CC BY-ND
47
36
ЗНиСО октябрь №>10 (307)
© Алешня В.В., Журавлёв П.В., Панасовец О.П., Седова Д.А., 2018 УДК 614.7:546.13.001.6
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ АКТИВНОГО ХЛОРА НА ПАТОГЕННЫЕ И ПОТЕНЦИАЛЬНО ПАТОГЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ
В.В. Алешня1, П.В. Журавлёв1, О.П. Панасовец2, Д.А. Седова1
1ФБУН «Ростовский научно-исследовательский институт микробиологии и паразитологии» Роспотребнадзора, пер. Газетный, д. 119, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия
2Филиал ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области в г. Белая Калитва», Коммунистическая ул., 23А, г. Белая Калитва, Ростовская область, 347042, Россия
В экспериментальных условиях дана оценка эффективности воздействия активного хлора на жизнеспособность микроорганизмов, имеющих санитарно-эпидемиологическое значение. Показано, что в условиях интенсивного загрязнения водоисточника и при максимальной нагрузке на очистные сооружения при двойном хлорировании (доза хлора 5 мг/л) через 30 минут контакта с обеззараживающим агентом погибала только лишь E. coli, тогда как условно-патогенные и патогенные микроорганизмы, заражающая доза которых находилась в тех же пределах (50 000 КОЕ/л), инактивировались на 99,9 %. При увеличении вносимой дозы в 10 и 100 раз степень инактивации снижалась у сальмонелл до 99,5 %, синегнойных палочек - до 99,2 %, у клебси-елл осталась на прежнем уровне - 99,9 %. Это предопределяет возможность появления их в питьевой воде, что может привести к возникновению острых кишечных инфекций среди населения. Ключевые слова: модельный водоем, активный хлор, E. coli, сальмонеллы, потенциально патогенные микроорганизмы.
V.V. Aleshnya, P.V. Zhuravlev, O.P. Panasovets, D.A. Sedova □ EXPERIMENTAL STUDY OF ACTIVE CHLORINE INFLUENCE TO PATHOGENIC AND POTENTIALLY PATHOGENIC MICROORGANISMS □ Rostov Scientific Research Institute of Microbiology and Parasitology of Rospotrebnadzor, 119, Gazetny, Rostov-on-Don, 344010, Russia; Rostov Region Center of Hygiene and Epidemiology in Belaya Kalitva, 23A, Kommunisticheskaya str., Rostov Region Belaya Kalitva, 347040, Russia.
In experimental conditions, an assessment was given on the efficiency of active chlorine effect on the viability of microorganisms having a sanitary-epidemiological significance. It was shown that in conditions of intensive water source contamination of maximum load using treatment facilities with double chlorination (chlorine dose 5 mg/l) after 30 minutes of contact, only E.coli died, at the same time, conditionally pathogenic and pathogenic microorganisms, the infective dose of which was within the same limits (50 000 CFU/l), were inactivated by 99,9 %; with an increase in the applied dose of 10 and 100 times, the degree of inactivation decreased in Salmonella to 99,5 %, in Pseudomonas aeruginosa to 99,2 %, Klebsiella remained at the same level of 99,9 %. This predetermines the possibility of their appearance in drinking water, which can lead to the emergence of acute intestinal infections among the population. Key words: model reservoir, active chlorine, E. coli, Salmonella, potentially pathogenic microorganisms.
