiteiten en bedrijfsvoering van de proefleidinginstallatie tijdens de eerste
onderzoeksperiode (dag 114 - 298)
Dag
113
115
119
Datum
24 augustus 2004
26 augustus 2004
30 augustus 2004
193
12 november 2004
195
197
261
14 november 2004
17 november 2004
19 januari 2005
298
25 februari 2005
Activiteit
Start onderzoeksfase bij 37 °C
Verwijderen van alle entstukjes uit de leidingen
Controlemetingen uitgevoerd voor het tapdebiet. Voor 2
leidingen is de flow bijgeregeld.
installatie voor weekend uitgeschakeld in verband met
werkzaamheden aan leidingsysteem bij Kiwa
Installatie weer ingeschakeld
Frequentie van monitoring is opgevoerd.
Laatste bemonstering. Hierbij is ook de leidinginhoud
bemonsterd. Na de reguliere monstername is de totale
leidinginhoud opgevangen die via het tappunt
uitstroomt (ongeveer 2,5 liter)
Start onderzoeksfase 2 bij 55 °C
In tabel 5 is een overzicht gegeven van de belangrijkste activiteiten en de
bedrijfsvoering in deze onderzoeksperiode.
5.2
Ontwikkeling ATP-gehalte en legionellaconcentratie tijdens de onderzoeksfase bij 37
°C
In de eerste onderzoeksfase is er voor alle leidingmaterialen sprake van een
geleidelijke daling van het ATP-gehalte in het water tot een waarde onder de 10
ng/l (zie figuur 5). Dit wijst op een stabilisatie van de biofilm. Opvallend hierbij is
dat gedurende vrijwel de gehele periode de gemeten ATP-gehaltes voor koper het
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 23 -
juli 2007
hoogst zijn. Door berekeningen is aangetoond dat de bijdrage van het in de
installatie toegepaste Loctite 638 aan het ATP in de waterfase relatief gering is (zie
paragraaf 5.3). Het meest waarschijnlijk is dat de relatief hoge ATP-waardes bij
koper het gevolg zijn van de aanwezigheid van de dode leidingstukjes die ontstaan
na het uitschakelen van de circulatiepomp en het dichtzetten van de afsluiters rond
de pomp. Bij het tappen van een watermonster komt er water uit de dode
leidingstukjes terecht in de monsternamefles, zodat het monster niet meer
representatief is voor de waterkwaliteit in de doorstroomde leiding. Overigens
heeft dit ook de resultaten van de metingen aan de andere leidingmaterialen
beïnvloed(zie paragraaf 6.3).
100
ATP-gehalte in ng/l
PEX
PVC-C
RVS
Cu
10
1
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
Tijd (dagen)
figuur 5 ATP-gehalte van het water in de eerste onderzoeksperiode bij 37 °C.
Na de moeizame opstartfase is er in de eerste onderzoeksfase sprake van een
constante stijging van de legionellaconcentraties in de koperen leidingen. Bij de
andere leidingmaterialen is eerder sprake van een stabilisatie van de
legionellaconcentraties in het water op waarden tussen 1* 104 (PVC-C en RVS) en
4*104 kve/l (PE-X). Uiteindelijk worden gedurende vrijwel de hele
onderzoeksperiode in de koperen leidingen de hoogste concentraties bereikt (rond
1* 105 kve/l). Dit beeld wordt bevestigd door metingen in de controlebuizen die op
een aantal data parallel zijn uitgevoerd. Deze data zijn niet in figuur 6 opgenomen,
maar in bijlage II.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 24 -
juli 2007
Legionella-gehalte in kve/l
1,E+06
1,E+05
1,E+04
1,E+03
PVC-C
1,E+02
120
140
160
180
PEX
200
220
RVS
240
260
Cu
280
300
Tijd (dagen)
figuur 6 Verloop van de legionellaconcentratie in het water tijdens de eerste onderzoeksfase
bij 37 °C
Ongeveer halverwege de onderzoeksperiode op dag 204 en aan het eind van de
onderzoeksperiode (dag 295) zijn leidingsegmenten uitgenomen voor het
vaststellen van de biofilmvorming. De resultaten zijn weergegeven in tabel 6.
tabel 6 Overzicht van de (microbiologische) samenstelling van de biofilm in de uitgenomen
segmenten op dag 204 en dag 295
Legionella Cu-totaal MnKG
Fe-totaal
(R2A)
totaal
pg/cm2 kve/cm2 kve/cm2 mg/m2
mg/m2 mg/m2
418
2,8*105
25.000
9,5
1,3
65
460
34.000
9,8
1,4
75
5
853
3,4*10
18.900
2,4
1,9
72
660
27.200
2,3
4,5
112
155
1,5*105
12.000
2,9
3,8
68
296
23.700
1,9
11,6
72
184
2,8*105
10.700
520
0,7
55
*
341
95.500
790
0,7
84
ATP
materiaal
PE-Xa
dag 204#
dag 295
PVC-C
dag 204#
dag 295
RVS
dag 204#
dag 295
koper
dag 204#
dag 295
# Op
dag 204 is de biofilm in de onderzoeksbuis en de controlebuis bemonsterd. In de tabel
zijn de gemiddelde waarden weergegeven van beide metingen.
* Voor de hoge concentratie Legionella in de biofilm van koper op dag 295 is geen verklaring.
Mogelijk betreft het een uitschieter.
In het bijzonder bij PVC-C is er – ten opzichte van de andere materialen en ten
opzichte van het eind van de opstartperiode - sprake van een aanzienlijke toename
van het ATP-gehalte van de biofilm. Mogelijk is dit veroorzaakt door restanten lijm
aan de binnenzijde van de koppelingen (zie paragraaf 5.3). Wat verder opvalt zijn
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 25 -
juli 2007
de relatief hoge concentraties Legionella in de biofilm van alle leidingmaterialen en
die van koper in het bijzonder. In overeenstemming met de concentraties in de
waterfase, zijn bij koper aan het eind van deze onderzoeksperiode ook in de biofilm
de hoogste legionella-aantallen aangetroffen.
In de biofilm is bij alle materialen relatief veel ijzer aangetroffen. De concentraties
zijn in alle gevallen een factor 2 tot 3 hoger dan die gemeten in het onderzoek met
de proefleidinginstallatie uit 2002 (KWR 02.090; 2003). De koperconcentraties in de
biofilm van koper komen overigens wel overeen met die gemeten in het onderzoek
uit 2002. De relatief hoge koperconcentraties in de biofilm bij PE zijn waarschijnlijk
veroorzaakt door de koperen koppelstukken die in dat geval zijn gebruikt.
5.3
Effect van gebruik Loctite 638 en PVC-C lijm op de resultaten
Tijdens deze onderzoeksfase is door de leverancier van PVC-C vastgesteld dat bij
de bouw van de proefleidinginstallatie Loctite 638 is gebruikt op die plaatsen
waarbij er sprake is van overgangen van PVC-C naar RVS (en op vergelijkbare
overgangen bij de andere materialen). De leverancier stelde dat vast bij een bezoek
aan de installatie waarbij onderdelen van de proefleidinginstallatie rond de
circulatiepompen waren uitgebouwd. Het gebruik van Loctite 638 in combinatie
met PVC-C is niet toegestaan.
Er is in overleg met de projectgroep een aantal acties uitgezet om het mogelijke
effect van Loctite op de onderzoeksresultaten nader te bestuderen. De resultaten
van die acties kunnen als volgt worden samengevat:
 Nadat het vermoeden bestond dat de groene substantie op de foto’s Loctite zou
kunnen zijn, is door Kiwa een monster van deze verbinding voor IRspectroscopie naar de Universiteit van Utrecht gestuurd. Uit dit onderzoek blijkt
dat het spectrum inderdaad overeenkomt met het door Girpi aangeleverde IRspectrum. Overigens is Loctite in de gehele installatie gebruikt en niet alleen bij
de PVC-C leidingen.
 Er zijn statische BPP-testen uitgevoerd waarbij Loctite en de gebruikte PVC-C
lijm zijn getest op groeibevorderende eigenschappen. Hieruit blijkt dat beide
stoffen sterk groeibevorderend zijn (hoge BPP-waarden).
 Omdat in deze fase van het onderzoek de circulatiepompen niet meer worden
gebruikt en via afsluiters zijn afgesloten van de rest van de installatie, zijn de
aansluitpunten op de pompen bij PVCC en PE visueel onderzocht op de
aanwezigheid van Loctite. Bij geen van de aansluitingen kon aan de binnenzijde
van de leidingen Loctite worden waargenomen (zie foto op blz. 27 en bovenste
foto op blz. 28). Bij een aantal gelijmde PVC-C-verbindingen is eveneens
gecontroleerd naar aanwezigheid van lijmresten. In een aantal gevallen zijn aan
de binnenzijde van de leiding (uitgeharde) lijmresten aangetroffen (zie onderste
foto op bladzijde 28).
 De plaatsen in de installatie waar waarschijnlijk Loctite is toegepast zijn
geïnventariseerd. Voor de koperopstelling gaat het in totaal om 25 punten, bij
RVS om 23 punten, bij PE om 25 punten en bij PVC-C om 9 punten. Ter
vergelijk: het aantal punten waarbij in het geval van PVC-C de lijm is toegepast
voor het maken van de PVC-C verbindingen bedraagt 124. En het aantal
plaatsen waarbij er sprake is van toepassing van rubberen afsluitingen in de
PVC-C installatie bedraagt 44.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 26 -
juli 2007

Het bemonsteringsprogramma is in deze onderzoeksfase geïntensiveerd door
wekelijks ATP en legionellametingen in de waterfase uit te voeren.
Met een aantal koperen appendages vergelijkbaar met die in de
proefleidinginstallatie zijn twee identieke verbindingen gemaakt waarbij gebruik is
gemaakt van een gelijke hoeveelheid Loctite. Door vervolgens de zo ontstane
verbindingen aan de binnenzijde zorgvuldig met een wattenstaafje te swabben, kon
(in duplo) de hoeveelheid Loctite aan de binnenzijde van de leidingen worden
teruggewogen. Met behulp van de resultaten van de BPP-metingen aan Loctite en
de resultaten van het onderzoek aan de proefleidinginstallatie is vervolgens de
bijdrage berekend van Loctite aan de onderzoeksresultaten voor ATP (zie bijlage
III). Uit deze berekening blijkt dat de bijdrage beperkt is tot ongeveer 0,3 %.
Geringe hoeveelheid Loctite is zichtbaar op het teflon maar niet aan de binnenzijde
van de leiding
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 27 -
juli 2007
Loctite is zichtbaar aan de buitenzijde, maar niet aan de binnenzijde van de leiding
PVC-C gelijmd onderdeel waarbij lijm zichtbaar is aan de binnenzijde van de
leiding
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 28 -
juli 2007
5.4
Aanvullend onderzoek koperen leidingen
Aan het eind van deze onderzoeksperiode (dag 296) heeft overleg plaatsgevonden
met de leverancier van de koperen leidingen en de vertegenwoordigers van de
koperindustrie over de afwijkende prestaties van koper in dit onderzoek ten
opzichte van eerder onderzoek (KWR-rapport 02.090 februari 2003).
In dit stadium van het onderzoek zijn de volgende mogelijke oorzaken
geïnventariseerd:
- Toepassing van Loctite 638 in een relatief groot aantal koppelingen van de
koperen leidingen. In paragraaf 5.3 is vastgesteld dat deze bijdrage verwaarloosbaar
klein is.
- Andere opstartprocedure voor de koperen leiding ten opzichte van de andere
leidingen. De koperen leidingset is een keer vaker geënt. Het is onwaarschijnlijk
dat het aanbrengen van entmateriaal van invloed is op de verdere ontwikkeling van de
biofilm en de legionellaconcentratie in een leiding.
- Andere morfologie van de corrosielaag. Zie toelichting hieronder.
Een andere morfologie van de corrosielaag in de koperen leidingen kan mogelijk
van invloed zijn geweest op de ontwikkeling van een andere biofilm dan
gebruikelijk in dit type leiding. Door de projectgroep zijn, deels door aanvullend
onderzoek aan leidingdelen uit deze proefleidinginstallatie en uit de oude
proefleidinginstallatie (KWR-rapport 02.090 februari 2003), de volgende verschillen
vastgesteld:
- Er is sprake van een hoger ijzergehalte in de biofilm in de leidingen uit de
proefleidinginstallatie van dit onderzoek. Door SEM-analyse stelt de
koperindustrie een ijzergehalte vast dat 2 tot 2,5 maal hoger ligt. De analyses in
dit onderzoek bevestigen dit. IJzergehaltes in de biofilm liggen op een niveau
tussen 50 en 85 mg/m2. In het vorige onderzoek was dat 5 tot 50 mg/m2. Dat het
ijzer afkomstig zou zijn van corrosie in de circulatiepompjes lijkt
onwaarschijnlijk omdat de hoogste waarde (84 mg/m2) juist optreedt in een
onderzoeksperiode waarbij de pompjes niet meer in gebruik waren. Mogelijk is
er sprake geweest van een toename van het ijzergehalte in het aangevoerde
leidingwater.
- Door middel van een Periodic Acid Schiff-test (PAS-test), dat is een kwalitatieve
test met Schiff-reagens op de aanwezigheid van polysacchariden, is door de
koperindustrie vastgesteld dat deze test nu positief uitvalt en voor de oude
installatie negatief.
- De proefleidinginstallatie in dit onderzoek is op een andere manier opgestart.
Langere periodes van stagnatie, andere hydraulische condities en andere
temperaturen kunnen hebben geleid tot het ontstaan van een andere
corrosielaag.
- De kwaliteit van het (warme) water in deze proefleidinginstallatie kan anders
zijn omdat de temperatuur van de boiler veel hoger is ingesteld (70 - 75 °C in
plaats van 40 °C). Om dit vast te kunnen stellen zijn op dag 282 en dag 289 een
aantal aanvullende metingen gedaan gericht op parameters die de corrosie van
koper kunnen beïnvloeden. Hierbij is ook bemonsterd achter een boiler die op
37 °C staat afgesteld. De resultaten in tabel 7 tonen aan dat met de gebruikte
methoden nauwelijks verschillen in waterkwaliteit kunnen worden aangetoond.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 29 -
juli 2007
tabel 7:Aanvullende metingen van corrosieparameters in het verwarmde water van deze
proefleidinginstallatie en van een andere proefleidinginstallatie in hetzelfde gebouw met een
boiler ingesteld op 37 °C (dag 282 en 289)
dag 282
zuurstofgehalte
temperatuur
tijd (stilstand)
pH
Bicarbonaat
NPOC
koper (opgelost)
dag 289
zuurstofgehalte
temperatuur
tijd (stilstand)
pH
Bicarbonaat
NPOC
koper (totaal)
koper (opgelost)
toelichting
monsterpunten
monsterpunt
B
C
8,3
7,04
21,2
39,7
3h50m
8,1
8,12
255
270
1,7
1,8
860
1,4
A
mg/l
°C
mg/l
mg/l
ug/l
mg/l
°C
mg/l
ug/l
ug/l
7,67
43,6
8,08
255
1,9
33
7,98
43,8
7,73
250
1,8
48
35
8,22
21,4
3h20m
7,73
255
1,8
1140
1165
7,78
42
7,93
265
1,9
13
1,1
D
9,21
13,5
8,01
265
1,8
5,1
9,77
13,2
7,86
260
1,8
8,5
3,3
A = deze installatie, tappunt direct na mengventiel (40 °C)
B = deze installatie, getapte water koperen leiding
C = andere proefleidinginstallatie, tappunt na boiler (37 °C)
D = referentie koud water in hetzelfde gebouw
Achteraf ligt het voor de hand om de oorzaak voor de afwijkende prestatie van
koper in deze onderzoeksfase toe te schrijven aan de aanwezigheid van de dode
leidingstukjes in de koppelstukken van de circulatiepomp. Zoals in paragraaf 6.3 is
beschreven, hebben deze dode leidingstukjes met name een negatieve rol gespeeld
omdat ze de analyseresultaten van de monsters van de waterfase hebben beïnvloed.
De dode leidingstukjes bevinden zich vlak voor het monsternamepunt.
5.5
Samenvatting resultaten onderzoeksfase I



In de eerste onderzoeksperiode is de installatie doorstroomd met water van 37
°C volgens een huishoudelijk tappatroon.
De legionellaconcentraties in de waterfase stabiliseren zich op waarden tussen
1* 104 voor PVC-C en RVS en 4*104 kve/l voor PE-X. In de koperen leidingen is
er sprake van een constante stijging van de legionellaconcentraties waardoor
uiteindelijk in dit materiaal de hoogste concentraties worden aangetroffen (rond
1* 105 kve/l).
De ATP-waarden in het water dalen in deze periode voor alle materialen tot
onder een niveau van 10 ng/l.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 30 -
juli 2007







Bij PVC-C zijn de ATP-waarden in de biofilm het hoogst halverwege en aan het
eind van de onderzoeksfase (850 respectievelijk 660 ng/l). De
legionellaconcentraties in de biofilm zijn voor de meeste materialen
vergelijkbaar (104 tot 3,5*104 kve/cm2).
In de proefleidinginstallatie is Loctite 638 toegepast op de connecties van de
verschillende materialen met RVS-appendages. Bij geen van de
leidingmaterialen in deze proefleidinginstallatie had dit product mogen worden
toegepast. Voor PVC-C geldt dat algemeen (het product kan scheurtjes
veroorzaken in PVC-C), voor de andere materialen geldt dat bij het
gecombineerd gebruik met teflon.
Aan de binnenzijde van een aantal geïnspecteerde verbindingen in de
proefleidinginstallatie kon geen Loctite 638 worden aangetroffen;
Aan de binnenzijde van een aantal PVC-C verbindingen konden wel uitgeharde
restanten van de lijm worden aangetroffen.
Loctite 638 en de (niet uitgeharde) PVC-C lijm blijken allebei sterk
groeibevorderend in de BPP-test.
De bijdrage van Loctite aan de ATP-waarden van water en biofilm is voor de
koperen leidingen geschat op minder dan 0,3 %. In de koperen leidingen zijn
verhoudingsgewijs de meeste koppelingen waarbij Loctite is toegepast.
Een aantal materialen hebben in deze onderzoeksfase op grond van de
analyseresultaten in de waterfase anders gepresteerd dan op voorhand zou
mogen worden aangenomen. Achteraf ligt het voor de hand dit toe te schrijven
aan de aanwezigheid van dode leidingstukjes rond de circulatiepomp (zie
paragraaf 6.3). Om die reden zijn in deze samenvatting geen andere mogelijke
verklaringen genoemd.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 31 -
juli 2007
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 32 -
juli 2007
6 Onderzoeksfase 2: afdoding van Legionella
bij een watertemperatuur van 55 en 60 °C
6.1
Onderzoeksfase 2: dag 299 - 351
Doel van onderzoeksfase 2 was het volgen van de afdoding van Legionella in de
waterfase en de biofilm van de proefleidinginstallatie waarbij water is aangeboden
met een temperatuur van 55 °C en vervolgens 60 °C volgens een huishoudelijk
tappatroon.
In overleg met de leden van de projectgroep is besloten om in onderzoeksfase 2 af te
wijken van het oorspronkelijke onderzoekschema. Besloten is om eerst het
onderzoek bij hoge temperatuur uit te voeren (55 tot 60 °C) en pas daarna bij 25 °C.
In paragraaf 6.3 is verder ingegaan op de discussie in de projectgroep en de
aanvullende metingen die op basis van die discussie zijn uitgevoerd.
Op dag 299 is voor alle materialen de temperatuur van het mengwater verhoogd tot
 55 °C. Verder zijn de onderzoekscondities uit onderzoeksfase 1 ongewijzigd
gebleven. Dit betekent dus dat er geen circulatie plaatsvindt via de pompen
(afsluiters rond de pompen zijn dicht) en dat tappatroon C is ingesteld
(huishoudelijk tappatroon met douchetapping, totaal 128 liter/dag, tapsnelheid 3,5
liter/minuut).
tabel 8: Activiteiten en bedrijfsvoering van de proefleidinginstallatie tijdens de tweede
onderzoeksperiode bij 55 °C (dag 299 - 351)
Dag
298
301
Datum
25 februari 2005
28 februari 2005
325
24 maart 2005
345
13 april 2005
351
19 april 2005
Activiteit
Start onderzoeksfase bij 55 °C
De thermostatische mengventielen van alle materialen
moesten worden bijgesteld in verband met teruglopen
van de temperatuur (Cu/RVS rond 51 °C; PE-X/PVC-C
rond 52 °C)
Mengwatertemperaturen voor alle leidingen verhoogd
tot 60,5  0,5 °C. Na overleg met de projectgroep.
Dode leidingstukjes rond de circulatiepompen zijn
bemonsterd. Nalevering vanuit deze dode
leidingstukjes is de mogelijke oorzaak voor het feit dat
Legionella tijdens de bemonsteringen in de afgelopen
weken niet leek te verdwijnen uit de leidingen.
Leidingsegmenten uitgenomen. Tevens is het water
bemonsterd dat direct uit de leiding stroom tijdens het
uitnemen van het segment.
In tabel 8 is een overzicht gegeven van de belangrijkste activiteiten en de
bedrijfsvoering in deze onderzoeksperiode.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 33 -
juli 2007
Ontwikkeling ATP-gehalte en legionellaconcentratie tijdens de onderzoeksfase bij 37
°C
De belangrijkste bevinding van deze onderzoeksperiode was dat het niet mogelijk
bleek om alle legionellabacteriën uit de verschillende leidingsystemen te
verwijderen door deze te doorstromen met water van 55 °C en later van 60 °C . Aan
het eind van de onderzoeksperiode is vastgesteld dat de dode leidingstukjes tussen
de hoofdleiding en de afsluiters voor de circulatiepomp verantwoordelijk waren
voor de nalevering van Legionella tijdens de bemonstering (zie paragraaf 6.3).
Blijkbaar was de thermische desinfectie vanuit de hoofdleiding onvoldoende om het
stilstaande water in deze leidingstukjes te bereiken.
Uit figuur 8 blijkt inderdaad dat – met uitzondering van de RVS-leiding – tot dag
344 het water uit de verschillende leidingen niet legionellavrij is. De
mengwatertemperatuur is dan al 19 dagen ingesteld op 60 °C. De laatste
bemonstering op dag 351 is uitgevoerd door water direct uit de leiding te
bemonsteren tijdens het uitnemen van leidingstukken voor het biofilmonderzoek.
Hierbij is het water bemonsterd dat uitstroomt vanuit de installatiezijde, dat wil
zeggen de zijde tegenovergesteld aan het uitstroompunt. In deze watermonsters
kon geen Legionella meer worden aangetroffen.
De ATP-waarden in het water zijn in deze onderzoeksfase over het algemeen stabiel
gebleven (zie figuur 7).
100
PEX
ATP-gehalte in ng/l
6.2
PVC-C
RVS
Cu
10
1
300
310
320
330
340
350
360
Tijd (dagen)
figuur 7 ATP-gehalte van het water in de tweede onderzoeksperiode bij 55 °C.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 34 -
juli 2007
1,E+05
Legionella-gehalte in kve/l
PVC-C
PEX
RVS
Cu
1,E+04
1,E+03
1,E+02
bepalingsgrens
1,E+01
T = 60 ºC
1,E+00
300
310
320
330
340
350
360
Tijd (dagen)
figuur 8 Verloop van de legionellaconcentratie in het water in de tweede
onderzoeksperiode bij 55 °C (dag 302 tot en met 324) en 60 °C (dag 325 tot einde
onderzoeksfase)
In
tabel 9 is een overzicht gegeven van de biofilmsamenstelling aan het eind van de
onderzoeksperiode. Uit de resultaten blijkt dat ook in de biofilm aan het eind van
deze onderzoeksperiode geen Legionella meer wordt aangetroffen. Opvallend is de
toename van de concentraties ATP in de biofilms van alle leidingmaterialen ten
opzichte van het einde van onderzoeksfase 1.
tabel 9 Overzicht van de (microbiologische) samenstelling van de biofilm in uitgenomen
segmenten aan het eind van de onderzoeksfase 2 bij 60 °C
dag 351
materiaal
PE-Xa
PVC-C
RVS
koper
6.3
Legionella
ATP
Cu-totaal
2
2
pg/cm
kve/cm
mg/m2
910
<1
15
805
<1
2,2
754
<1
3,4
357
<1
535
Aanvullend onderzoek effect dode leidingstukken rond circulatiepompen
De resultaten in deze onderzoeksfase gaven aanleiding voor nader onderzoek van
het effect van de dode leidingstukken rond de circulatiepompen. Zoals blijkt uit de
schematische weergave in figuur 1 zijn de leidingsets met elkaar gekoppeld door
een circulatiepomp. Die pomp is gekoppeld aan beide testleidingen op een positie
net voor het monsternamepunt en de uitstroom van beide testleidingen. De
circulatiepomp is alleen in bedrijf op het moment dat Legionella moet worden
opgekweekt tijdens een opkweekfase. In de onderzoeksfasen staat de pomp uit en
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 35 -
juli 2007
zijn de afsluiters in de verbindingsleidingen afgesloten. Op dat moment ontstaat er
bij iedere leiding een dood leidingstuk net voor het monsternamepunt. Deze dode
leidingstukjes variëren in lengte tussen 3 en 10 cm (volume: 4 tot 12 ml). Omdat in
de onderzoeksfase 2 ook bij een hoge temperatuur van 60 °C Legionella niet
verdween uit de reguliere monsters, ontstond de verdenking op nalevering van
legionellabacteriën uit het dode leidingstuk op het moment van een
monsterneming. Om dit te bevestigen zijn op dag 345 de dode leidingstukken
ontkoppeld en is de inhoud bemonsterd. De resultaten zijn weergeven in tabel 10.
tabel 10 Legionellaconcentraties vastgesteld in de dode leidingstukjes ter hoogte van de
circulatiepomp.
dag 345
materiaal
PE-Xa
PVC-C
RVS
koper
#buis
Legionella
kve/l
buis#
1
2
1
2
1
2
1
2
34.000
6.000
98.000
34.000
158.000
2.000
574.000
2.110.000
2 is controlebuis. De data in figuur 8 zijn gebaseerd op metingen aan buis 1.
Op basis van de resultaten in tabel 10 evenals op basis van de resultaten van de
bemonstering op dag 351 waarbij geen Legionella werd aangetroffen in het water dat
direct uit de onderzoeksbuis afkomstig was, kan worden geconcludeerd dat
inderdaad de verdenking van de dode leidingstukjes op nalevering van Legionella
juist is. Overigens zijn de data in tabel 10 alleen bedoeld om dit ongewenste effect te
bewijzen. De data worden op een zodanige manier beïnvloed door lokale
verschillen tussen de verschillende buizen (bijvoorbeeld verschillen in volume dood
leidingstukje, gebruikte verbindingsmaterialen, etc.) dat er geen andere conclusies
aan mogen worden gekoppeld.
