Mikrobiologische Untersuchungen in raumlufttechnischen Anlagen - Teil 1: Probennahme nach VDI 6022

Für den ordnungsgemäßen Betrieb und die Instandhaltung ist im Bereich von Arbeitsplätzen gemäß Arbeitsstättenverordnung und Betriebssicherheitsverordnung der Betreiber zuständig. Das Arbeitsschutzgesetzt regelt: „Der Unternehmer ist verpflichtet, Maßnahmen zum Schutz der Mitarbeiter vor denkbaren Gefährdungsmöglichkeiten und zum Gesundheitsschutz einzuleiten. Bei den Maßnahmen sind der Stand der Technik, Arbeitsmedizin und Hygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse zu berücksichtigen.“ Ferner bestimmt die Arbeitsstättenverordnung, dass der Arbeitgeber dem Arbeitnehmer eine „gesundheitlich zuträgliche Atemluft“ zur Verfügung stellen muss. Im privaten Umfeld kann dagegen jeder Besitzer selbst entscheiden, ob er sich an Regelwerke und technische Regeln halten möchte.
Die o.g. Anforderungen des Arbeitsschutzgesetztes und der Arbeitsstättenverordnung sind sehr allgemein gehalten. Was man nun als Arbeitgeber bzw. Betreiber genau tun muss, um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird im Bereich der raumlufttechnischen Anlagen und –Geräte in VDI-Richtlinien und DIN-Normen beschrieben. Seit 1998 regelt die VDI-Richtlinie 6022, Blatt 1, hygienische Anforderungen an raumlufttechnische Anlagen und –Geräte. Sie formuliert welche hygienischen Aspekte bei der Herstellung, der Planung und der Errichtung sowie auch beim Betrieb und der Instandhaltung dieser Anlagen und -Geräte zu beachten sind. Das Schutzziel, welches diese Richtlinie formuliert, heißt: „RLT-Anlagen und –Geräte müssen in allen luftführenden Bereichen so gestaltet, betrieben und instand gehalten werden, dass eine zusätzliche Belastung durch Schadstoffe sowie anorganische und organische Verunreinigungen vermieden wird.“ „Der Gehalt der Zuluft an Stäuben und biologischen Agenzien darf den der Außenluft vor Ort nicht überschreiten.“ Im Klartext bedeutet das, dass die von den Anlagen oder Geräten aufgenommene Luft im Zuge der Aufbereitung und Förderung bis zum Eintritt in die Räume nicht verschlechtert werden darf.

Hygienekontrollen und Hygieneinspektionen

Ferner wird beschrieben, welche Inspektionen und Prüfungen zur Überwachung des hygienisch einwandfreien Betriebes notwendig sind, zusätzlich zur bislang bekannten technischen Wartung und Instandhaltung. Hierbei wird zwischen Hygienekontrollen durch das betriebseigene Personal und Hygieneinspektionen durch Fachkundige unterschieden.
Die Hygienekontrollen sind definiert als regelmäßig, in kurzen, durch die Richtlinie vorgegebenen Zeitabständen, durchzuführende Sichtprüfung des Hygienezustandes der RLT-Anlagen und -Geräte. Dabei sind die einzelnen Komponenten auf Verschmutzung, Feuchtigkeit, Rostbildung, Kalkablagerungen, Beschädigungen und mikrobielle Kontaminationen zu prüfen. Diese Kontrollen sollten durch das betriebseigene Personal durchgeführt werden. So sind z.B. die Filter einer RLT-Anlage spätestens alle 3 Monate einer Sichtprüfung zu unterziehen. Hierbei sind die aktuelle Druckdifferenz und der optische Eindruck der Filter, der Filterkammer und des Filterrahmens zu prüfen.
Zusätzlich sollen die Anlagen und Geräte in größeren Zeitabständen von Fachkundigen inspiziert werden. Diese müssen eine Lufthygiene-Schulung Kategorie A nach VDI 6022, Blatt 4, absolviert haben. Solche Hygieneinspektionen sollen bei Anlagen ohne Luftbefeuchtung alle 3 Jahre und bei Anlagen mit Luftbefeuchtung alle 2 Jahre durchgeführt werden. Hierbei wird geprüft, ob bei der Planung, bei der Herstellung und bei der Erstellung der Anlage oder des Gerätes die Forderungen der VDI 6022 eingehalten wurden. Dabei werden auch hygienische Schwachstellen lokalisiert. Zudem werden mikrobiologische Proben entnommen, um eine Einschätzung des Wartungszustandes der Anlage oder des Gerätes aus hygienischer Sicht vornehmen zu können.