Повсеместное загрязнение воды открытых водоемов, в том числе патогенными и потенциально патогенными микроорганизмами, такими как сальмонеллы, клебсиеллы, синегнойные палочки и другие [2, 4, 5, 9], является одной из основных причин появления их в питьевой воде водопроводной сети [1, 3]. В ряде регионов доля проб питьевой воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по микробиологическим показателям, достигает уровня 5-7 % [7, 8]. Поэтому формируются угрозы вспышек острых кишечных инфекций, передаваемых водным путем [6, 10, 11, 13, 15]. Критерии, предлагаемые для санитарно-бактериологической оценки качества водопроводной воды, должны гарантировать ее эпидемическую безопасность [12, 14]. Хлорирование является наиболее распространенным методом обеззараживания питьевой воды как в нашей стране, так и за рубежом и до недавнего времени считалось достаточно эффективным в отношении санитарно-показательных, потенциально патогенных и патогенных микроорганизмов, поэтому при выборе приоритетных индикаторных микроорганизмов, количественное определение которых позволит с достаточной надежностью характеризовать уровень риска возникновения кишечных инфекций, связанных с условиями водопользования, необходимо учи-
тывать их хлороустойчивость при обеззараживании воды на водоочистных сооружениях [16].
Цель исследования - сравнительная оценка действия активного хлора на микроорганизмы, имеющие санитарно-эпидемиологическое значение.
Материалы и методы. Исследования проводили в экспериментальных условиях с использованием стерильной речной воды, отобранной из биотопа в месте водозабора водопровода г. Азова Ростовской области. В качестве модельного водоема использовали баллоны емкостью 10 л.
Для экспериментов взяты свежевыделенные из р. Дон штаммы микроорганизмов: Salmonella typhimurium как наиболее часто выделяемые лак-тозоотрицательные патогенные микроорганизмы из воды открытых водоемов Южной зоны Российской Федерации; Klebsiella pneumonia и Pseudomonas aeruginosa как наиболее типичные представители лактозоотрицательных потенциально патогенных микроорганизмов, выделяемых из речной воды; Escherichia coli как лактозоположитель-ный санитарно-показательный микроорганизм.
Вышеперечисленные штаммы бактерий с типичными для своего вида свойствами были внесены в модельные водоемы в количествах 104, 105, 106 КОЕ/л.
октябрь МО (307) ЗНиСО
37
С_Р Учитывая высокий уровень бактериального за-=i грязнения воды азовского водозабора [1], особен-^¡i но при максимальной нагрузке на водоочистные сооружения в паводковый период, в эксперимен-'— те использовали обеззараживание воды хлором из ^^ суммарного расчета 5 мг активного хлора на 1 л воды. Сроки экспозиции составили 5, 20, 30 и 60 мин.
Результаты исследования. Результаты провесу денных исследований представлены в табл. 1 и 2. Ej Как видно из данных, представленных в табл. 1 -■з^ и 2, через 30 минут контакта с хлором из модель-^^ ного водоема исчезала только E. coli, вносимая в концентрации 50 000 КОЕ/л, и не появлялась до конца эксперимента. Остальные микроорганизмы, заражающая доза которых находилась в тех же пределах, погибали лишь через час. При увеличении вносимой дозы бактерий в 10 и 100 раз E. coli погибала через 60 мин, в то же время степень инактивации у сальмонелл снижалась до 99,5 %, клебсиелл — до 99,9 % и синегнойных палочек — до 99,2 %. Таким образом, результаты исследо-
вания обеззараживающего действия хлора на изучаемые бактерии показали, что при высоких уровнях контаминации дозы хлора не приводят к полной гибели патогенных и потенциально патогенных микроорганизмов в воде. Отмечается обратная зависимость обеззараживающего действия хлора от исходной концентрации микроорганизмов в воде водозабора, то есть с увеличением уровня контаминации эффективность инактивации микрофлоры снижается. При этом процесс инактивации лактозоположительных микроорганизмов семейства Enterobacteriaceae на примере E. coli происходит более интенсивно по сравнению с лактозоотрицательными — сальмонеллами, клебсиеллами и синегнойными палочками. Учитывая высокий уровень их содержания в месте водозабора и достаточно высокую устойчивость к воздействию хлора, на водоочистных сооружениях г. Азова не происходит полной гибели этих микроорганизмов, в связи с чем отмечается их поступление в водопроводную сеть [1].