Op grond van deze resultaten zijn de volgende acties genomen:
 Instellen van opkweekcondities bij 37 °C (circulatie en het tapprogramma voor
opkweek) voor het opkweken van Legionella in de installatie.
 Vervolgens verwijderen van alle verbindingstukken naar de pompen zodat er
geen sprake meer is van dode leidingstukjes.
 Vervolgen van het onderzoek bij een temperatuur van 25 °C.
 (Zo nodig opnieuw aanbrengen van de verbindingsstukjes zodat opnieuw
onder opkweekcondities Legionella’s kunnen worden gekweekt.)
 Ten slotte onderzoek bij 55 °C herhalen waarbij wederom zonodig de
temperatuur wordt verhoogd tot 60 °C mocht dat ook in die situatie nodig zijn.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 36 -
juli 2007
6.4
Samenvatting resultaten onderzoeksfase 2






Het verhogen van de watertemperatuur tot 55 °C veroorzaakt aanvankelijk een
snelle daling van de concentratie legionellabacteriën in het water.
Ondanks verhogen van de temperatuur tot 60 °C op dag 325 verdwijnt alleen bij
RVS na een periode van 10 dagen bij die temperatuur Legionella uit de waterfase.
Uit nader onderzoek blijkt dat de kwaliteit van het water op het
monsternamepunt wordt beïnvloed door het stilstaande water in de dode
leidingstukjes bij de circulatiepomp vlak bij dat punt. Dit heeft waarschijnlijk
ook invloed gehad op de resultaten van onderzoeksfase 1.
Analyse van de biofilm door uitname van leidingstukken en de gelijktijdige
analyse van water dat direct uit de onderzoeksbuis stroomt, bevestigen dit
beeld. Zowel in de biofilm als in het water worden geen legionellabacteriën
meer aangetroffen.
De ATP-gehaltes in de waterfase blijven in deze onderzoeksfase stabiel.
Op grond van de bevindingen in deze onderzoeksfase zijn voor het vervolg van
het onderzoek de volgende acties ondernomen:
o de installatie is zodanig aangepast dat - na het afronden van een
opkweekfase – bij de start van een onderzoeksfase de leidingstukjes die
de circulatiepomp verbinden met de onderzoeksbuizen volledig
verwijderd kunnen worden (geen dode leidingstukjes);
o daarnaast is besloten de onderzoeksfase bij 55 °C en 60 °C nog eens te
herhalen.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 37 -
juli 2007
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 38 -
juli 2007
7 Vermeerdering van Legionella in de tweede
opkweekfase
7.1
Tweede opkweekfase: dag 352 – 451
Doel van deze tweede opkweekfase was het opnieuw op gang brengen van het
proces van biofilmvorming in de onderzoeksbuizen en het bevorderen van de groei
van Legionella door het toepassen van enten. Hiertoe is water aangeboden met een
temperatuur van 40 °C volgens een tappatroon waarbij elk uur per set leidingen
twee liter water is ververst.
Op dag 353 is voor alle leidingmaterialen opnieuw een mengwatertemperatuur
ingesteld van 40 °C en is de circulatie via de pompen opgestart. Daarnaast is
wederom tappatroon B ingesteld, zodat er sprake is van een geringe verversing van
het water in de leidingen.
In tabel 11 is een overzicht gegeven van de belangrijkste activiteiten en de
bedrijfsvoering in deze opkweekperiode.
tabel 11: Activiteiten en bedrijfsvoering van de proefleidinginstallatie tijdens de tweede
opkweekfase (dag 352 - 451)
7.2
Dag
353
382
Datum
21 april 2005
20 mei 2005
395
2 juni 2005
408
15 juni 2005
424
1 juli 2005
449
26 juli 2005
Activiteit
Start tweede opkweekfase
In alle leidingen is groei van Legionella aangetroffen. Om de
groei te versnellen is de circulatie gedurende een weekeinde
stilgezet. Op dag 385 is de circulatie weer aangezet.
In de koperen leidingen wordt geen Legionella meer
aangetroffen. Enten van de set leidingen met water
afkomstig uit de set RVS-leidingen.
Enten van de set koperen leidingen met een stukje
siliconenslang.
Enten van de set koperen leidingen met een stukje
siliconenslang. Verversing verminderd.
Ook in de set koperen leidingen wordt nu in voldoende
mate Legionella aangetroffen.
Ontwikkeling ATP-gehalte en legionellaconcentratie tijdens de tweede opkweekfase
Na het instellen van de opkweekcondities op dag 353 is er bij alle leidingmaterialen
sprake van een toename van het ATP-gehalte in het water ten opzichte van het eind
van de tweede onderzoeksperiode (zie figuur 7 en figuur 9) . Vergelijkbaar met de
start van de eerste opkweekfase (dag 0 – 10) liggen ook nu de ATP-gehaltes in het
water tussen 10 en 100 ng/l (met de hoogste waarden voor beide kunststoffen).
Deze toename onder opkweekcondities is waarschijnlijk het gevolg van de relatief
hoge biofilmconcentraties (zie tabel 9) in combinatie met de intensieve
watercirculatie en de geringe verversing.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 39 -
juli 2007
Eveneens vergelijkbaar met de eerste opkweekperiode stabiliseert zich het ATPgehalte aan het eind van deze opkweekperiode op een waarde van 10 ng/l.
ATP-gehalte in ng/l
100
10
PEX
PVC-C
Cu
1
350
360
370
380
390
RVS
Cu
400
410
Cu
Cu
420
430
440
450
Tijd (dagen)
figuur 9 ATP-gehalte van het water in de tweede opkweekfase (de pijltjes op de x-as geven
aan wanneer de onderzoeksbuizen zijn geënt; geen nadere specificatie betekent dat alle
onderzoeksbuizen zijn geënt).
Uit figuur 10 blijkt wederom dat het veel moeite kostte om in de
proefleidinginstallatie onder opkweekcondities Legionella op te kweken.
Vergelijkbaar met de eerste opkweekfase (zie hoofdstuk 4) kostte het ruim 100
dagen om in alle leidingsets Legionella op te kweken voor het vervolgonderzoek. De
vermeerdering van Legionella in de koperen leidingen kwam pas op gang nadat in
deze leidingset tot drie keer toe werd geënt, één keer met een hoeveelheid water uit
de RVS-leiding en twee keer met stukjes siliconenslang die voor dat doel waren
opgekweekt met biofilm en Legionella (zie tabel 11). In de andere leidingsets is geen
ent aangebracht. De legionellabacteriën zijn in dit geval waarschijnlijk gegroeid uit
de biofilm in de dode leidingstukjes rond de circulatiepomp.
Wat opvalt is dat in de RVS en koperen leidingen de legionellaconcentraties aan het
einde van de tweede opkweekperiode vergelijkbaar zijn met die van de eerste
opkweekperiode, terwijl die voor PE-X en PVC-C een factor 100 lager zijn dan de
concentraties zoals weergegeven in figuur 4.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 40 -
juli 2007
Legionella-gehalte in kve/l
1,E+05
1,E+04
PVC-C
PEX
RVS
Cu
1,E+03
1,E+02
bepalingsgrens
1,E+01
Cu
1,E+00
350
360
370
380
390
Cu
400
410
Cu
420
430
440
450
Tijd (dagen)
figuur 10 Verloop van de legionellaconcentratie in het water in de tweede opkweekfase.
7.3
Samenvatting van de resultaten
-
-
De ontwikkeling van de ATP-concentratie in het water is vergelijkbaar met die
tijdens de eerste opkweekfase. Aanvankelijk ligt de ATP-concentratie tussen 10
en 100 ng/l waarna ze zich voor alle materialen stabiliseert op een waarde van
10 ng/l.
Het kostte wederom veel moeite om Legionella op te kweken in de set koperen
leidingen. Uiteindelijk zijn waarden bereikt van 1*103 (PE-X; Cu) tot 1*104 (RVS;
PVC-C). Voor de beide kunststoffen zijn die waarden een factor 100 lager dan
aan het eind van de eerste opkweekfase.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 41 -
juli 2007
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 42 -
juli 2007
8 Onderzoeksfase 3: gedrag van Legionella bij
een watertemperatuur van 25 °C
8.1
Onderzoeksfase 3: dag 452 – 556
Doel van onderzoeksfase 3 was het volgen van de ontwikkeling van Legionella in de
waterfase en de biofilm van de proefleidinginstallatie onder condities waarbij water
met een temperatuur van 25 °C is aangeboden volgens een huishoudelijk
tappatroon.
Deze condities corresponderen met een veel voorkomende praktijksituatie waarbij
in een collectieve leidingwaterinstallatie het koude leidingwater opwarmt tot een
temperatuur van boven 20 °C.
Voor de start van deze onderzoeksfase zijn op dag 451 van het onderzoek de
circulatiepompen stopgezet en alle verbindingsleidingen van en naar de
circulatiepompen verwijderd. In de praktijk betekende dit dat in de installatie de Tstukken met de aansluitingen van de pompen zijn vervangen door nieuwe
leidingstukken zonder T-verbinding. Voor alle leidingmaterialen is het mengventiel
ingesteld op 25  2 °C en is tappatroon C ingesteld (huishoudelijk tappatroon met
douchetapping).
In tabel 12 is een overzicht gegeven van de belangrijkste activiteiten en de
bedrijfsvoering in deze onderzoeksperiode.
tabel 12: Activiteiten en bedrijfsvoering van de proefleidinginstallatie tijdens onderzoeksfase
3 bij 25 °C (dag 452 - 556)
8.2
Dag
452
Datum
29 juli 2005
547
1 november 2005
Activiteit
Start derde onderzoeksfase met instellen van een
temperatuur van 25 °C op de mengventielen en tappatroon C.
Laatste uitgebreide bemonstering. Waterfase en biofilm van
onderzoeksbuizen en controlebuizen.
Ontwikkeling ATP-gehalte en Legionella tijdens de onderzoeksfase bij 25 °C
In deze onderzoeksfase was er sprake van een lichte stijging van het ATP-gehalte in
de waterfase bij de meeste materialen van 10 ng/l tot waarden tussen de 20 en 30
ng/l. Uitzondering hierop was PE-X, waarbij het ATP-gehalte stabiel bleef tijdens
de onderzoeksperiode (zie figuur 11).
Uit het verloop van de legionellaconcentraties blijkt dat er in de koperen leidingen
geen sprake was van groei van Legionella. Ondanks het feit dat aan het eind van de
tweede opkweekfase Legionella was aangetroffen in de koperen onderzoeksbuis,
bleek bij aanvang van deze onderzoeksfase geen Legionella meer aanwezig en is er
nauwelijks sprake van enige verandering. Bemonstering van de koperen
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 43 -
juli 2007
controlebuis op dag 547 bevestigde het beeld in de onderzoeksbuis (geen Legionella
aangetroffen).
ATP-gehalte in ng/l
100
10
1
460
470
PEX
PVC-C
RVS
Cu
PEX2
PVC-C2
RVS2
Cu2
480
490
500
510
520
530
540
550
560
Tijd (dagen)
figuur 11 ATP-gehalte van het water in de derde onderzoeksfase bij 25 °C.
Voor wat betreft het verloop van de legionellaconcentratie voor de andere
materialen is vastgesteld dat beide kunststoffen een lichte daling laten zien ten
opzichte van het eind van de tweede opkweekfase, terwijl bij RVS juist sprake was
van een lichte stijging. De resultaten van de controlebuizen op dag 547 laten ook in
dit geval een redelijke overeenkomst zien met de resultaten van de
onderzoeksbuizen.
Legionella-gehalte in kve/l
1,E+05
1,E+04
1,E+03
1,E+02
bepalingsgrens
1,E+01
PVC-C
PEX2
1,E+00
440
460
PEX
PVC-C2
480
500
RVS
RVS2
520
Cu
Cu2
540
560
Tijd (dagen)
figuur 12 Verloop van de legionellaconcentratie in het water in de derde onderzoeksperiode
bij 25 °C.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 44 -
juli 2007
Op dag 547 zijn leidingsegmenten uitgenomen voor zowel de onderzoeksbuizen als
de controlebuizen. In tabel 13 is een overzicht gegeven van de analyseresultaten. In
beide koperen buizen is geen Legionella aangetroffen in de biofilm. Opvallend zijn
verder de lage legionellaconcentraties in de biofilm van beide PE-X buizen (factor
100 lager ten opzichte van PVC-C en RVS). Overigens waren de
legionellaconcentraties in de biofilm van PVC-C en RVS een factor 10 tot 50 lager
dan de concentraties gemeten aan het eind van de eerste onderzoeksperiode bij 37
°C. Verder valt op dat – met uitzondering van PVC-C – alle materialen een stijging
laten zien van het ATP-gehalte ten opzichte van het eind van de tweede
onderzoeksfase (bij 55 °C). Voor RVS is die stijging het grootst (80 – 90 %).
tabel 13 Overzicht van de (microbiologische) samenstelling van de biofilm in de uitgenomen
segmenten van de onderzoeksbuizen en de controlebuizen aan het eind van de onderzoeksfase
3 bij 25 °C
8.3
dag 547
ATP
materiaal
PE-Xa
pg/cm2 kve/cm2
kve/cm2
970
2,7
1340
8,0
700
390
890
760
1300
998
1500
970
600
< 2,7
530
< 2,7
ond.buis
contr.buis
PVC-C
ond.buis
contr.buis
RVS
ond.buis
contr.buis
koper
ond.buis
contr.buis
KG (R2A)
Legionella
CuMnFetotaal
totaal
totaal
mg/m2 mg/m2 mg/m2
37
5,5
11,1
790
-
Samenvatting onderzoeksresultaten onderzoeksfase 3




Het verlagen van de temperatuur na de tweede opkweekfase van 40 °C naar 25
°C veroorzaakt in een periode van 3 maanden slechts geringe veranderingen
van de legionellaconcentraties in de waterfase. Voor beide kunststoffen is er
sprake van een daling met een factor 10. Voor RVS is weliswaar sprake van een
lichte stijging in deze onderzoeks-periode, maar ten opzicht van het einde van
de tweede opkweekperiode is het concentratieniveau nagenoeg ongewijzigd.