Mikrobiologische Untersuchungen von glatten Oberflächen

Im Rahmen der Hygieneinspektionen sollen nach VDI 6022, Blatt 1, an hygienische relevanten Komponenten der Anlagen oder Geräte Oberflächenproben entnommen werden, um den hygienisch-mikrobiologischen Zustand der einzelnen Komponenten zu überprüfen. Um hierbei einen Gesamteindruck einer Anlage zu erhalten, reicht es nicht, an einer oder zwei Stellen Proben zu entnehmen. Als Referenzprobe (Null-Probe) kann eine Probe im ungefilterten Außenluftbereich entnommen werden. Dann sollte der Bereich nach den Filtern beprobt werden und anschließend auch weitere Komponenten: je nach Aufbau der Anlage, z.B. Oberflächen von Heiz- und Kühlregistern, Kondensatwannen, Befeuchter- und Ventilatorkammern, Tropfenabscheider, Zuluftkanäle und Zuluftauslässe.
Für die Zustandsanalyse einer glatten Oberfläche können Kontaktkulturproben, sogenannte Abklatschproben, verwendet werden. Die VDI 6022 gibt vor, dass mithilfe von Abdruck-Rodac-Platten, welche eine Fläche von 25 cm² aufweisen, die ausgewählten Komponentenoberflächen auf zwei verschiedene mikrobiologische Parameter untersucht werden sollen. Einmal ist die Gesamtkoloniezahl der Bakterien zu bestimmen und einmal die Gesamtkoloniezahl der Schimmelpilze und Hefen. Hierzu sind zwei verschiedene Nährböden zu benutzen, die bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedlich lange bebrütet werden.
Zur Ermittlung der Gesamtkoloniezahl der Schimmelpilze und Hefen können, je nach Zustand der Oberflächenbeschaffenheit (feuchte oder trockene Oberflächen), Rodac-Platten mit Malzextraktagar oder einem DG18-Medium verwendet werden. Die Proben sind dann über 7 Tage bei 25°C zu bebrüten. Zur Ermittlung der Gesamtkoloniezahl der allgemeinen Bakterien soll ein CASO-Komplexmedium benutzt werden, wobei die Proben über 3 Tage bei 30°C bebrütet werden sollen.
Der Nährboden innerhalb der Trägerschale ist so eingebracht, dass er sich leicht nach oben wölbt. Somit kann man die Platten wie eine Art Stempelkissen verwenden. Sie müssen laut DIN ISO 18593 mit leichtem Druck von rund 500g über ca. 10 Sek. auf die zu beprobende Oberfläche aufgedrückt werden. Bei der Probennahme ist unbedingt darauf zu achten, dass keine Luftblasen entstehen und keine Nährbodenreste auf der Oberfläche zurückbleiben. Ggf. müssen die Oberflächen nach der Probennahme desinfiziert werden. Anschließend werden die Proben verschlossen und schnellstmöglich gekühlt in ein Labor transportiert.

Mikrobiologische Untersuchungen von strukturierten Oberflächen

In RLT-Anlagen finden sich auch Oberflächen, welche nicht mit dem Abdruckverfahren beprobt werden können, da sie keine glatten Oberflächen aufweisen, z.B. Register der Wärmeübertrager. Hier kann man mit einem Abstrichverfahren arbeiten. Dazu wird mit einem Tupfer mäanderförmig über die zu beprobende Oberfläche gestrichen, wobei der Tupfer gedreht wird. Will man die Richtwerte der Tabelle 9 der VDI 6022, Blatt 1, zugrunde legen, sollte man auch hier eine Oberfläche von 25 cm² beproben. Um die Fläche genau einzuhalten, kann man eine Schablone verwenden. Anschließend gibt man den Tupfer in eine Pufferlösung, welche hinterher im Labor auf die entsprechenden Nährböden aufgebracht wird.
Bei der Bewertung findet ausschließlich die Menge der auf den Oberflächen befindlichen Mikroorganismen Berücksichtigung. Befinden sich viele (also > 25KBE/25cm² bzw. > 100 KBE/25 cm²) Mikroorganismen auf einer Oberfläche, so sollte man sich die Frage stellen „Warum ist das so? Was gefällt den Mikroorganismen hier?“. So kann ein ungünstiges Ergebnis darauf hinweisen, dass die Oberflächen verschmutzt oder nass sind und somit eine gute Nahrungsgrundlage für Mikroorganismen vorhanden ist. Ferner kann eine starke mikrobielle Besiedelung auch auf den Einsatz ungeeigneter, durch Mikroorganismen verstoffwechselbare Materialien hindeuten.

Mikrobiologische Untersuchungen von Wässern

Ein anderes zu untersuchendes Medium in raumlufttechnischen Anlagen stellt das Wasser dar. Hier wird in zwei Wassertypen unterschieden:

• Befeuchterwasser (Umlaufwasser der Umlaufsprühbefeuchter) und
• Kühlwasser (Umlaufwasser in Kühltürmen).

Die regelmäßig durchzuführenden Bestimmungen der allgemeinen Koloniezahl der Bakterien kann mit einem einfacheren Verfahren mittels Tauchstreifentest, sogenannten Dip Slides, durch das betriebseigene Personal vor Ort durchgeführt werden. Hierbei sind im Rahmen der Hygienekontrollen gemäß VDI 6022 Umlaufsprühbefeuchter 14-tägig und Kühltürme alle drei Monate zu beproben. Für diese Untersuchungen sollen Dip-Slides mit einem CASO-(TSA)-Nährboden mit Enthemmer (zur Neutralisation von Desinfektionsmitteln, welche zur Wasserdesinfektion eingesetzt werden) verwendet werden. Dip Slides bestehen aus einem Kunststoffträger, auf welchem ein Nährboden aufgebracht ist, und aus einem Röhrchen, in das der Kunststoffträger per Drehverschluss eingebracht wird.
Bei der Probennahme wird der Nährboden vollständig in das zu prüfende Wasser eingetaucht. Nachdem das überschüssige Wasser vom Nährboden abgeflossen ist, wird der Träger in das Röhrchen zurückgegeben und das Röhrchen verschlossen. Die Proben werden anschließend in einem Brutschrank mit 30°C über zwei bis drei Tage  bebrütet. Eine Auswertung findet anhand von Vergleichsmustern der Packungsbeilage statt, durch welche dann die Gesamtkoloniezahl der Bakterien abgeschätzt werden kann. Die einzuhaltenden Richtwerte finden sich in Tabelle 7 der VDI 6022.

Laboruntersuchungen von Umlaufwässern

Im Rahmen der Hygieneinspektion (alle 2 Jahre) oder bei Bedarf sollen weiterführende Untersuchungen, welche in Tabelle 8 der VDI 6022 dargestellt sind, durchgeführt werden. Für die mikrobiologischen Untersuchungen des Wassers wird eine Schöpfprobe aus der Befeuchterkammer oder der Kühlwasserwanne gemäß DIN EN ISO 19458 entnommen und dem Labor übergeben. Bei der Probennahme sind grundsätzlich dafür deklarierte Flaschen zu verwenden, die ein Neutralisationsmittel für Biozide enthalten (z.B. Natriumthiosulfat). Bei den weiterführenden Untersuchungen wird die Gesamtkoloniezahlbestimmung der Bakterien, der Schimmelpilze und der Hefen durchgeführt. Zudem wird auch noch der Nachweis der Legionellen und Pseudomonaden (wobei es im Speziellen um den Krankheitserreger Pseudomonas aeruginosa geht) gefordert. Pseudomonas aeruginosa kann Lungen-, Ohren-, Augen- und Hautentzündungen hervorrufen und er gehört zu den Erstbesiedlern von Biofilmen. Durch die Bestimmung dieser Parameter kann ein Gesundheitsrisiko für Personen bewertet werden. Erhöhte Ergebnisbefunde können auf eine Nichtfunktion der Technik hinweisen, z.B. von Desinfektionseinrichtungen.
Zudem gibt es auch Anforderungen an das Zuspeisewasser für Befeuchter und Kühltürme. Dieses soll mikrobiologisch Trinkwasserqualität aufweisen. Da es sich bei den Zuleitungen zu den Befeuchtern oder Kühltürmen oft um lange Einzelzuleitungen handelt – die unisoliert über einen langen Weg durch warme Technikzentralen geführt und unregelmäßig genutzt werden – sollten diese regelmäßig geprüft werden, z.B. im Rahmen der jährlichen Trinkwasserprobennahme. Auch hier macht es Sinn, aufgrund der beschriebenen Umstände, die Parameter Legionella sp. und Pseudomonas aeruginosa mit in das Untersuchungsspektrum für diese Probe aufzunehmen.