Таблица 1. Динамика инактивации сальмонелл и E. coli под воздействием хлора в водной среде (доза активного хлора 5 мг/л) Table 1. Dynamics of inactivation of Salmonella and E. coli under the influence of chlorine in aqueous medium (dose of active chlorine 5 mg/l)
Время контакта (мин) Содержание (КОЕ в 1 л) Инактивация (%)
E. coli (M ± m) Сальмонеллы (M ± m) E. coli Сальмонеллы
Контроль 48 000 45 500 0 0
5 1 300 ± 370 1 100± 354 97,3 97,6
20 0 150 ± 44 100 99,7
30 0 14 ± 3 100 99,9
60 0 0 100 100
Контроль 480 000 455 000 0 0
5 14 000 ± 4 333 18 000 ± 4 270 97 96
20 6 500 ± 1 956 8 000 ± 2 330 98,7 92,2
30 700± 212 4 000 ± 1 257 99,9 99,1
60 0 800 ± 264 100 99,8
Контроль 4 800 000 4 550 000 0 0
5 320 000 ± 94 250 300 000 ± 86 530 93,3 93,4
20 130 000 ± 35 873 150 000 ± 36 724 97,3 96,7
30 16 000 ± 1 273 70 000 ± 22 104 99,3 98,5
60 0 23 000 ± 7 340 100 99,5
Таблица 2. Динамика инактивации клебсиелл и синегнойных палочек под воздействием хлора
в водной среде (доза активного хлора 5 мг/л) Table 2. Dynamics of inactivation of Klebsiella and Pseudomonas aeruginosa under the influence of chlorine in aqueous medium (dose of active chlorine 5 mg/l)
Время контакта (мин) Содержание (КОЕ в 1 л) Инактивация (%)
Клебсиеллы (M ± m) Синегнойные палочки (M ± m) Клебсиеллы Синегнойные палочки
Контроль 50 000 36 500 0 0
5 1 000 ± 306 2 000 ± 642 98,0 94,5
20 150 ± 34 250 ± 78 99,7 99,3
30 16 ± 5 21 ± 6 99,9 99,9
60 0 0 100 100
Контроль 500 000 365 000 0 0
5 15 000 ± 4 726 33 000 ± 9 833 97,0 91
20 7 000 ± 2 877 13 000 ± 4 135 98,6 96,4
30 3 000 ± 857 9 000 ± 2 452 99,4 97,5
60 200 ± 67 2 000 ± 6 314 99,9 99,5
Контроль 5 000 000 3 650 000 0 0
5 260 000 ± 87 101 380 000 ±124 477 94,8 89,6
20 180 000 ± 54 268 260 000 ± 84 056 96,4 92,9
30 80 000 ± 26 415 120 000 ± 34 973 98,4 96,7
60 4 000 ± 1 267 30 000 ± 9 222 99,9 99,2
30
ЗНиСО октябрь №40 (307)
Экспериментальные данные подтверждены натурными наблюдениями на водопроводах различных климатических зон страны. Так, изучение видового состава бактерий, выделяемых после первичного хлорирования на Рублевской водопроводной станции, показало наибольшую устойчивость клебсиелл, энтеробак-теров, цитробактеров и других лактозоотрица-тельных видов микроорганизмов к обеззараживающему агенту, что подтверждает их индикаторное значение в выявлении возможного пути проникновения возбудителей инфекционных заболеваний в питьевую воду. При этом бактерии E. coli обнаружены не были [4].
Заключение. Результаты изучения обеззараживающего действия хлора на санитарно-показательные, патогенные и потенциально патогенные бактерии показали, что при высоких уровнях контаминации воды водоисточника дозы хлора, предусмотренные при двойном хлорировании, не приводят к полной гибели изучаемых микроорганизмов. Кроме того, экспериментальными и натурными исследованиями установлено, что нормируемые колиформ-ные бактерии, определяемые по ферментации лактозы, оказались менее устойчивыми к действию обеззараживающего агента по сравнению с сальмонеллами и потенциально патогенными бактериями (клебсиеллы, синегнойные палочки и др.). Это может привести к попаданию последних в водопроводную сеть и вызвать среди населения водообусловленные кишечные инфекции, так как отсутствие нормируемых микроорганизмов не гарантирует отсутствие инфекционных агентов, потому что неучтёнными остаются лактозонегативные эн-теробактерии, к которым относится значительное количество микроорганизмов, вызывающих кишечные инфекции.