Bij koper zijn de in de tweede opkweekfase opgekweekte legionellabacteriën al
bij de eerste bemonstering verdwenen. Ook in de biofilm werd aan het eind van
deze onderzoeksperiode geen Legionella meer aangetroffen.
Met uitzondering van PE-X is er bij alle materialen een lichte stijging van de
ATP-gehaltes in de waterfase zichtbaar (van 10 ng/l tot waarden tussen 20 en 30
ng/l).
De legionellaconcentraties in de biofilm van de PE-X buizen zijn opvallend laag
aan het eind van deze onderzoeksperiode (factor 10.000 ten opzichte van
onderzoeksfase 1 bij 37 °C). Voor PVC-C en RVS is dit verschil kleiner (factor 10
tot 50).
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 45 -
juli 2007
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 46 -
juli 2007
9 Vermeerdering van Legionella in de derde
opkweekfase
9.1
Derde opkweekfase: dag 557 – 819
Doel van deze derde opkweekfase was het opnieuw op gang brengen van het
proces van biofilmvorming in de onderzoeksbuizen en het bevorderen van de groei
van Legionella door het toepassen van enten. Hiertoe is water aangeboden met een
temperatuur van 40 °C volgens een tappatroon waarbij elk uur per set leidingen
twee liter water is ververst.
In verband met het verdwijnen van de legionellabacteriën in de koperen leidingen
was een extra opkweekperiode noodzakelijk om – volgens de aangepaste planning
(zie paragraaf 6.3) – het onderzoek te kunnen afsluiten met onderzoek bij 55 °C.
Op dag 561 zijn de aansluitpunten voor de circulatiepompen weer hersteld door
nieuwe leidingstukken in te brengen. Op dag 562 zijn vervolgens de instellingen
gedaan voor een nieuwe opkweekfase. In tabel 14 is een overzicht gegeven van de
belangrijkste activiteiten en de bedrijfsvoering in deze opkweekperiode.
tabel 14: Activiteiten en bedrijfsvoering van de proefleidinginstallatie tijdens de derde
opkweekfase (dag 557 - 819)
Dag
562
623
673
744
Datum
16 november 2005
16 januari 2006
7 maart 2006
17 mei 2006
745
18 mei 2006
771
819
13 juni 2006
31 juli 2006
Activiteit
Start opkweekfase 3. Circulatiepompen aan
Enten van alle leidingen met een stukje siliconenslang.
Enten van alle leidingen met een stukje siliconenslang.
Nog slechts zeer beperkte groei in koperen
onderzoeksbuis.
Alle leidingen zijn gedurende 5 minuten bij 70 °C
thermisch gedesinfecteerd na uitschakelen van de
circulatiepompen en sluiten van de verbindingsafsluiters.
Na een nacht afkoelen zonder verversing is het
tapprogramma weer gestart. en de circulatie weer
ingesteld. Gewijzigde instelling tapprogramma: elke ½
uur verversing met 2 liter water.
Temperatuurinstelling 40 °C.
Enten van set koperen leidingen met stukje siliconenslang.
Nadat op dag 808 hoge concentraties Legionella zijn
aangetroffen in alle leidingdelen, is de leidinginstallatie
op dag 819 weer aangepast (uitnemen Tverbindingstukken met circulatiepomp).
Uit tabel 14 blijkt dat het veel tijd en moeite heeft gekost om opnieuw
legionellabacteriën op te kweken in de koperen leidingen. Dit kan worden
verklaard uit het feit dat in deze proefleidinginstallatie niet kan worden
gecirculeerd via de boiler. Hierdoor is er gedurende een groot deel van de tijd
sprake van watertemperaturen die lager liggen dan de optimale groeitemperatuur
voor Legionella. (Dit is een belangrijk verschil met de proefleidinginstallatie die is
gebruikt in eerder onderzoek: zie KWR-rapport 02.090 februari 2003). Hierdoor is
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 47 -
juli 2007
het niet mogelijk om het systeem continu op een optimale temperatuur te houden
voor Legionella. Die optimale temperatuur wordt alleen bereikt na voldoende
verversing van de leidinginhoud (en dat is alleen bij langere tappingen het geval).
Vervolgens zal de temperatuur tot de volgende verversing langzaam afnemen.
In deze opkweekfase is op dag 744 doelbewust een eenmalige thermische
desinfectie toegepast. Uit eerder onderzoek is gebleken dat na een thermische (of
chemische) desinfectie legionellabacteriën in staat zijn om relatief snel de biofilm te
herkoloniseren (KWR-rapport 02.090 februari 2003; KWR-rapport 05.066 mei 2006).
Tijdens de thermische desinfectie zijn de circulatiepompen tijdelijk uitgezet en de
afsluiters naar de pomp dichtgezet. Op die manier kan de inhoud van de
circulatiepomp en de leidingen van de pomp tot de afsluiters dienen als een ent
voor de rest van de installatie tijdens het vervolg van de opkweekfase waarin de
circulatie weer is hersteld.
Het effect van het uitvoeren van een eenmalige desinfectie kan overigens niet
worden vergeleken met het effect van een wekelijkse thermische desinfectie zoals
die wordt toegepast in de praktijk van legionellabeheer in leidingwaterinstallaties.
In dat laatste geval kan door het consequent wekelijks uitvoeren van de
beheersmaatregel – onder de juiste voorwaarden - Legionella effectief worden
bestreden.
figuur 13 Voorbeeld van het uitvoeren van een ent met een stukje siliconenslang (niet in
deze proefleidinginstallatie)
9.2
Ontwikkeling legionellaconcentratie tijdens de derde opkweekfase
Uit kostenoverwegingen is besloten om in deze opkweekfase alleen te analyseren
op Legionella en niet op ATP. De resultaten voor Legionella zijn weergeven in figuur
14. Deze figuur laat zien dat na de thermische desinfectie op dag 744 de
legionellaconcentraties in de koperen leiding aanvankelijk afnemen (onder de
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 48 -
juli 2007
bepalingsgrens), maar vervolgens is er sprake van een duidelijke stijging tot
waarden die overeenkomen met die aan het eind van de eerste opkweekfase.
Overigens leidt de thermische desinfectie ook bij de andere materialen tot een
stijging van de legionellaconcentraties. Blijkbaar wordt door de thermische
desinfectie de samenstelling van de biofilm zodanig gewijzigd dat de
omstandigheden zich verbeteren voor de groei van Legionella.
Legionella-gehalte in kve/l
1,E+05
1,E+04
PVC-C
PEX
RVS
Cu
1,E+03
1,E+02
bepalingsgrens
1,E+01
thermische desinfectie bij 70 °C
Cu
1,E+00
580
630
680
730
780
Tijd (dagen)
figuur 14 Verloop van de legionellaconcentratie in het water in de derde opkweekfase. (de
pijltjes op de x-as geven aan wanneer de onderzoeksbuizen zijn geënt; geen nadere
specificatie betekent dat alle onderzoeksbuizen zijn geënt).
9.3
Samenvatting onderzoeksresultaten derde opkweekfase

Ook in deze opkweekfase kostte het veel moeite om voldoende hoge
legionellaconcentraties te bereiken in de koperen onderzoeksleiding. Het
uitvoeren van een thermische desinfectie bij 70 °C leidde tot de gewenste groei
van Legionella.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 49 -
juli 2007
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 50 -
juli 2007
10 Onderzoeksfase 4: afdoding van Legionella
bij een watertemperatuur van 55 en 60 °C
10.1
Onderzoeksfase 4: dag 820 - 941
Doel van onderzoeksfase 4 was het herhalen van onderzoeksfase 2 zonder de
ongewenste effecten van de dode leidingstukjes.
Voor de start van deze laatste onderzoeksfase zijn op dag 819 de circulatiepompen
stopgezet en alle verbindingsleidingen van en naar de circulatiepompen wederom
verwijderd. Voor alle leidingmaterialen is het mengventiel ingesteld op 55  2 °C en
is tappatroon C ingesteld (huishoudelijk tappatroon met douchetapping). Voor alle
duidelijkheid betekent dit dat alleen tijdens tappingen de leidingen worden
doorstroomd met water van de ingestelde temperatuur.
In tabel 15 is een overzicht gegeven van de belangrijkste activiteiten en de
bedrijfsvoering in deze onderzoeksperiode.
tabel 15: Activiteiten en bedrijfsvoering van de proefleidinginstallatie tijdens onderzoeksfase
4 bij 55 °C en 60 °C (dag 820 - 941)
10.2
Dag
820
Datum
1 augustus 2006
837
18 augustus 2006
870
897
946
20 september 2006
17 oktober 2006
5 december 2006
Activiteit
Start vierde onderzoeksfase met instellen van een
temperatuur van 55 °C op de mengventielen en tappatroon C.
Uit metingen blijkt dat bij alle leidingen de temperatuur
achter het mengventiel is afgenomen tot waarden net boven
50 °C. De temperaturen zijn bijgesteld.
temperatuur voor alle leidingen verhoogd naar 60 °C
in de waterfase wordt geen Legionella meer aangetroffen
laatste uitgebreide bemonstering van de biofilm in alle
buizen.
Ontwikkeling legionellaconcentratie tijdens onderzoeksfase 4
Uit kostenoverwegingen is besloten om ook in deze onderzoeksfase alleen te
analyseren op Legionella. De resultaten voor Legionella zijn weergeven in figuur 15.
De verwachting was dat met een watertemperatuur van 55 °C in combinatie met
een huishoudelijk tappatroon de legionellabacteriën relatief snel zouden
verdwijnen. Uit figuur 14 blijkt dat echter niet het geval. In de eerste 17 dagen was
er alleen bij koper sprake van een daling van de legionellaconcentraties in de
waterfase. In de eerste 17 dagen van deze onderzoeksfase moet er wel rekening mee
worden gehouden dat voor alle onderzoeksbuizen de ingestelde temperatuur is
teruggelopen van 55 °C naar 50 °C. Op dag 837 is de temperatuur hersteld tot een
waarde van 55 °C waarna vervolgens met grotere regelmaat is gecontroleerd en
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 51 -
juli 2007
(zonodig) bijgesteld. Deze actie resulteerde ook voor PE-X en RVS in een daling van
de legionellaconcentraties in de waterfase. Bij PVC-C is er echter geen invloed
merkbaar. Blijkbaar kan de biofilm zich in dit materiaal – ondanks de regelmatige
tappingen met water van 55 °C – voldoende snel herstellen gedurende de periodes
van 7 uur en 15 minuten in de nacht waarin niet wordt getapt (zie bijlage VI).
Pas nadat op dag 870 de temperatuur is verhoogd tot 60 °C is er bij alle
onderzoeksbuizen sprake van een snelle afname van de legionellaconcentraties in
de waterfase. De metingen op dag 876 bevestigen dit. Bij koper en PE-X worden dan
geen Legionella’s meer aangetroffen inde waterfase, bij RVS is de concentratie
bijzonder laag (33 kve/l) en alleen bij PVC-C is het gehalte nog hoger dan 100
kve/l.
1,E+05
Legionella-gehalte in kve/l
1,E+04
PVC-C
PEX
RVS
Cu
1,E+03
1,E+02
bepalingsgrens
1,E+01
bijstellen T naar 55 °C
1,E+00
800
810
820
830
verhogen T naar 60 °C
840
850
860
870
880
890
900
Tijd (dagen)
figuur 15 Verloop van de legionellaconcentratie in het water in de vierde onderzoeksfase.
In tabel 16 is per materiaal een overzicht gegeven van de berekende logverwijderingen voor Legionella in de waterfase in drie deelperiodes van deze
onderzoeksperiode waarbij er sprake was van verschillende watertemperaturen
tijdens tappingen.
tabel 16: Log-verwijdering voor Legionella in de waterfase als functie van de
watertemperatuur bij een huishoudelijk tappatroon.
periode
aantal
dagen
temperatuur
water tijdens
tapping
dag 820-833
13
50 °C
dag 837#-855
dag 870#-876
18
6
55 °C
60 °C
log-verwijdering Legionella in de
waterfase (cursief resultaat uit
controlebuis)
PE-X
PVC-C RVS
Cu
> 0,46
0
> 0,12
1,32
> 0,19
>0
>0
0,80
0,44
0
0,57
> 1,04
> 2,58
2,78
2,79
-
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 52 -
juli 2007
# bij de berekening van de log-verwijdering is aangenomen dat de concentratieniveau’s op dag 837
overeenkomen met die gemeten op dag 833 en die van dag 870 overeenkomen met die gemeten op dag
855.
Op het moment dat was vastgesteld dat bij geen van de materialen nog Legionella
kon worden aangetroffen in de waterfase, is aan het eind van de onderzoeksperiode
de biofilm bemonsterd (dag 911 en dag 946). Wat in de eerste plaats opvalt in het
overzicht van tabel 17 zijn de zeer hoge ATP-gehaltes in de biofilm die voor de
materialen een factor 5 tot 8 hoger liggen ten opzichte van de laatste bemonstering
aan het eind van de derde onderzoeksfase. In de tweede plaats valt op dat in de
biofilm van PVC-C op dag 911 nog steeds Legionella is aangetroffen. Op dag 925 is
alleen de biofilm voor PVC-C herbemonsterd (niet in tabel) en tijdens die
bemonstering is zowel in de onderzoeksbuis als in de controlebuis geen Legionella
meer aangetroffen (< 0,2 kve/cm2).
tabel 17 Overzicht van de (microbiologische) samenstelling van de biofilm in de
uitgenomen segmenten van de onderzoeksbuizen op de dagen 911 en 946 aan het eind van
onderzoeksfase 4
ATP
materiaal
PE-Xa
dag 911
dag 946
pg/cm2
7943
PVC-C
dag 911
dag 946
8023
RVS
dag 911
dag 946
5955
koper
dag 911
dag 946
3520
Legionella
KG
Cu(R2A)
totaal
2
2
kve/cm
kve/cm
mg/m2
<1
< 0,1
49
<0,1/ 34#
<1
< 0,1
<1
< 0,1
MnFetotaal
totaal
2
mg/m
mg/m2
-
-
-
-
# In de controlebuis wordt bij deze bemonstering nog Legionella aangetroffen.
10.3
Samenvatting onderzoeksresultaten vierde onderzoeksfase





Bij 55 °C mengwatertemperatuur en een huishoudelijk tappatroon is er bij RVS,
PVC-C en PE-X nauwelijks sprake van een afname van de
legionellaconcentraties in de waterfase. De logverwijdering binnen 18 dagen is 0
voor PVC-C, 0,44 voor PE-X en 0,57 voor RVS.
Koper vertoont bij 50 °C en 55 °C al wel een duidelijk afname van de
legionellaconcentraties in de waterfase. Bij 50 °C is de logverwijdering 1,32
binnen 13 dagen en bij 55 °C groter dan 1,04 binnen 18 dagen.
Verhogen van de mengwatertemperatuur tot 60 °C leidt wel bij alle materialen
tot het verdwijnen van legionellabacteriën in de waterfase. De logverwijdering
bedraagt circa 2,8 in 6 dagen.
In de biofilm zijn aan het eind van deze onderzoeksfase ATP-gehaltes
aangetroffen in de biofilm die een factor 5 tot 8 hoger liggen dan bij de laatste
bemonstering.
Na 41 dagen doorstromen met water van 60 °C volgens een huishoudelijk
tappatroon worden er in de biofilm van PVC-C nog steeds legionellabacteriën
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 53 -
juli 2007
aangetroffen in zeer lage aantallen (en na 76 dagen ook nog steeds in de
controlebuis), die niet leiden tot een meetbare concentratie in de waterfase.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 54 -
juli 2007
11 Totaaloverzicht van de onderzoeksresultaten
In figuur 16 en figuur 17 is het verloop van de legionellaconcentratie respectievelijk
het ATP-gehalte in de waterfase weergegeven voor alle opkweek- en
onderzoeksfasen. Bij figuur 17 moet worden opgemerkt dat het ATP-gehalte slechts
gemeten is tot en met de derde onderzoeksfase bij 25 °C. In figuur 18 en figuur 19 is
op vergelijkbare wijze het verloop van de legionellaconcentratie respectievelijk het
ATP-gehalte in de biofilm weergegeven.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 55 -
juli 2007
1,E+07
PVC-C
PEX
RVS
Cu
Legionella-gehalte in kve/l
1,E+06
1,E+05
1,E+04
1,E+03
1,E+02
bepalingsgrens
1,E+01
T37
O1
T55
T25
O2
O3
T55
1,E+00
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
Tijd (dagen)
figuur 16 Verloop van de legionellaconcentratie in de waterfase gedurende alle opkweek- en onderzoeksfasen
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 56 -
juli 2007
800
850
900
950 1000
100
ATP-gehalte in ng/l
PVC-C
PEX
RVS
Cu
10
T37
O1
T55
T25
O2
1
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Tijd (dagen)
figuur 17 Verloop van de ATP-concentratie in de waterfase gedurende alle opkweek- en onderzoeksfasen
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 57 -
juli 2007
500
550
600
1,E+05
PVCC
PEX
RVS
Cu
Legionella-gehalte in kve/cm2
1,E+04
1,E+03
1,E+02
1,E+01
1,E+00
0
100
O1
200
T37
300
T55
400
500
O2
T25
600
700
O3
800
900
T55
figuur 18 Verloop van de legionellaconcentratie in de biofilm gedurende alle opkweek- en onderzoeksfasen
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 58 -
juli 2007
1000
ATP-gehalte in pg/cm2
10000
1000
PVCC
PEX
RVS
Cu
100
0
100
O1
200
T37
300
400
T55
O2
500
T25
600
700
O3
figuur 19 Verloop van de ATP-concentratie in de biofilm gedurende alle opkweek- en onderzoeksfasen
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 59 -
juli 2007
800
900
T55
1000
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 60 -
juli 2007
12 Discussie
12.1
Algemene opmerking
In de hoofdstukken 4 tot en met 11 zijn in tabellen en grafieken de resultaten van
het onderzoek vastgelegd op basis van de in dit onderzoek verkregen
analyseresultaten en objectieve waarnemingen. Ten gevolge van de complexiteit
van de proefleidinginstallatie en de proefnemingen, die soms ten koste kunnen
gaan van de accuratesse van de afzonderlijke metingen, moet voor het
beantwoorden van de onderzoeksvragen met name worden gekeken naar de trends
in de resultaten en minder naar de afzonderlijke resultaten zelf. Hiermee is
rekening gehouden bij de discussie in dit hoofdstuk en bij de conclusies in
hoofdstuk 13.
12.2
Biomassaproductietest
De resultaten van de BPP-test in dit onderzoek zijn vergelijkbaar met die van eerder
onderzoek en leveren geen verrassing op. De relatief hoge waarden voor koper (in
dit onderzoek en eerder onderzoek) die het gevolg zijn van de aanwezigheid van
olie op de buitenzijde van het leidingmateriaal zijn storend in de testresultaten .
Mogelijk levert de aanwezigheid van (restanten van) organische stoffen aan de
buitenzijde van leidingen ook bij de andere materialen een beïnvloeding op van de
testresultaten. De BPP-test zou hierop moeten worden aangepast, zodanig dat de
buitenzijde van de leiding eerst grondig wordt schoongemaakt alvorens de stukjes
voor de test worden gezaagd.
De koperindustrie adviseert hiervoor een methode conform die genoemd in de
Europese Norm EN723 voor de meting van koolstof residu. Daarbij zou het
leidingdeel bijvoorbeeld (i) met siliconen pluggen worden afgesloten, (ii) worden
ontvet met trichloorethyleen, (iii) worden gedroogd, (iv) worden gespoeld in een
oplossing van 50 v/v % salpeterzuur en (v) twee keer worden gespoeld met
gedemineraliseerd water (laatste spoeling bij 80 °C) en ten slotte worden gedroogd
aan de lucht. Om verontreiniging afkomstig van de siliconen pluggen te vermijden
dienen de eindstukken te worden verwijderd.
12.3
Trage vermeerdering van legionellabacteriën in de opkweekfasen
In dit onderzoek kostte het veel tijd en moeite om legionellabacteriën op te kweken
in de leidingen van de proefleidinginstallatie. De eerste opkweekfase duurde 113
dagen, de tweede opkweek 99 dagen en de laatste opkweek maar liefst 262 dagen.
De lengte van die opkweekperiodes werd uitsluitend bepaald door de langzame
vermeerdering en soms zelfs sterfte van Legionella in de koperen leidingen tijdens
opkweekcondities. In de leidingen van de andere materialen was er aanzienlijk
sneller sprake van vermeerdering van legionellabacteriën. Mogelijk dat dit effect is
veroorzaakt door de hogere koperconcentraties (factor 100 ten opzichte van RVS/
PVC-c en factor 35-60 bij PE-X) die in de biofilm van de koperen leidingen zijn
aangetroffen en die de groei van Legionella hebben geremd. Mogelijk is het
veroorzaakt door een ongunstige samenstelling van de biofilm in het geval van
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 61 -
juli 2007
koper. In het koperen leidingensysteem moest tijdens een opkweekfase meerdere
malen een ent worden uitgevoerd om de groei op gang te brengen. Een
kortstondige thermische desinfectie van 5 minuten met water van 70 °C in de derde
opkweekfase bleek een gunstig effect te hebben op de snelheid van groei van
legionellabacteriën in de daaropvolgende periode waarin de opkweekcondities
waren hersteld. Dit wijst er op dat de samenstelling van de biofilm een belangrijke
rol speelt bij de groei van Legionella.
Er is ook een duidelijke installatietechnische oorzaak aanwijsbaar waardoor de
opkweek zo traag is verlopen. In deze installatie was het niet mogelijk om water te
circuleren over het boilersysteem en daarmee het hele systeem op temperatuur te
houden. Dat betekent dat een temperatuur voor optimale groei – namelijk een
mengwatertemperatuur van 37 à 40 °C - alleen werd bereikt tijdens een tapping. Na
de tapping neemt de temperatuur weer langzaam af tot kamertemperatuur. Het
verhogen van de tapfrequentie lijkt dan voor de hand liggend, maar dit leidt tot
meer uitspoeling van legionellabacteriën.
12.4
Invloed van de materialen op de vorming van biomassa/biofilm
Een opvallende constatering is dat het ATP-gehalte in de biofilm gedurende het
verloop van het onderzoek voor alle materialen is toegenomen ( zie figuur 19 ).
Bij de eerste meting van het ATP-gehalte in de biofilm op dag 112 (aan het einde
van de eerste opkweekperiode) was er voor alle materialen – met uitzondering van
koper – sprake van een grotere hoeveelheid biomassa op het materiaaloppervlak
dan tijdens de statische BPP-test. De verklaring hiervoor is dat de doorstroming van
de leidingen de biofilmvorming versterkt. De lagere hoeveelheid biomassa bij koper
in deze opstartfase ten opzichte van de BPP-test kan worden verklaard door het feit
dat de biomassahoeveelheid in de BPP-test voor een deel is toegeschreven aan een
laagje olie of vet aan de buitenkant van het materiaal (zie hoofdstuk 3). De
aanwezigheid van een dergelijk laagje olie of vet op de buitenzijde van de leiding
speelt uiteraard in de proefleidinginstallatie geen rol.
Bij de laatste meting op dag 911 waren de ATP-waarden in de biofilm een factor 10
(Cu) tot 40 (RVS) hoger dan bij de statische test. Het is niet duidelijk waardoor de
biofilmvorming tijdens het onderzoek is versterkt.
Aanvankelijk was de biofilmvorming op koper en RVS het laagst, maar na
onderzoeksfase 2, waarbij thermisch is gedesinfecteerd, nam de snelheid van
biofilmvorming op RVS toe waardoor eenzelfde biofilmconcentratie is bereikt als bij
PVC-C en PE-X.
Uit het verloop van de ATP-waarden in het water (figuur 17) kan worden afgeleid
dat tijdens recirculatiecondities in de opkweekfasen de ATP-waarden ongeveer een
factor 5 x hoger waren dan tijdens de onderzoeksfasen. Dit wijst er op dat zich
onder opkweekomstandigheden – waarbij er sprake is van minder verversing –
meer biomassa in het water bevond. Uiteindelijk waren onder
onderzoeksomstandigheden, dat wil zeggen met een doorstroming volgens een
huishoudelijk tappatroon, de ATP-waarden in het water voor alle materialen lager
dan tijdens de statische test.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 62 -
juli 2007
12.5
Invloed van de temperatuur
Dit onderzoek richtte zich in het bijzonder op de invloed van de watertemperatuur
op de ontwikkeling van Legionella in de waterfase bij doorstroming van leidingen
van verschillende materialen conform huishoudelijk gebruik.
In de onderzoeksfase met een mengwatertemperatuur van 37 °C is vastgesteld dat
na 180 dagen onderzoek de concentratieniveaus voor Legionella in de waterfase zich
vrij snel stabiliseren op waarden tussen 104 en 105 kve/l. In deze situatie worden de
hoogste concentraties gemeten in de koperen leidingen terwijl er tussen de andere
materialen minder grote verschillen zijn. De legionellaconcentraties in het water bij
het doorstromen van PE-X zijn hoger dan die bij PVC-C en RVS. Dit beeld
correspondeert met de gemeten gehaltes Legionella in de biofilm bij de verschillende
materialen. Overigens moet hier worden opgemerkt dat de meetwaarden voor
Legionella in het water in dit stadium van het onderzoek nog beïnvloed kunnen zijn
door de aanwezigheid van dode leidingstukjes ter plaatse van de afsluiters rond de
circulatiepomp.
Er is geen verklaring voor de afwijkende prestaties van koper in de eerste
onderzoeksfase (ten opzichte van eerder onderzoek). Een mogelijke bijdrage aan de
biofilmvorming van Loctite 638, een product dat ten onrechte is toegepast op een
aantal verbindingen in de installatie, kon door aanvullend onderzoek en
berekeningen vrijwel worden uitgesloten. Door de leverancier van de koperen
leidingen is aanvullend onderzoek uitgevoerd vanuit de gedachte dat wellicht een
andere morfologie van de corrosielaag een mogelijke oorzaak zou kunnen zijn voor
de prestaties van koper. Dit onderzoek geeft echter geen sluitend bewijs.
Doorstromen van de proefleidinginstallatie volgens een huishoudelijk tappatroon
met een mengwatertemperatuur van 25 °C (onderzoeksfase 3) heeft bij RVS, PVC-C
en PE-X weinig invloed op de legionellaconcentraties in de waterfase, maar bij
koper kunnen de legionellabacteriën zich zowel in de waterfase als in de biofilm
niet handhaven onder deze condities. Bij beide kunststoffen leidt het gedurende 100
dagen doorstromen van de leidingen met water van 25 °C via een huishoudelijk
tappatroon tot een geringe afname van de legionellaconcentraties in de waterfase (1
log vermindering in 100 dagen) en bij RVS tot een geringe stijging (0,21 log toename
in 100 dagen). Na doorstroming met water van 25 °C gedurende 100 dagen zijn de
legionellaconcentraties in de biofilm bij PVC-C en RVS het hoogst met
respectievelijk 4*102 en 103 kve/cm2, bij PE-X kleiner dan 10 kve/cm2 terwijl bij
koper geen legionellabacteriën meer worden aangetroffen. Uiteindelijk leiden deze
lagere concentraties in de biofilm ook tot lagere legionellaconcentraties in de
waterfase waarbij de concentratieniveaus in de waterfase corresponderen met die in
de biofilm (RVS en PVC-C tussen 103 en 104 kve/l, PE-X tussen 102 en 103 kve/l en
Cu tussen 0 en 102 kve/l).
De legionellaconcentraties gemeten in de biofilm aan het eind van de
onderzoeksfase waarbij is doorstroomd met water van 25 °C, zijn aanzienlijk lager
dan de legionellaconcentraties gemeten aan het eind van de onderzoeksperiode bij
37 °C. In het laatste geval zijn bij alle materialen concentraties gemeten hoger dan
104 kve/cm2.
Het onderzoek naar het effect van doorstroming van de proefleidinginstallatie met
water van 55 °C en 60 °C is twee keer uitgevoerd. Bij de eerste keer (onderzoeksfase
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 63 -
juli 2007
2) lukte het niet om bij 60 °C de legionellabacteriën volledig uit de waterfase te
verwijderen. Dit bleek te worden veroorzaakt door korte dode leidingstukjes tussen
de onderzoeksbuizen en de afsluiters voor de circulatiepomp, die zorgden voor de
nalevering van legionellabacteriën tijdens de bemonstering. In de dode
leidingstukjes zijn bij beide kunststoffen hoge concentraties (tot 105 kve/l) en bij
koper en RVS zeer hoge concentratieniveaus (tot 106 kve/l) vastgesteld. Het lijkt
aannemelijk dat het verschil is veroorzaakt door de warmtegeleiding van beide
metalen. Door uitname van leidingdelen uit de onderzoeksbuizen kon via
biofilmonderzoek inderdaad worden bevestigd dat bij alle materialen in de biofilm
geen Legionella meer aanwezig was. In het vervolg van het onderzoek is besloten om
na een opkweekfase (met circulatie via de pomp) consequent de dode leidingstukje
te verwijderen alvorens te starten met een onderzoeksfase (zonder circulatie).
Bij de herhaling van het onderzoek in onderzoeksfase 4 bleek het vervolgens bij alle
materialen, met uitzondering van koper, niet mogelijk om onder condities waarbij
met 55 °C wordt doorstroomd Legionella uit de waterfase te verwijderen. De
legionellaconcentraties in PVC-C, PE-X en RVS handhaafden zich op een niveau
tussen 104 en 105 kve/l. Alleen bij koper kon na 18 dagen doorstromen met 55 °C via
een huishoudelijk tappatroon geen Legionella meer worden vastgesteld in de
waterfase. Hieruit blijkt dat – met uitzondering van koper – de legionellabacteriën
in de biofilm zich in de periodes tussen de tappingen in voldoende mate kunnen
herstellen van de thermische desinfectie tijdens de tappingen met 55 °C. De langste
periode van herstel bedraagt 7 uur en 15 minuten (nachtperiode). In die situatie
koelt de inhoud van de leiding af tot kamertemperatuur (ongeveer 22 °C). In totaal
wordt er 36 minuten getapt. De langste tapping duurt 13,3 minuten (douchetapping
in de avond), waarbij het iets meer dan één minuut duurt voordat de hele leiding
op temperatuur is. Effectief vindt er dan thermische desinfectie plaats gedurende 12
minuten met water van 55 °C.
Op basis van beschikbare data wordt bij 55 °C een decimale reductietijd (1
logverwijdering) verwacht van 50 minuten. Bij 60 °C is de decimale reductietijd
ongeveer 2 minuten (zie bijlage IV).
Pas nadat de temperatuur werd verhoogd tot 60 °C is er ook bij PVC-C, PE-X en
RVS sprake van een relatief snelle afname van de legionellaconcentraties in de
waterfase (2,8 log-verwijdering in 6 dagen).
12.6
Vergelijking met eerder onderzoek
Door Rogers et al. is in 1994 gepubliceerd over onderzoek in een (laboratorium)
model drinkwatersysteem waarbij het effect van materiaalkeuze en temperatuur op
de biofilmvorming en groei van Legionella is onderzocht. De onderzochte materialen
in dit onderzoek waren polybutyleen, PVC-C en koper. Het onderzoek is
uitgevoerd bij 20, 40, 50 en 60 °C. De resultaten van dit onderzoek kunnen als volgt
worden samengevat:
 bij 20 °C levert Legionella pneumophila slechts een beperkte bijdrage aan de
biofilmpopulatie op polybutyleen en PVC-C, maar blijkt afwezig bij koper;
 bij 40 °C is Legionella pneumophila in de grootste aantallen aanwezig in de
biofilms van de verschillende materialen waarbij het meer dan 50 % uitmaakt
van de totale biofilm-populatie;
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 64 -
juli 2007


Legionella pneumophila was in staat om bij 50 °C te overleven in de biofilms op
het oppervlak van polybutyleen en PVC-C maar was afwezig bij koper;
bij 60 °C kon Legionella pneumophila bij geen van de materialen meer worden
aangetroffen.
Hoewel de onderzoeksmethode duidelijk afwijkt van de methode in dit onderzoek
(die veel meer een simulatie is van een leidingwatersysteem in de praktijk) zijn er
duidelijke overeenkomsten in de resultaten. De teneur van de conclusies bij 20, 40,
50 en 60 °C uit het onderzoek uit 1994 komen opvallend genoeg overeen met die uit
dit onderzoek bij 25, 37, 55 respectievelijk 60 °C.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 65 -
juli 2007
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 66 -
juli 2007
13 Conclusies
Onderstaande conclusies zijn gebaseerd op het in dit rapport beschreven
onderzoek waarbij in een proefleidinginstallatie met verschillende
leidingmaterialen de ontwikkeling van Legionella-bacteriën is onderzocht uitgaande
van doorstroming met drinkwater afkomstig van PS Tull in ’t Waal
(voorzieningsgebied Nieuwegein). Ten gevolge van de complexiteit van deze
proefleidinginstallatie en de proefnemingen, is voor het beantwoorden van de
onderzoeksvragen en het opstellen van onderstaande conclusies met name gekeken
naar de trends in de resultaten en minder naar de afzonderlijke resultaten zelf.
1. Het kweken van legionellabacteriën in de opkweekfasen kostte vooral in de
koperen leidingen opvallend veel tijd en moeite. De enting van de koperen
leidingen moest in alle opkweekfasen diverse malen worden herhaald. Wat
waarschijnlijk te wijten was aan het niet kunnen recirculeren over de boiler in
deze proefleidinginstallatie.
2. Een mengwatertemperatuur van 37 °C in combinatie met een huishoudelijk
tappatroon leidde – na een opkweekperiode - tot een stabilisatie van de
legionellaconcentraties in de waterfase tussen 1*104 en 1*105 kve/l. Deze
resultaten kunnen beïnvloed zijn door de aanwezigheid van ‘dode’
leidingstukjes (zie conclusie 4).
3. In algemene zin zijn er weinig verschillen waargenomen tussen de prestaties
van de verschillende materialen in dit onderzoek, met uitzondering van koper.
De legionellaconcentraties in de waterfase en in de biofilm waren bij koper
tijdens het gehele onderzoek lager dan bij de andere materialen, behalve in de
onderzoeksfase bij 37 °C (onderzoeksfase 1). Bovendien was alleen bij koper de
thermische desinfectie afdoende bij het doorstromen van de koperen leidingen
met water van 55 °C volgens een huishoudelijk tappatroon.
4. Relatief kleine ‘dode’ leidingstukjes in een leidingwatersysteem ter hoogte van
het monsternamepunt waren verantwoordelijk voor een onjuist beeld van de
concentratie legionellabacteriën in dat leidingwatersysteem. Deze leidingstukjes
- met een lengte van 3 tot 10 centimeter – bevonden zich tussen de
onderzoeksbuizen en de afsluiters in de leidingen naar de circulatiepomp. In de
dode leidingstukjes zijn concentraties legionellabacteriën aangetroffen tot 2*106
kve/l. In het vervolg van het onderzoek zijn deze dode leidingstukjes na een
opkweekfase consequent verwijderd. (Onderstaande conclusies zijn er dan ook
niet meer door beïnvloed).
5. Een mengwatertemperatuur van 25 °C in combinatie met een huishoudelijk
tappatroon (inclusief een douchetapping) hadden gedurende een periode van
bijna 100 dagen nauwelijks invloed op de concentratie legionellabacteriën in de
waterfase. Bij RVS, PVC-C en PE-X kon de legionellabacterie zich onder deze
condities zowel in de biofilm als in de waterfase handhaven. Bij koper was aan
het eind van de onderzoeksperiode Legionella niet meer aantoonbaar (in de
biofilm en in de waterfase).
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 67 -
juli 2007
6. Een mengwatertemperatuur van 55 °C in combinatie met een huishoudelijk
tappatroon leidde bij RVS, PVC-C en PE-X tot geen of slechts een zeer geringe
afdoding van legionellabacteriën in de waterfase (maximaal 0,57 logverwijdering in 18 dagen). In de koperen onderzoeksbuizen verdween onder
deze omstandigheden Legionella wel volledig. Een mengwatertemperatuur van
60 °C in combinatie met een huishoudelijk tappatroon leidde bij RVS, PVC-C en
PE-X tot volledige desinfectie. De onderlinge verschillen tussen de materialen
waren hierbij gering (2,8 logverwijdering in 6 dagen).
7. De berekende logverwijderingen bij 55 °C en 60 °C tonen aan dat de
legionellabacteriën in de biofilm zich in de perioden tussen de tappingen
(gedeeltelijk) konden herstellen. De langste periode waarin niet is getapt
bedroeg 7 uur (nachtperiode). In totaal is er dagelijks 36 minuten getapt, de
langste tapping duurde 13,3 minuten.
8. Dit onderzoek toont de juistheid aan van de algemeen geformuleerde eis in
NEN 1006 die stelt dat in een collectieve warmwaterinstallatie een temperatuur
moet worden bereikt aan de tappunten van ten minste 60 °C voor het bereiken
van voldoende thermische desinfectie in de leidingen van die installatie. Het
type leidingmateriaal maakt dan niet uit. Tegelijkertijd toont dit onderzoek aan
dat de vergelijkbare eis van 55 °C voor warm water in woninginstallaties – met
uitzondering van situaties waarbij koper wordt toegepast – waarschijnlijk leidt
tot onvoldoende thermische desinfectie.
De hypothese dat “het met betrekking tot de aanwezigheid van Legionella niet uitmaakt
welk materiaal wordt toegepast in een leidingwaterinstallatie zolang men zich houdt aan het
thermische beheersconcept” (zie paragraaf 1.3) is in dit onderzoek bewezen voor zover
men daarbij uitgaat van het handhaven van temperaturen lager dan 25 °C en hoger
dan 60 °C. In die situatie heeft het voorliggende onderzoek aangetoond dat de
verschillen tussen de materialen relatief gering zijn. Bij 60 °C kan – onder invloed
van een huishoudelijk patroon – Legionella zich bij geen van de materialen
handhaven in de biofilm (en in de waterfase). Bij 25 °C kan Legionella zich bij alle
materialen (behalve koper) weliswaar handhaven, maar er is geen sprake meer van
groei en de concentraties in de biofilm zijn laag.
Deze vaststelling geldt voor alle collectieve leidingwaterinstallaties in Nederland
waarin het thermische beheersconcept met succes wordt toegepast en voldaan is
aan de NEN 1006. Beide aspecten zijn noodzakelijk voor optimaal legionellabeheer.
Voor collectieve leidingwaterinstallaties is dan ook op basis van dit onderzoek geen
beleidswijziging noodzakelijk.
