Luftburna patogener såsom Legionella och Mycobacteria kan tillväxa i vattensystem och spridas som aerosoler. Tillväxt kan ske i biofilmer i duschmunstycken. Huruvida UV-strålare inbyggda i munstyckena kan desinficera vattnet diskuteras här.
Av: Jörgen Hanaeus
Biofilmer i duschmunstycken kan utgöra grogrund för luftburna patogener. UV-strålning inbyggd i munstyckena skulle kunna hindra biofilmtillväxten eller desinficera utströmmande vatten.
Biofilm och protozoer i densamma kan utgöra patogeners skydd mot UV-strålning. Utformning av UV-strålning i munstycken bör vara olika beroende på om hindrande av biofilmtillväxt ska eftersträvas utöver desinfektion av utgående vatten. Det medför en balans mellan munstyckets duschfunktion och en mer komplicerad konstruktion för vattenfördelning.
Produkter är nära marknaden och riktar sig först mot vårdinrättningar.
Bakgrund
Inhalation av aerosoler från dricksvatten har visat sig ge sjukdomar, i flera fall livshotande, främst via bakterierna Legionella, Mycobacteria och Pseudomonas aeruginosa. Deras förekomst är inte följden av svag desinfektion vid vattenverken, utan av fenomen i ledningsnätens installationer. Flera studier har påvisat dessa bakterier i duschmunstycken och relaterat till dessas renhet och användningsfrekvens. Lossgöring av partiklar från biofilm i munstyckena kan vara en direkt infektionsrisk. Särskilt utsatta är sjukhus med diskontinuerlig användning av duschar, med antibiotikaresistenta bakterier och med känsliga patienter.
Metoder för att komma tillrätta med problemet har varit joniserande koppar/silver insatser, värmeavdödning via genomspolning med superhett vatten, hyperklorering och utbyte av intensivt aerosolskapande enheter (ex kyltorn, ismaskiner och diskmaskiner).
Metod
Nyligen har därtill föreslagits att införa UV-strålning i duschmunstycken, vilket skulle kunna vara ett kostnadseffektivt alternativ till mer omfattande åtgärder på kvarters- eller stadsnivå. Det kan vara särskilt intressant för sjukhus och andra vårdinrättningar. Flera patentansökningar finns inlämnade. Utvecklingen av UV-LEDlampor är också snabb och då dessa blir mer kompakta jämfört med de tidigare kvicksilverlamporna ökar möjligheterna att skräddarsy munstycken.
Valet av UV-dos blir mer komplicerat beroende på svårbedömd uppehållstid i munstycksgeometrin i samband med biofilmsskydd för de mikroorganismer man vill nå.
Design
Två principiellt olika vägar kan följas. Den ena går ut på att nå utgående vattenflöde på väg att emitteras. Den andra går ut på att kontinuerligt men med lägre intensitet nå munstyckets innerytor för att hindra växt av biofilm.
Den första ansatsen kompliceras av att patogenerna i utgående aerosol kan skyddas av t ex amöbor; en situation som kräver en betydligt högre (dubbel) UV-dos än gentemot den oskyddade bakterien. Både Legionella och Mycobacteria är kända för att kunna infektera protozoer som växer i biofilmen. Infekterade amöbor har visat sig ge upphov till flera fall av legionellainfektion hos människor.
Det har också visat sig att patogener från biofilmflockar kräver betydligt högre UV-dos än de som växt i suspensioner. Valet av UV-dos kräver därför större omsorg än vid UV-dosering i vattenverk. Två olika munstyckutformningar beräknades ge uppehållstiderna 0,72 och 0,08 sekunder, respektive, vid ett flöde av 10 l/min.
Den andra ansatsen strävar mot en minimering av biofilmtillväxten i munstycket. Här föreslås ett flertal små LED-lampor som med låg intensitet kontinuerligt träffar munstyckets inre yta; direkt eller genom reflektion. Den lägre intensiteten gör att kylningen av lamporna blir ett mindre problem. Vattnets korta uppehållstid blir mindre viktig eftersom det är munstycksytan som attackeras av strålningen; inte vattnet.
Utmaningarna är här att nå alla små ytor och att minimera energiåtgången. Om bakterier bildats tidigare i systemet kan dosen vara otillräcklig för avdödning.
Utöver desinfektionen ska den genuina duschfunktionen upprätthållas. Kommersiella munstycken kan innehålla ventiler, flödesbegränsare mm som komplicerar geometrin.
Slutsatser
UV-arbetande munstycken finns på marknaden (ex Helmore Industrial Water), men utvecklingsarbete behövs, bl a för att fastställa lämplig dos och bakteriella effekter i munstyckena. Till artikeln hör en god referenslista.
Källa: Cates, Ezra L. & Torkzadeh, Hamed (2020, online October 2019): Can incorporation of UVC LEDs into showerheads prevent opportunistic respiratory pathogens? – Microbial behavior and device design considerations. Review, Water Research, 168, pp 1-5.
Hela artikeln från Water Research finns att läsa gratis här.
Författarna från:
Department of Environmental Engineering and Earth Sciences, Clemson University, Anderson, SC, 29625, USA
Korresponderande författare:
