CC BY
12
THE ANALYSIS OF MONITORING OF VIRUS POLLUTION OF WATER
OBJECTS OF THE ODESSA AREA
Mokienko A. V., Petrenko N. F., Zasipka L.I., Kotlik L.S., Tarasyuk Y.F.,
Skopenko Ye.V., Isakova N.P.
АНАЛИЗ МОНИТОРИНГА ВИРУСНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОДЕССКОЙ ОБЛАСТИ
настоящее время в загрязненных сточных водах идентифицировано более 100 разновидностей вирусов, которые вызывают разнообразные болезни у человека. Однако только несколько вирусов являются эпидемически значимыми как передающие ся че рез во ду ин фек цион -ные агенты. Таковыми являются энтеровирусы (ЭВ), аденовирусы (АдВ), ротавирусы (РВ), вирус гепатита А (ВГА), реовирусы (РеВ), норовирусы (НВ) и астро-вирусы (АстВ) [1]. Согласно обобщенным результатам исследований [2]некоторые из перечисленных вирусов при заражении человека вызывают весьма высокие уровни летальности: ВГА — 0,60%; РВ 0,01-0,12%; НВ — 0,0001%, АдВ — 0,01%.
В последние годы в Украине активизируется циркуляция неполиомиелитных энтеровиру-сов (НПЕВ) в сточной и питьевой воде, что является неблагопри-ят ным прог но сти че ским приз на -ком осложнения эпидемической ситуации и требует совершенство ва ния эпи де ми о ло ги че ско -го над зо ра и про фи лак ти ки эт их инфекций [3].
Результаты 30-летнего мониторинга циркуляции ЭВ разных се ро ти пов в во де (сточ ной, питьевой, воде открытых водоемов) по зво ли ли кон ста ти ро вать также низкую эффективность
АНАЛ1З МОН1ТОРИНГУ В1РУСНОГО ЗАБРУДНЕННЯ ВОДНИХ ОБ'еКТВ ОДЕСЬКО! ОБЛАСТ1
Мокенко А.В., Петренко Н.Ф., Засипка Л.Г., Котлик Л.С., Тарасюк О.Ф., Скопенко О.В., Iсакова Н.П.
Виконано анал'!з результата в1русолопчних досл1джень якост води р1зних водних об'ектт Одеськоi облает! за 1994-2008 рр. Встановлено, що в1рогщнють розб'жностей (%2) м1ж забрудненням водних об'ект'в вивченими в1русами зростае у рядупитна — стна вода (22,5562-521,7394) < р1чкова — морська (7,6801-311,1097) < ст1чна — морська (10,3640231,0708) < стчна — р'чкова (8,6836-122,0153) < питна — р1чкова (35,6092-91,7816). Це св'щчить про недостатню ефективн1сть очищення та знезаражування питних i ст1чних вод i необхщнють ix оптимiзацii.
Ключовi слова: мошторинг, Bipyc^ вода, водн об'екти.
МОКИЕНКО А.В., ПЕТРЕНКО Н.Ф., ЗАСЫПКА Л.И., КОТЛИК Л.С., ТАРАСЮК Е.Ф., СКОПЕНКО А.В., ИСАКОВА Н.П. Государственное предприятие "Украинский научно-исследовательский институт медицины транспорта Министерства здравоохранения Украины", г Одесса, Одесская областная санитарно-эпидемиологическая служба
УДК 614.777:578.4(477.74)
Ключевые слова: мониторинг, вирусы, вода, водные объекты.
методов очистки и обеззараживания сточной и питьевой воды, что под твер жда ет ся сов па де ни -ем наибольшей частоты определения ЭВ в 1998 г, наименьшей — в 2000 г. во всех водных объектах и высокой прямой коррелятивной связью (коэффициент корреляции — 0,8) между мно го лет ней ди на ми кой вы де -ления ЭВ из сточной и питьевой воды [4].
Анализ результатов исследований 14089 проб сточной воды, 12911 проб воды открытых водоемов и 23831 пробы питьевой воды за 1998-2002 гг. свидетельствует: частота выделения ЭВ из сточной воды, воды открытых во до е мов и пи тье вой во ды за указанный период соответственно составляла 5,9%, 2,2% и 0,5%. Эти показатели значительно ниже данных зарубежных стран, что, по мнению авторов, свя за но с при ме не ни ем бо лее чувствительных молекулярно-генетических методов исследований и с недостаточной эффективностью вирусологических исследований в большинстве региональных лабораторий Украины [4, 5].
Как установлено в данных работах, частота выделения вирусов Коксаки В (ВК В) и ЕСНО, как наиболее приоритетных, соста-вля ла со от вет ствен но из сточ -ной воды 41,6% и 23,5%, воды открытых водоемов — 37,6% и 36,6%, питьевой воды — 32,2% и 19,0%.
Очистка и обеззараживание хлором питьевой воды на очистных сооружениях не гарантируют ее полного освобождения от ЭВ и бе зо пас но сти на се ле ния относительно ЭВ-инфекций при ее употреблении: частота выявления вирусопозитивных проб пи тье вой во ды до очист ки со ста -вляла 6,4%, после очистки — 4,6% [4].
Данные зарубежной литературы по контаминации вирусами Коксаки (ВК) водных объектов в
© Мокиенко А.В., Петренко Н.Ф., Засыпка Л.И., Котлик Л.С., Тарасюк Е.Ф., Скопенко А.В., Исакова Н.П. СТАТЬЯ, 2010.
№ 3 2010 Environment & Health 38
THE ANALYSIS OF MONITORING OF VIRUS POLLUTION OF WATER OBJECTS OF THE ODESSA AREA
Mokienko A.V., Petrenko N.F., Zasipka L.I., Kotlik L.S., Tarasyuk Y.F., Skopenko Ye.V., Isakova N.P.
It is analysed results of virologic researches of quality of water of various water objects of the Odessa region for 1994-2008. It is established, that reliability
of distinctions (%2) between pollution of water objects by the studied viruses increases in a line drinking — waste (22,5562-521,7394) <river — sea (7,6801311,1097) <waste — sea (10,3640-231,0708) <waste — river(8,6836-122,0153) <drinking — river (35,6092-91,7816). It testifies to insufficient efficiency of treatment and disinfecting^ drinking and sewage and necessity of their optimization. Key words: monitoring, virus, water, water objects.
определенной степени согласуются с результатами отечественных исследований.
Так, в работе [6] продемонстрировано наличие ВК в 42,5% образцов сточных вод, 28,5% — речной воды (в том числе 26,7%
— в точках водозабора), в 18,7%
— обработанной питьевой воды, в 25,3% — воды скважины.
ЭВ (с преобладанием ВК B) были обнаружены в 11% и 16% проб питьевой воды, очищенных на двух водоочистных станциях [7]. Это исследование подтверждает, что принятые индикаторные по ка за те ли ка че ства во ды не отражают содержание вирусов в питьевой воде.
Вышеизложенное определило цель наших исследований относительно анализа результатов мониторинга вирусной контаминации различных водных объектов Одесской области.
Материалы и методы. Оценку вирусного загрязнения водных объектов Одесской области за 1994-2008 годы осуществляли поданным мониторинга Централь ной им му но-ви ру со ло ги -че ской лабо ра то рии Одес ской областной СЭС. Объектами мониторинга служили сточные воды, воды открытых водоемов (речная + озерная, морская + лиманная), питьевые воды. Изучение барьерной роли ВОС "Днестр" (речная, водоводная, пи тье вая) про во ди ли по дан ным мониторинга за период 20002003 гг. Исследовали уровни контаминации данных водных объектов ротавирусами (РВ), эн-те ро ви ру са ми (ЭВ), ви ру сом ге -патита А (ВГА), аденовирусами (АдВ), реовирусами (РеВ), ас-тровирусами (АстВ), норовиру-сами (НВ). Идентификацию виру сов про во ди ли с ис поль зо ва -ни ем со от вет ствую щих тест-си -стем согласно инструкциям на их при ме не ние. Ко ли че ство ис -следованных проб воды представлено в табл. 1.
Для рас че та до сто вер но сти раз ли чий ис проль зо ва ли по ка за -тель х2 Пирсона согласно [8, 9].
Результаты и их обсуждение. Анализ усредненных уровней за гряз не ния ви ру са ми вод -
39 Environment & Health №32010
ных объектов Одесской области за изученный период показал выраженную вариабельность для различных вод и для групп вирусов (рис.). Однако наибольший процент ПЦР-позитивности прак ти че ски для всех ви ру сов (за исключением ВГА) был характерен для сточных вод, что согласуется с данными литературы [10, 11]. Следует отметить опре де лен ное сов па де ние ко ли -чества ПЦР-позитивных проб сточных вод и клинического материала (стула больных) на ЭВ — особенно это характерно для 1999, 2000, 2002, 2004 годов. Отмечена тенденция к средней кор ре ля ции эт их приз на ков (г=0,5589). Это подтверждает тот неоспоримый факт, что боль-ной-вирусоноситель является ос нов ным ис точ ни ком кон та ми -нации внешней среды вирусами [2]. Обращает внимание стабиль но вы со кий уро вень вы де -ления вирусов ЕСНО, который колебался от 39% до 60%.
Сравнение полученных результатов с данными литературы относительно многолетней и го-до вой ди на ми ки вы де ле ния ЭВ из сточной воды за 1994-2004 гг. [12] в целом по Украине свидетельствует об обнаружении ЭВ в 3,8-10,7% образцов.
Для поверхностных водоемов, ко то рые ра спре де ле ны на две группы (соленые — морская, лиманная вода, пресные — речная, озерная вода), уровень контаминации некоторыми вирусами (РВ, ВГА, АдВ, РеВ) практически не отличался, а в некоторых случаях превышал таковой сточных вод:
для сточной, морской + лиманной, речной + озерной вод этот показатель составил соответственно 12,6; 11,8; 15,5 — для РВ, 5,9; 3,5; 5,7 — для ВГА; 15,1; 11,4; 14,4 — для АдВ; 16; 12,7; 20,6 — для РеВ. Для Эв установлена более выраженная тенденция к уменьшению контаминации воды данных водных объектов (12,8; 2,3; 3,8), что согласуется с данными литературы, в частности, работы [10], где представлены результаты исследований 27198 проб сточной воды, 22951 — воды открытых водоемов, 45119 — питьевой воды за период с 1994 по 2003 годы.
Установлено [10], что частота выделения ЭВ из вышеуказанных водных объектов составила 6,9%, 3,2% и 1,5%. Двукратное расхождение частоты выделения ЭВ из сточ ной во ды и во ды от кры тых водоемов еще раз подтверждает: при очистке сточных вод не происходит полного освобождения от ЭВ. Уменьшение частоты их изоляции из воды открытых во-до е мов об усло вле но, глав ным образом, разбавлением стоков. Низкую эффективность методов об ез за ра жи ва ния во ды раз но го вида подтверждают совпадение ми ни маль ной ча сто ты вы де ле ния ЭВ из всех водных объектов в 2000 г. и высокая прямая коррелятивная связь (коэффициент корреляции 0,6-0,9) между много лет ней ди на ми кой вы де ле ния ЭВ из сточной, питьевой воды и воды открытых водоемов.
Обобщение данных исследо-ва ний эн те ро ви ру сно го за гряз -нения открытых водоемов Укра-
Таблица 1
Количество исследованных проб воды по результатам мониторинга вирусного загрязнения водных объектов
Объекты исследований Выявленные вирусы Общее число проб
РВ ЭВ ВГА АдВ РеВ АстВ НВ
Сточная вода 2312 3071 2059 2183 773 601 693 11692
Речная + озерная вода 1716 1719 1149 1292 782 85 111 6854
Морская + лиманная вода 4007 5369 2529 2694 757 149 159 15664
Питьевая вода 13214 9734 11353 8950 5429 716 930 50326
ины за 1994-2004 гг. позволило установить выраженную тенденцию к снижению результативности такого мониторинга. Средняя частота выделения ЭВ составляла 3,8% от общего числа проб [11], что сопоставимо с нашими данными для речной и озерной воды.
Что касается вирусного загрязнения морской воды (рис.), то по данным разных авторов [13], частота ее загрязнения ЭВ составляет от 8,7% до 43,9% (по
Наиболее загрязненной была во да, ото бран ная воз ле ме ста сброса сточных вод (50%). В воде пляжей ЭВ выявлены в 15,9%, а в других точках (возле причалов, в промышленной зоне) — в 8,8%.
Для питьевой воды (рис.) нами так же кон ста ти ро ва на ва риа-бельность колебаний удельного веса ПЦР-позитивных проб на РВ, ЭВ, В ГА и АдВ: от 0 до 2120% в 1997 и 1999 гг. для РВ, до 22% и 15% — в 1997 и 2006 гг.
лась не речная вода, где данные вирусы не обнаружены, а, по-видимому, водоразводящая сеть.
Согласно данным [14], число по зи тив ных на хо док РВ в пи тье -вой воде в Одессе и Одесской области составляло 10,7%, тогда как, по нашим данным, усреднен ная ча сто та вы де ле ния РВ из питьевой воды составила 6,2%, что объясняется более совершенной методикой идентификации этих вирусов [15, 16].
В работе [17] представлено
Рисунок
Результаты исследований контаминации водных объектов вирусами
(% позитивных проб)
нашим данным — 3,8% с колебаниями от 0 до 21%). В местах сброса сточных вод этот показатель составляет 90%, интенсивность вирусного загрязнения снижается по мере удаления от сточных коллекторов. По данным авторов [13], из 400 проб морской воды выделено 70 вирусных агентов (17,5% проб). Из них 21,4% отнесены к ПВ, 18,6% — к ВК А, 34,3% — ВК В, 17,1% — ЕСНО, 8,6% не типировались.
для ЭВ, до 53% в 1994 г. — для В ГА, до 16%, 29%, 35%, 23% в 1996, 1997, 1999, 2000 гг. — для АдВ, от 2% до 23% — для РеВ. По данным мониторинга за последние 4 года (2005-2008), питье вая во да в опре де лен ном про цен те проб бы ла кон та ми ни -рована НВ и АстВ: в 2005, 2006 гг. эти цифры составили 4,0%; 2,1% и 1,4%; 3,0% соответственно, причем в обоих случаях ис-точ ни ком ин фи ци ро ва ния яв ля -
обобщение результатов исследований и данных вирусологических лабораторий областных СЭС относительно изучения проб питьевой воды, отобранных на протяжении 1982-2002 гг. При исследовании 47941 пробы пи тье вой во ды вы де ле но 957 ви -ру сных аген тов, что со ста ви ло 2% от количества исследованных проб. Среди них удельный вес ПВ составлял 5,0%, ВК А — 8,7%, ВК В — 24,9%, вирусов
Таблица 2
Достоверность различий (х2) идентификации вирусов в воде водных объектов
Сравниваемые типы
Достоверность различии идентификации различных вирусов (х2)
воды РВ ЭВ АдВ ВГА АстВ НВ РеВ
Питьевая сточная 93,2633 521,7394 114,8109 22,5562 130,6888 187,9694 197,6642
Питьевая речная 57,6183 0,1326 35,6092 0,0541 0,0151 0,0917 91,7816
Сточная речная 0,3710 143,3491 122,0153 8,6836 17,5915 26,9376 6,9645
Сточная морская 10,7639 231,0708 0,4350 0,0728 18,1337 36,0966 10,3640
Речная, морская 13,2486 311,1097 115,2886 7,6801 2,0860 0,0328 34,5803
№ 3 2010 Еоттошшт & Иеаьти 40
ЕСНО — 24,7%, 4,3% — ЭВ других типов. Не удалось типиро-вать ди аг но сти че ски ми эн те ро -вирусными сыворотками 32,5% штаммов. Частота выделения ЭВ по годам исследований колебалась от 0,2% (что сопоставимо с нашими данными за 20002003 гг.) до 5,6% (что значительно ниже установленных нами уров ней за гряз не ния до 22% и 15% в 1997 и 2006 гг.).
Обобщение полученных нами дан ных по зво ли ло рас счи тать достоверность различий (%2) как отра же ние вза имо свя зи за гряз -нения изученными вирусами различных водных объектов (табл. 2).
Как видно из представленных данных, питьевая вода по загрязненности РВ, ЭВ, АдВ, АстВ, НВ, РеВ и ВГА статистически высоко достоверно отличается (сте пень за гряз нен но сти зна чи -тельно ниже) от сточной, а для РВ, ЭВ и РеВ также от речной воды. Речная вода статистически высоко достоверно отличается по сте пе ни за гряз нен но сти от сточной в отношении 6 из 7 изученных вирусов, и только РВ она оказалась загрязнена также, как и сточная. По отношению к морской реч ная во да ока за лась так -же загрязнена только АстВ и НВ, а в отношении остальных 5 вирусов она до сто вер но чи ще мор -ской. Сточная вода статистически вы со ко до сто вер но за гряз -нена сильнее всего. Только в от-но ше нии РВ ее за гряз нен ность со по ста ви ма с реч ной (раз ли чие статистически недостоверно), а в отношении АдВ и ВГА ее загряз нен ность срав ни ма с мор -ской водой. Таким образом, при сопоставлении полученных данных можно заключить следующее. Наиболее высокая досто-вер ность наблю да ет ся для всех вирусов между питьевой и сточной водами (от 22,5562 до 521,7394), что косвенно могло бы свидетельствовать об эффективности очистки сточных и питьевых вод. Однако сравнение X2 для питьевой и речной воды позволяет судить о неэффективности такой очистки, поскольку для четырех из семи вирусов (ЭВ, ВГА, АстВ и НВ) такое раз-ли чие не до сто вер но, а для остальных трех вирусов (РВ, АдА и РеВ) достоверность колеблется от 35,6092 до 91,7816. Судя по по лу чен ным дан ным, сточ ная во да до ста точ но эф фек тив но очи ща ет ся пе ред сбро сом в ре -ки (не до сто вер ность толь ко для РВ — 0,3710) и в море (недостоверность для АдВ и ВГА — 0,4350 и 0,0728 соответственно). Вместе с тем, учитывая высокую
эпи де ми че скую зна чи мость эт их ви ру сов, прог но сти че ски та кую ситуацию следует, с нашей точки зрения, оценивать как неблагоприятную. Недостоверные различия для морской и речной воды установлены только для Аст и НВ (2,0860 и 0,0328), что свидетельствует о разбавлении речного стока. Однако эти результаты, особенно для данных вирусов, являются предварительными, по сколь ку здесь рас сма три -ва лась огра ни чен ная вы бор ка за последние 4 года.
Вывод
До сто вер ность раз ли чий в контаминации различных водных объектов вирусами возраста ет в ря ду вода пи тье вая — сточная < речная — морская < сточная — морская < сточная — речная < питьевая — речная. Это позволяет судить о недостаточной эффективности существующих сооружений по очистке и обеззараживанию питьевых и сточных вод в отношении устранения вирусного загрязнения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вода и воднообусловленные инфекции / А.В. Мокиенко,
A.И. Гоженко и др. — Одесса: РА "АРТ-В", 2008. — Т. 2. — 288 с.
2. Bosch A. Human enteric viruses in the water environment: a minireview / A. Bosch // Internatl. Microbiol. — 1998. — № 1. — Р. 191-196.
3. Про результати епщнагляду за полiомieлiтом у Донецьюй област у постсертифкацмному перiодi / В.1. Денисенко, Т.А. Бн ломеря, Т.1. Фгтппова [та Ы.] // Сучасн проблеми епщемюлоги, мкробюлоги та ппени. — 2008. — Вип. 6. — С. 38-42.
4. Порiвняльна характеристика видгпення ентеров^руав iз води рiзного виду в УкраУн / С.1. Доан,
B.1. Задорожна, В.1. Бондаренко [та Ы.] // Довкшля та здоров'я. — 2007. — № 4. — С. 38-41.
5. Доан С.1. Роль води рiзного виду у розповсюдженн ентеро-вiрусних нфекцм / С.1. Доан, В.1. Задорожна, В.1. Бондаренко // Актуальн питання якост води в УкраУни матерiали наук.-практ. семЫару. — К., 2004. — С. 49-56.
6. Ehlers M.M. Detection of enteroviruses in untreated and treated drinking water supplies in South Africa / M.M. Ehlers, W.O.K. Grabow, D.N. Pavlov // Water Research. — 2005. — V. 39, № 11. — P. 2253-2258.
7. Vivier J.C. Detection of enteroviruses in treated drinking water / J.C. Vivier, M.M. Ehlers, W.O.K. Grabow // Water Research. — 2004. — V. 38, № 11. — P. 2699-2705.
8. Минцер О.П. Методы обра-бот ки ме ди цин ской ин фор ма -
ции / О.П. Минцер, Б.Н. Угаров,
B.В. Власов. — К.: Вища школа, 1982. — 2.3. Оценка различий меж ду ча сто та ми по явле ния признака в отдельных сериях наблюдений. — С. 44-50.
9. Раз работ ка ком пью тер ной про грам мы эпи де ми о ло ги че -ского и эпизоотологического ана ли за ба зы дан ных мо ни то -ринга туляремии в Украине и некоторых других программ для научно-исследовательских работ: отчет о НИР / УкрНИПЧИ им. И.И. Мечникова. — № госрег. 0102И001226. — Одесса, 2003.
— 435 с.
10. Фролов А.Ф. Вода як фактор передачi вiрусних Ыфекцм /
A.Ф. Фролов, В.1. Задорожна,
C.1. Доан // Актуальн проблеми транспортноУ медицини. — 2006.
— № 1. — С. 65-69.
11. Доан С.1. Характеристика ентеровiрусного забруднення води вщкритих водоймищ / С.1. Доан, В.1. Бондаренко,
B.1. Задорожна // Вода i водо-очисн технологи. — 2005. — № 4.
— С. 32-35.
12. Багаторiчна та рiчна динамка видгпення ентеровiрусiв iз с^чноУ води / С.1. Доан, В.1. Задорожна [та Ы.] // Вода i водо-очисн технологи. — 2005. — № 4. — С. 28-31.
13. Доан С.1. Роль морськоУ води у поширенн ентеровiрусних Ыфекцм / С.1. Доан, В.1. Задорожна, В.1. Бондаренко // Вода i водоочисн технологи. — 2002.
— № 2-3. — С. 41-46.
14. Поширення ротавiрусiв у водних об'ектах довкшля УкраУни / 1.В. Дзюблик, О.В. Обертинсь-ка, 1.Г. Костенко [та Ы.] // 1нфек-цмы хвороби. — 2008. — № 4. —
C. 38-43.
15. Вивчення та оцЫка ефек-тивност розробленого способу концентрування кишкових вiру-ав iз води рiзного походження у польових умовах / О.В. Романюк. О.В. Обертинська, Н.1. Миколен-ко [та т.] // Зб. наук. праць КМАПО. — К., 2006. — Вип. 15, кн. 2. — С. 589-594.
16. Обертинська О.В. Ротавн руси та Ух Ыдикащя у навколиш-ньому середовищi методом iму-нохроматографiчного аналiзу / О.В. Обертинська//Сучасн проблеми кл^чноУ та теоретичноУ медицини: матер. доп. Мiжна-родноУ наук.-практ. конф. студенев i молодих вчених. — Суми, 2005. — С. 20-21.
17. Питна вода як фактор пере-дачi збудниюв Ыфекцмних хвороб / Н.Л. Зубкова, А. В. Крако-вич, В.В. Василенко [та Ы.] // Вода i водоочисн технологи. — 2004. — № 1. — С. 33-37.
Надйшла до редакцИ 19.02.2010.
41 Environment & Health №32010
