Biozide in Verdunstungskühlanlagen

Im Auftrag der Wiener Umweltanwaltschaft untersuchte das Technische Büro Klade den Einsatz von Bioziden in Verdunstungskühlanlagen. Ziel der Studie war es, die Gefährdungen der verwendeten Wirkstoffe für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu bewerten und daraus Empfehlungen für Betrieb, Beschaffung und Risikominimierung abzuleiten.

In offenen Kreislaufkühlsystemen werden Biozide eingesetzt, um die Bildung von Biofilmen und die Vermehrung pathogener Mikroorganismen – insbesondere von Legionellen – zu verhindern oder zumindest zu begrenzen. Zusätzlich werden dem Kühlwasser häufig Chemikalien zugesetzt, die Ablagerungen und Korrosion vermindern sollen.

Legionellen vermehren sich bevorzugt bei Wassertemperaturen zwischen 25 °C und 45 °C und finden in Biofilmen günstige Wachstumsbedingungen. In offenen Kühlsystemen können sie mit Aerosolen ausgetragen und von Personen in der Umgebung eingeatmet werden. Dokumentierte Krankheitsausbrüche, teilweise mit tödlichem Verlauf, verdeutlichen die Bedeutung einer fachgerechten Wartung und Betriebsführung.

Die Studie bewertet nicht die Wirksamkeit der untersuchten Biozide gegen Legionellen. Diese wird für die zugelassenen Anwendungen vorausgesetzt. Im Mittelpunkt stehen vielmehr die gefährlichen Eigenschaften der Wirkstoffe, ihr Umweltverhalten und die mit ihrer Anwendung verbundenen Belastungen.

Untersucht wurden insbesondere folgende Fragen:

• Welche Gefährdungen können von den eingesetzten Bioziden für die menschliche Gesundheit und die aquatische Umwelt ausgehen?
• Welche Bedeutung haben die Anwendungsbedingungen und der Eintrag der Wirkstoffe in das Abwasser?
• Welche Wirkstoffe und Verfahren sind bei gemeinsamer Betrachtung von Gefährdungspotenzial, Wartungsaufwand und betrieblichen Anforderungen als vergleichsweise günstig einzustufen?
• Durch welche technischen und organisatorischen Maßnahmen lässt sich der Einsatz problematischer Biozide vermindern?

Die Ergebnisse zeigen, dass neben der Auswahl geeigneter Wirkstoffe vor allem der bauliche und technische Zustand, die regelmäßige Wartung und eine fachgerechte Betriebsführung der Anlagen entscheidend sind. Durch die Behebung technischer Mängel und ein wirksames Anlagenmanagement kann der Bedarf an Bioziden und anderen abwasserrelevanten Chemikalien deutlich reduziert werden.

Unter den bioziden Verfahren erscheinen insbesondere oxidierende Verfahren mit möglichst geringer Bildung adsorbierbarer organisch gebundener Halogene (AOX) vergleichsweise vorteilhaft. Dazu zählen die Vor-Ort-Erzeugung von Aktivchlor durch Elektrolyse einer Natriumchloridlösung sowie die Verwendung von möglichst reinem Chlordioxid.

Auch Verfahren auf Basis von Wasserstoffperoxid, Monochloramin oder Ozon können grundsätzlich geeignete Alternativen darstellen. Für einige dieser Verfahren liegen in Österreich bislang jedoch nur begrenzte praktische Erfahrungen vor.

Bei geeigneter Wartung und Betriebsführung kann der Einsatz abwasserrelevanter Biozide und umweltgefährlicher Korrosionsinhibitoren vermindert oder unter bestimmten Bedingungen vermieden werden. Von der Verwendung der Wirkstoffe CMIT/MIT, DBNPA und Glutaraldehyd rät die Studie insbesondere aufgrund ihrer gefährlichen Eigenschaften sowie aus Gründen des Arbeitnehmer- und Umweltschutzes ab.

Folgende Wirkstoffe, Wirkstoffgruppen und Verfahren wurden im Detail untersucht:

• Monochloramin
• Chlordioxid
• Aktivchlor
• Aktivbrom
• BCDMH (Bromchlorhydantoin)
• DBNPA (2,2-Dibrom-2-cyanacetamid)
• Bronopol (2-Brom-2-nitropropan-1,3-diol)
• CMIT/MIT
• Wasserstoffperoxid, einschließlich Kombinationen mit Silber
• Ozon
• Peressigsäure
• Benzalkoniumchloride und andere quartäre Ammoniumverbindungen (QAV)
• Glutaraldehyd
• weitere biozide Wirkstoffe und Verfahren, darunter THPS und Peroxomonosulfat

Die Studie verbindet die Bewertung der Stoffeigenschaften mit den betrieblichen Bedingungen der Anwendung. Damit bietet sie eine fachliche Grundlage für die Auswahl möglichst risikoarmer Verfahren und einen vorsorgenden Umgang mit Bioziden in Verdunstungskühlanlagen.