Weiterführende Untersuchungen bei Auffälligkeiten

Liegen auffällige Befunde von Untersuchungen vor, welche im Rahmen der oben beschriebenen Kontrollen und Inspektionen durchgeführt wurden, so können weitere Beprobungen notwendig sein. Ob Bakterien und Schimmelpilze, Hefen und deren Stoffwechselprodukte in die Raumluft gelangen und dort von gesundheitlicher Relevanz sind, kann durch Untersuchungen der Innenraumluft geklärt werden. Luftmessungen auf Mikroorganismen können z.B. mithilfe eines Luftkeimsammelgerätes durchgeführt werden. Hierzu werden sterile Gelatinefilter mit einem definierten Luftvolumen über eine bestimmte Zeit beaufschlagt. Anschließend werden diese Gelatinefilter auf entsprechende Nährböden aufgebracht, z.B. CSA-Nährboden zur Bestimmung der allgemeinen Bakterien (Bebrütung bei 25°C über 3 Tage) oder auf DG18-Nährboden zur Bestimmung von Schimmelpilzen (Bebrütung bei 25°C über 5 Tage), und bebrütet. Anschließend sollte mindestens eine Differenzierung der gefundenen Schimmelpilzkolonien erfolgen. Die Konzentration der gefundenen Arten und Gattungen in der Innenraumluft darf das der Außenluft nicht überschreiten. Wäre das der Fall, ist das ein Hinweis auf eine im Raum oder in der RLT-Anlage liegende Quelle.
Auch nichtmikrobiologische Untersuchungen können notwendig sein. Z.B. wenn im Rahmen der Inspektion festgestellt wurde, dass asbesthaltige Komponenten oder mit künstlichen Mineralfasern ausgekleidete Gehäuseteile (häufig in Altanlagen zu finden) in Kontakt mit dem Luftstrom stehen. Hier können Luftmessungen Aufschluss darüber geben, ob diese Stoffe mit der Luft in die Räume gelangen und dort eine Gesundheits­gefährdung für Personen darstellen können.

Feststellung der Besenreinheit

Eine weitere Untersuchung ist die Staubflächendichtebestimmung, mit welcher der Staubgehalt auf den Oberflächen gemessen werden kann. Dies wird bei der Entscheidung erforderlich, ob die Forderung der Besenreinheit eingehalten wird oder ob Oberflächen einer RLT-Anlage gereinigt werden müssen. Dazu können verschiedene Verfahren angewendet werden, welche in der VDI 6022, Blatt 1, erwähnt sind. Ein relativ einfaches Verfahren ist das JADCA-Verfahren. Hierzu wird ein quadratischer Messrahmen mit einer inneren Fläche von 100 cm² auf die zu messenden Oberflächen (z.B. Kanalboden) positioniert. Die eingeschlossene Fläche wird mit einem zuvor gewogenen Tuch, das mit Propanol getränkt wurde, ausgewischt. Anschließend wird das Tuch unter vorgegebenen Bedingungen getrocknet und anschließend wieder gewogen. Das Ergebnis wird dann auf eine Wischfläche von 1m² umgerechnet und mit den Werten der Tabelle 10 der VDI 6022, Blatt 1, verglichen. An jeder Probennahmestelle soll eine Dreifachbestimmung durchgeführt werden.
Überschreitet die Staubflächendichte auf der luftführenden Oberfläche den angegebenen Wert, so ist diese zumindest im betroffenen Bereich zu reinigen. Nach der Reinigung soll mindestens der „mittlere Standard“ erreicht werden.

Fazit

Grundsätzlich dienen die durch die VDI 6022 vorgegebenen Untersuchungen der Beurteilung des hygienischen Zustands von Anlagen und Geräten in regelmäßigen Intervallen. Sie können hilfreich sein, um hygienische Problemzonen aufzudecken und den Bedarf an Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen bzw. auch anderen Wartungsarbeiten zu ermitteln. Hygiene bedeutet präventive Maßnahmen einzuleiten, sodass dadurch eine Schädigung der Gesundheit von Personen ausgeschlossen werden kann. Im Fall der Raumlufttechnik bedeutet Hygiene vorbeugende Maßnahmen, durch die technische Anlagen und Geräte in einem hygienischen Zustand gehalten werden. Das gewährleis­tet zum einen den Schutz der Gesundheit der Raumnutzer und zum anderen wirkt es sich positiv auf die Lebensdauer der Technik aus.

Ausblick auf Teil 2

Im zweiten Teil des Beitrags in der nächsten IKZ-HAUSTECHNIK werden Ergebnisse von mikrobiologischen Untersuchungen präsentiert. Zur Darstellung typischer hygienischer Problemzonen wurden exemplarisch die Ergebnisse von 90 ausgewählten, repräsentativen RLT-Anlagen zusammengestellt. Dabei kam heraus, dass bei 67% der untersuchten Anlagen zusätzlicher, teils dringender Handlungsbedarf besteht.

Autor: Dipl.-Ing (FH) für Versorgungstechnik Sandra Horn, Hygiene-Institut des Ruhrgebiets

Bilder: S. Horn
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