Voor woninginstallaties – waarbij wordt uitgegaan van 55 °C op de tappunten –
blijkt uit dit onderzoek dat de keuze van het leidingmateriaal mogelijk wel uit kan
maken. Voor deze kleinschalige leidingwaterinstallaties is echter geen specifiek
beleid ontwikkeld op het gebied van legionellapreventie omdat de overheid het
legionellarisico van deze installaties daarvoor niet groot genoeg acht. Omdat in de
afgelopen jaren toch regelmatig legionellabacteriën worden aangetroffen in
woninginstallaties - waarbij er in een aantal gevallen ook sprake is van een
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 68 -
juli 2007
identificatie als infectiebron - is het aan te bevelen om de norm van 55 °C die via
NEN 1006 en het Bouwbesluit is geïntroduceerd voor deze categorie te wijzigen
naar 60 ºC.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 69 -
juli 2007
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 70 -
juli 2007
14 Literatuur
Van der Kooij, D. and H. Veenendaal, 1994. Assessment of the biofilm formation
potential of synthetic materials in contact with drinking water during distribution.
Proc. American Water Works Association Water Quality Technology Conference 711 november 1993.
Van der Kooij, D. and H. Veenendaal, 1994, 2001. Biomass production potential of
materials in contact with drinking water: method and practical significance. Wat.
Sci. Technol. Wat. Supply 1(3): 39-45.
Van der Kooij, D.,H. Veenendaal en J. Vrouwenvelder. Invloed van
leidingmaterialen op biofilmvorming en groei van legionellabacteriën in een
proefleidinginstallatie. KWR-rapport 02.090, februari 2003
Veenendaal, H.R. and D. van der Kooij, 1999. Biofilmvormingspotentie van
leidingmaterialen voor binneninstallaties: meetresultaten en beoordeling. Kiwa
rapport 1999. KOA 99.079.
Rogers, J., Dowsett, A.B., Dennis, P.J., Lee J.V. and Keevil C.W. Influence of
temperature and plumbing material selection on biofilm formation and growth of
Legionella pneumophila in a model ptable water system containing complex
microbial flora. Applied and Environmental Microbiology. Vol. 60 , No. 5, 1994 (pp.
1585-1592).
Oesterholt, F.I.H.M. en D. van der Kooij, 2006. Evaluatie van praktijktesten met
alternatieve technieken voor legionelapreventie. KWR-rapport 05.066, mei 2006.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 71 -
juli 2007
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 72 -
juli 2007
I Bijlage: oorspronkelijk onderzoeks- en
meetprogramma
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 73 -
juli 2007
Invloed leidingenmaterialen op groei van Legionella
Overzicht onderzoeksprogramma
Uitgangspunten
aantal te onderzoeken materialen
aantal te onderzoeken watertypes
Onderzoek
4
1
1 groeibevorderend, 1 groeiremmend en 1 groeineutraal
materiaal (ref.)
DW
Per materiaal
Per watertype
frequentie
aantal analyses
Kiwa punten
Kiwa punten
1/maand
per fase
per analyse
totaal
Tijdplanning
week
1
1
5
t/m week
1
4
8
Uitvoeren standaard BPP-test voor het materiaal
Fase 1: opbouw biofilm; enten Legionella
metingen water
Legionella (NEN 6265)
ATP
Fase 2: opkweken Legionella zonder tappatroon
metingen water
Legionella (NEN 6265)
ATP
koloniegetal
ontsluiting
koper
ijzer
mangaan
metingen biofilm (uitvoeren aan het eind van fase 2)
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 74 -
juli 2007
1
1
350
350
4
4
4
4
30
8
120
32
4
4
4
0,5
0,5
0,5
0,5
4
4
4
1
1
1
1
30
8
10
15
10
10
6
120
32
40
15
10
10
6
9
34
voorbehandelen biofilm
Legionella (NEN 6265)
ATP
koloniegetal
ontsluiting
koper
ijzer
mangaan
metingen controlebuis (duplo)
Legionella (NEN 6265)
ATP
Totaal punten fase 1 + 2
Fase 3: instellen normaal tappatroon bij 25 grC
metingen water
Legionella (NEN 6265)
ATP
koloniegetal
ontsluiting
koper
ijzer
mangaan
metingen biofilm (o.a. aan het eind van fase 3)
voorbehandelen biofilm
Legionella (NEN 6265)
ATP
koloniegetal
ontsluiting
koper
ijzer
- 75 -
1
1
1
1
1
1
1
1
15
30
8
10
15
10
10
6
15
30
8
10
15
10
10
6
2
2
2
2
30
8
60
16
565
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
juli 2007
1
1
1
0,5
0,5
0,5
0,5
6
6
6
3
3
3
3
30
8
10
15
10
10
6
180
48
60
45
30
30
18
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
3
3
3
3
3
3
3
15
30
8
10
15
10
10
45
90
24
30
45
30
30
mangaan
metingen controlebuis (duplo)
Legionella (NEN 6265)
ATP
Totaal punten fase 3
Per materiaal
Per watertype
Onderzoek
0,5
3
6
18
0,5
0,5
3
3
30
8
90
24
837
frequentie
aantal analyses
Kiwa punten
Kiwa punten
1/maand
per fase
per analyse
totaal
Tijdplanning
week
35
39
t/m week
38
64
Fase 4: herstel Legionella in biofilm bij 37 grC
metingen water
Legionella (NEN 6265)
ATP
Fase 5: normaal tappatroon instellen bij 37 grC
metingen water
Legionella (NEN 6265)
ATP
koloniegetal
ontsluiting
koper
ijzer
mangaan
metingen biofilm (o.a. aan het eind van fase 5)
voorbehandelen biofilm
Legionella (NEN 6265)
ATP
koloniegetal
ontsluiting
koper
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 76 -
juli 2007
4
4
4
4
30
8
120
32
1
1
1
0,5
0,5
0,5
0,5
6
6
6
3
3
3
3
30
8
10
15
10
10
6
180
48
60
45
30
30
18
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
3
3
3
3
3
3
15
30
8
10
15
10
45
90
24
30
45
30
65
70
ijzer
mangaan
metingen controlebuis (duplo)
Legionella (NEN 6265)
ATP
Totaal punten fase 4 + 5
Fase 6: normaal tappatroon instellen bij 55 grC
metingen water
Legionella (NEN 6265)
ATP
koloniegetal
ontsluiting
koper
ijzer
mangaan
metingen biofilm (aan het eind van fase 6)
voorbehandelen biofilm
Legionella (NEN 6265)
ATP
koloniegetal
ontsluiting
koper
ijzer
mangaan
metingen controlebuis (duplo)
Legionella (NEN 6265)
ATP
Totaal punten fase 6
- 77 -
3
3
10
6
30
18
0,5
0,5
3
3
30
8
90
24
989
6
6
6
1
1
1
1
9
9
9
1
1
1
1
30
8
10
15
10
10
6
270
72
90
15
10
10
6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
15
30
8
10
15
10
10
6
15
30
8
10
15
10
10
6
3
3
4
4
30
8
120
32
729
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
0,5
0,5
juli 2007
II Bijlage: overzicht analyseresultaten
waterfase en biofilm
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 78 -
juli 2007
buis 1
buis 2
PEX
Parameter
38110
Eenheid
Datum
Legionella
ng/ l
dag
sd
PEX
84,74
1,49
15
18-05-04
15
42,11
0,45
15
25-05-04
22
23,04
01-06-04
29
20,21
0,89
15
21-06-04
49
19,68
7,89
15
05-07-04
63
9,58
0,15
657000
13-07-04
71
10,53
0,45
20-07-04
78
24,21
0,3
27-07-04
85
17,26
0,89
67000
Legionella
ng/ l
sd
sd
PVC-C
kve/l
sd
PVC-C
22,32
0,45
103000
21000
18,95
0,15
10000
10000
31,47
3,72
27000
15000
21,68
3,87
80000
119000
6,74
0,6
120000
133000
12000
30,32
2,83
1240000
160000
18,32
0,89
31000
19,26
0,45
53000
27,89
0,15
15
6000
23000
sd
buis 6
sd
Legionella
ng/ l
sd
21,26
1,04
67000
15000
41,79
1,34
737000
87000
buis 7
sd
RVS
11,26
0
15
10,11
1,04
15
9,68
0,45
Legionella
ng/ l
sd
0,15
15
0,89
40000
44000
4,32
1,04
27000
863000
101000
8,42
0,15
227000
80000
9,16
1,34
203000
21000
9
0,15
buis 8
sd
Legionella
ng/ l
sd
sd
15,71
8,11
0,89
15
12,42
0
15
ATP
kve/l
Cu
9,79
sd
Koper
ATP
kve/l
15
8,32
17,89
sd
Koper
ATP
kve/l
RVS
sd
RVS
ATP
kve/l
sd
303000
3000
Legionella
ng/ l
1,49
0,3
buis 5
RVS
ATP
48,11
31,05
sd
PVC-C
ATP
kve/l
sd
7
03-08-04
Legionella
ng/ l
10-05-04
buis 4
PVC-C
ATP
kve/l
PEX
buis 3
PEX
ATP
Cu
Legionella
ng/ l
sd
kve/l
Cu
sd
Cu
12,53
0,3
15
11,68
0,15
15
12,63
0,45
8200
8,53
0,6
15800
7,95
15
0,3
5,09
15
15
9,89
0,3
15
13,68
0
200
12000
5,26
0,3
50
43000
25000
5,79
0,3
33
37000
21000
7,47
1,04
15
57000
15000
6,84
0,74
15
92
13,37
0
16,74
2,68
7,47
0,3
8,11
0
10-08-04
99
12,53
0,45
370000
87000
33,05
7,74
223000
42000
5,47
1,19
33000
21000
29,37
0,15
770
23-08-04
112
11,42
0
97000
55000
80,16
1,34
680000
125000
7,53
0,45
10000
10000
9,95
1,19
3970
21-09-04
141
50,63
2,68
393000
13,26
1,04
107000
8,63
0,15
23300
7,37
0,74
16700
5,58
1,49
30000
4,32
1,79
13300
10,84
2,98
19900
20-10-04
170
4,68
0,15
10000
3,63
1,34
8000
2,47
0,6
3000
8,79
0
50000
16-11-04
197
14,74
0,74
86670
5,47
0,15
15730
11,16
1,04
8200
9,26
0,45
94670
5,26
0,15
8070
4,63
0,45
8070
13,26
0,15
88670
07-12-04
218
7,21
0,6
28670
5,74
0
22600
3,95
0,15
10070
9,63
5,51
13330
2,37
0,6
16730
2,37
0,3
122200
8,68
0,6
73670
0,45
69000
14-12-04
225
6,05
1,19
23270
6,68
0,89
19530
4,26
1,04
19800
4,47
0,45
25200
4,58
1,19
48730
1,63
0,3
9870
8,68
1,04
143830
6,89
0,6
68500
21-12-04
232
7,47
0,3
39130
7,68
0,3
31600
7,89
0
50870
4,42
0,74
14470
3,37
0,45
40800
4,95
0,3
63800
10,95
0,15
204170
11,47
0,89
80170
28-12-04
239
6,32
0
23530
8,11
1,64
34730
2,63
0,15
19400
4,21
0,3
13130
1,58
0,45
9200
1,79
0,45
7930
10,63
1,34
158670
10,42
0,15
79000
04-01-05
246
5
0
30130
7,21
1,04
32270
2,47
0,3
10730
2,89
0,3
17130
1,11
0,15
10070
1,42
0
4930
6,05
0,3
142330
7,11
0,3
63500
11-01-05
253
9,79
0,3
28800
9,68
0,45
39800
7,47
0
44300
7,37
47470
2,95
0,45
18000
3,05
0,3
8500
9,16
0,3
153000
13,05
0,15
201000
19-01-05
261
3,95
0,3
18730
2,26
0,3
9330
1,74
0,15
7000
5,63
1,2
59830
27-01-05
269
3,21
0,15
13330
3,63
1,84
0,3
8070
22-02-05
295
6,95
0
39270
2,32
0,6
15670
01-03-05
302
4,74
0,6
91670
1,79
0,3
75000
9,16
1,19
36200
04-03-05
305
3,11
3,42
1,04
7600
08-03-05
309
5,05
0,45
50000
1,26
0,15
6230
7,58
0,74
600
11-03-05
312
5,32
0
15-03-05
316
5,21
22-03-05
323
3,84
29-03-05
330
4,11
05-04-05
337
3,16
12-04-05
344
3,79
19-04-05
351
02-05-05
364
44,4
13-05-05
375
18,9
25-05-05
387
15,7
06-06-05
399
15
07-06-05
400
15
09-06-05
402
22-06-05
415
15
14-07-05
437
2767
19-07-05
442
10,6
0,74
1167
13,4
0,45
8850
9,8
0,45
9900
11,8
3,3
250
23-08-05
477
9,58
0,74
570
8,74
1,04
4130
11,7
1,04
2270
6,95
0
15
27-09-05
512
6,95
0,3
70
13,37
2,23
670
11,6
0,3
2230
51,9
1,64
70
01-11-05
547
6,63
1,19
130
20,74
2,38
630
31,05
4,17
16170
29,1
1,64
15
17,05
1,34
15
15-12-05
591
15
03-02-06
641
15
31-03-06
697
11-05-06
738
233
3833
3233
29-05-06
756
1433
19700
17200
22-06-06
780
20-07-06
808
33700
01-08-06
820
100000
04-08-06
823
100000
08-08-06
827
50000
11-08-06
830
100000
14-08-06
833
35000
23-08-06
842
6670
100000
6670
50
05-09-06
855
12700
100000
20500
15
26-09-06
876
15
165
33
15
03-10-06
883
15
633
17-10-06
897
14-11-06
925
0,74
8930
4,53
0,15
12400
5,26
1,34
75000
4,95
0,89
56330
8,16
1,19
9770
8,84
0,45
30770
11,37
0,15
11370
20750
7,63
1,19
2530
4,47
0,3
9500
15,84
0,15
4430
2,58
0,74
1,04
2400
14,89
0,89
1630
6,05
0,6
0,89
900
13,05
0,15
400
3,58
0,45
0,74
500
10,32
0,45
70
3,26
0,3
0,45
1270
13,05
0,74
30
3,58
0,15
15
19,21
4,17
15
2,26
1500
36,4
1,49
230
0,3
830
34,7
1,19
0,89
1870
30,5
2,1
44270
7,44
4,79
0
65000
7,68
0,45
156000
7,05
2,38
57330
6,26
0,6
5870
6,53
0,15
570
1370
5,53
0,3
100
670
5,21
570
8,68
0,15
70
4,63
0,15
15
4,63
0,45
400
15
6
1,33
1330
0,74
15
5,11
1,49
15
22,5
2,98
17300
17,6
0,89
2170
2500
22,7
0,89
5170
12,16
0
15
1930
31,42
2,23
25970
13,11
0,15
15
8,53
0
50000
12
0,45
7900
1,58
14
49070
0,3
770
230
2130
270
15
651
9,37
0,6
30
37,7
4,91
3970
80,3
2,38
26600
450
67
15
700
30800
100000
100000
22400
100000
100000
100000
100000
100000
100000
33400
100000
65000
100000
75000
15
cursief betekent " kleiner dan"
100000 vet betekent " groter dan"
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 79 -
juli 2007
11400
24600
14100
100000
100000
100000
15
15
2870
100000
100000
2050
13000
750
100000
550
3860
sd
buis 1
PEX
BIOFILM
Parameter
ATP
Eenheid
Datum
dag
buis 2 (controle)
PEX
Legionella
pg/ cm2
kve/cm2
PEX
PEX
ATP
pg/ cm2
buis 3
PVCC
Legionella
kve/cm2
ATP
buis 4 (controle)
PVCC
Legionella
pg/ cm2
kve/cm2
PVCC
PVCC
ATP
pg/ cm2
buis 5
RVS
Legionella
kve/cm2
ATP
buis 6 (controle)
RVS
Legionella
pg/ cm2
kve/cm2
RVS
RVS
ATP
pg/ cm2
buis 7
Cu
Legionella
kve/cm2
ATP
buis 8 (controle)
Koper
Legionella
pg/ cm2
kve/cm2
Cu
Cu
ATP
pg/ cm2
Legionella
kve/cm2
23-08-2004
112
643
8,90E+03
-
-
520
1,30E+04
-
-
181
3,40E+02
-
-
168
2,40E+00
-
-
23-11-2004
204
528
2,50E+04
308
2,40E+04
1442
2,80E+04
265
9,60E+03
141
1,34E+04
168
1,10E+04
168
1,30E+04
199
8,40E+03
22-02-2005
295
460
3,40E+04
661
2,70E+04
295
2,37E+04
341
9,55E+04
19-04-2005
351
911
1,00E+00
805
1,00E+00
754
1,00E+00
357
1,00E+00
01-11-2005
547
966
2,70E+00
703
3,90E+02
601
2,70E+00
530
2,70E+00
31-10-2006
911
7943
1,00E+00
8023
4,94E+01
3520
1,00E+00
14-11-2006
925
05-12-2006
946
1340
1,10E-01
cursief
8,00E+00
1,10E-01
890
7,60E+02
1,00E+00
2,20E-01
1,10E-01
3,40E+01
betekent "kleiner dan"
Overzicht overige analyses in de waterfase
Datum
13-07-2004
Parameter
23-08-2004
21-09-2004
16-11-2004
22-02-2005
01-11-2005
buis 1
buis 3
buis 5
buis 7
PEX
PVC-C
RVS
Koper
7,74
7,75
7,83
7,8
106
52,1
29,1
1340
pH
koper
27-07-2004
Eenheid
µg Cu/l
pH
7,72
7,74
7,72
7,7
koper
µg Cu/l
104
17,5
23,8
1120
Koper-totaal
µg/l
115
55
19
1145
Mangaan-totaal
µg/l
11
26
9
11
Ijzer-totaal
mg/l
0,14
1,40
< 0,10
< 0,10
Koper-totaal
µg/l
36
<2
2,2
155
Mangaan-totaal
µg/l
3,3
1,8
1,7
1,3
Ijzer-totaal
mg/l
0,3
< 0,10
< 0,10
< 0,10
Koper-totaal
µg/l
138
< 2,0
397
523
Mangaan-totaal
µg/l
21
9,2
8,8
14
Ijzer-totaal
mg/l
0,44
< 0,1
< 0,1
0,18
Koper-totaal
µg/l
90
7,3
9,1
1030
Mangaan-totaal
µg/l
8,6
8,5
6,4
8,9
Ijzer-totaal
mg/l
< 0,10
0,1
< 0,10
< 0,10
koper
µg/l
58
8,1
31
1075
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 80 -
juli 2007
1307
9,98E+02
5955
1,00E+00
1,00E-01
1506
9,70E+02
1,00E-01
9,00E-02
9,00E-02
III Bijlage: nader onderzoek bijdrage
Loctite aan ATP-gehalte in water en
biofilm
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 81 -
juli 2007
Test with Loctite on two identical copper connections.
The connection was made using Loctide.
The internal connection was swabbed
netto weight
weight
with Loctite
amount of
Loctite
on test piece
weight
swab
[g]
[g]
[g]
[g]
test piece 1
test piece 2
mean value
67,17
67,47
number of similar connection in copper test rigs (both pipes)
0,0625
max. biological growth on Loctite as analysed
by Kiwa in Novembre 2004
25
max. contribution of Loctite on formation
of biological material in the copper test rigs
40 m
15 mm
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 82 -
0,19
0,17
0,18
2,340
2,260
25
total amount of Loctite at the inside of connections
ATP-amount in biofilm measured in April 2005
total copper surface in test rig
length
diameter
67,36
67,64
weight
after swabbing
inside of
connection
2,343
0,003
2,262
0,002
0,0025
juli 2007
gram
ng ATP/mg Loctite
1563
ng ATP
357
18850
pg/cm2
cm2
1,6%
1,2%
1,4%
total ATP-amount in biofilm test rig copper
6729
ng ATP
Mean ATP-concentration in water in research period (copper)
Correction for drinking water; mean ATP-content in drinking water
Netto mean ATP-concentration in water in research period
(copper)
total number of weeks
24-10-05
number of days
15 week research 4 weeks startup conditions
number of research weeks
number of weeks with start-up conditions
10,6
3,0
ng/l
ng/l
water during research period for two Cu rigs
water during startup period for two Cu rigs
7,6
76
73416
555025
0,28%
total ATP-amount in water test rig copper
contribution Loctite to ATP in water and biofilm
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
- 83 -
juli 2007
ng/l
weken
60
16
162
48
total amount of water in period
© Kiwa Water Research
10-05-04
532,00
liter/24 h
liter/24 h
liter
ng ATP
IV Bijlage: thermal disinfection of
Legionella in water
Periodically heating the water in the (warm) water system can be considered
to be an effective method for the deactivation of Legionella, provided a
sufficiently high temperature can be achieved everywhere in the system. This
method also attacks the biofilm in the system, which can be flushed away
gradually after the water has cooled off. In the English-language literature,
this treatment method is called the “superheat-and-flush method”. The time
required is directly dependent upon the temperature that can be achieved.
Various studies have determined the time (D value) needed for a decimal
reduction (90%) of the number of Legionella bacteria suspended in water
(Kiwa data; Dennis et al., 1984; Schulze et al., 1987). The deactivation speeds
were of the same order. However, these speeds were shown to depend on the
cultivation history of the strain, where Legionella cultivated in water was
clearly more resistant than Legionella cultivated in a laboratory medium
(Figure 1). A comparable deactivation kinetic was detected in recent research:
at 45°C, the D value is 2500 minutes; at 50°C, it is 380 minutes, at 60°C, it is
less than 5 minutes and at 65°C it is less than 1 minute (Lin et al, 1998).
Decimal reduction time (min)
1000
Kiwa, cultued in waterr
Kiwa, strain from medium
Dennis e.a. 1984, Schulze e.a. 1987
100
10
1
48
50
52
54
56
58
60
62
Temperature (oC)
Figure 1. Deactivation of Legionella at different temperatures.
references
Kiwa data (not published)
Dennis, P.J., D. Green and B.P.C. Jones. 1984. A note on the thermotolerance
of Legionella. J. Appl. Bacteriol. 56:349-350.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 84 -
juli 2007
Schulze-Röbbecke, R., M. Robber, M. Exner. 1987. Vermehrungs-und
Abtötungstemperaturen natürlich vorkommender Legionellen. Zbl. Bakt.
Hyg. 184:495-500.
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 85 -
juli 2007
V Bijlage: tappatroon C: Tapschema NEN
5128 klasse 1
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 86 -
juli 2007
tapdebiet = 3,5 liter/minuut
nr. tapping
hoeveelheid
liter
uur
minuut
70
7 15
7 30
80
90
95
10 0
10 30
10 35
10 45
11 0
11 30
11 32
11 34
13 0
13 5
13 25
13 27
13 29
14 0
14 30
14 35
14 45
14 48
14 51
15 0
16 0
16 10
16 20
16 30
18 0
18 5
18 25
18 27
18 29
19 30
19 35
19 40
19 45
19 50
20 0
20 10
21 0
22 0
22 30
23 0
23 15
23 30
23 45
totaal
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
4
0
4
1
1
1
1
1
0,5
1
1
1
1
1
5
5
2
2
2
1
1
0,5
1
1
0,5
2
1
0,5
0,5
1
5
5
2
2
2
1
1
0,5
1
1
1
2
1
1
1
2
4
46,7
4
127,7
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 87 -
juli 2007
VI Bijlage: gemiddelde drinkwatersamenstelling PS Tull en ‘t Waal
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 88 -
juli 2007
120
122
126
174
176
180
184
200
222
230
232
240
244
246
250
271
279
281
283
301
Omschrijving
Temperatuur
Zuurstof
Troebelingsgraad
Geur, kw alitatief
Smaak, kw alitatief
Zuurgraad
Saturatie-index
EGV (elek. geleid.verm., 20 ° C)
Waterstofcarbonaat
Chloride
Sulfaat
Natrium
Calcium
Magnesium
Totale hardheid
Ammonium
Somparameter [nitraat]/50 + [nitriet]/3
Nitriet
Nitraat
IJzer
Eenheid
Gemiddeld Minimum
°C
13.0
12.0
mg/l O2
8.99
6.91
FTE
0.107
< 0.10
0
0
0
0
pH
7.87
7.82
SI
0.487
0.398
mS/m
38.8
37.7
mg/l HCO3
259
256
mg/l Cl
10.5
9.48
mg/l SO4
< 1.0
< 1.0
mg/l Na
12.3
12.0
mg/l Ca
68.7
63.8
mg/l Mg
5.57
5.12
mmol/l
1.94
1.80
mg/l NH4
< 0.040
< 0.040
mg/l
0.0191
0.0127
mg/l NO2
< 0.0070 < 0.0070
mg/l NO3
0.881
0.583
µg/l Fe
41.0
18.0
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 89 -
juli 2007
Maximum
14.0
10.0
0.820
0
0
8.04
0.649
39.4
264
11.4
< 1.0
12.9
71.8
5.85
2.03
< 0.040
0.0243
0.00921
1.12
176
306
310
314
322
324
326
332
334
340
342
368
382
386
401
412
459
600
612
640
644
654
Omschrijving
Mangaan
Aluminium
Arseen
Boor
Cadmium
Chroom
Kw ik
Lood
Nikkel
Seleen
Koper
Fluoride
Cyanide
Totaal organisch koolstof (TOC)
Kleurintens., Pt/Co-schaal
PAK, 6 van Borneff
Koloniegetal 22 ° C, 3 dg GGA-gietplaat
Bacteriën Coligroep (37 ° C, onbevestigd)
Aeromonas spp. 30 ° C
Sporen van sulfiet-reducerende clostridia
Legionella spp. (onbevestigd)
Eenheid
Gemiddeld Minimum
µg/l Mn
9.02
4.60
µg/l Al
23.6
16.1
µg/l As
< 0.10
< 0.10
mg/l B
< 0.10
< 0.10
µg/l Cd
< 0.50
< 0.50
µg/l Cr
< 1.0
< 1.0
µg/l Hg
< 0.010
< 0.010
µg/l Pb
< 3.0
< 3.0
µg/l Ni
< 1.0
< 1.0
µg/l Se
< 0.10
< 0.10
mg/l Cu
< 0.0050 < 0.0050
mg/l F
< 0.050
< 0.050
µg/l CN
< 2.0
< 2.0
mg/l C
1.91
1.75
mg/l Pt
6.20
5.50
µg/l
< 0.010
< 0.010
kve/ml
< 10
< 10
kve/100 ml
< 1.0
< 1.0
kve/100 ml
< 10
< 10
kve/100 ml
< 1.0
< 1.0
kve/l
< 50
< 50
Invloed van de temperatuur op het gedrag van Legionella in een proefleidinginstallatie KWR 06.110
© Kiwa Water Research
- 90 -
juli 2007
Maximum
15.2
41.0
0.138
< 0.10
< 0.50
< 1.0
< 0.010
< 3.0
< 1.0
< 0.20
< 0.0050
0.0510
2.13
2.06
6.64
< 0.010
< 10
< 1.0
20.0
< 1.0
< 62