Меньшая устойчивость к хлору общих ко-лиформных бактерий (на примере E. coli) свидетельствует о снижении их индикаторного значения, что необходимо учитывать при проведении микробиологического контроля за процессами обеззараживания воды.
ЛИТЕРАТУРА (п. 12—16 в References)
1. Алешня В.В., Журавлёв П.В., Панасовец О.П., Артёмова Т.З., За-гайнова А.В., Швагер М.М., Глухов А.А., Джансейидов Б.Х., Му-рачева Н.Н. и др. Роль санитарно-гигиенических факторов в распространении бактериальных кишечных инфекций водным путем // Здоровье населения и среда обитания. 2017. № 10 (295). С. 20—23.
2. Березняк Е.А., Тришина А.В., Веркина Л.М., Симонова И.Р., Ба-реева А.Е., Сагакянц М.М., Титова С.В. и др. Мониторинг условно-патогенной микрофлоры водоемов города Ростова-на-Дону // Здоровье населения и среда обитания». 2016. № 2 (275). С. 40—43.
3. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения: СанПиН 2.1.4.1074—01 (утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 07.04.2009 № 20). М: Роспотребнадзор, 2009. 28 с.
4. Журавлёв П.В., Алешня В.В., Панасовец О.П., Артёмова Т.З., Недачин А.Е., Загайнова А.В. и др. Оценка риска возникновения водно-обусловленных бактериальных кишечных инфекций при питьевом водопользовании // Вестник Северо-Кавказского федерального университета». 2013. № 3. С. 114—119.
5. Загайнова А.В., Талаева Ю.Г., Дмитриева Р.А. и др. Оценка эпидемической опасности патогенных и условно-патогенных бактерий, выделенных из воды различного вида водопользования // Гигиена и санитария. 2010. № 5. С. 68—73.
6. Онищенко Г.Г., Троценко О.Е., Отт В.А., Курганова О.П. и др. Влияние экологических факторов на заболеваемость острыми кишечными инфекциями с преимущественно водным путем распространения возбудителей на территориях Приамурья // Биосфера. 2014. Т. 6. № 1. С. 77-88.
7. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2015 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2016. 220 с.
8. Попова А.Ю. Стратегические приоритеты Российской Федерации в области экологии с позиции сохранения здоровья нации // Здоровье населения и среда обитания». 2014. № 2 (251). С. 4—7.
9. Савилов Е.Д., Анганова Е.В. Микробиологический мониторинг водных экосистем // «Гигиена и санитария». 2010. № 5. С. 56—58.
10. Сурмашева Е.В., Корчак Г.И., Михиенкова А.И., Никонова Н.А., Россада М.А. и др. Требования к качеству питьевой воды в Украине и инфекционная заболеваемость с водным путем передачи возбудителей // Гигиена и санитария. 2013. № 6. С. 33—37.
11. Троценко О.Е., Корита Т.В., Сапега Е.Ю., Бондаренко А.П., Курганова О.П. и др. Современные представления об эпидемиологии острых кишечных инфекций, передающихся водным путем // Дальневосточный журнал инфекционной патологии. 2015. № 26. С. 58-67.
REFERENCES
1. Aleshnya V.V., Zhuravlev P.V., Panasovets O.P., Artemova T.Z., Za-gaynova A.V., Schwager M., Glukhov A.A., Dzhanseyidov B.Kh., Muracheva N.N. Rol' sanitarno-gigienicheskikh faktorov v rasprostranenii bak-terial'nykh kishechnykh infektsij vodnym putjem [The Role of hygienic factors in the spread of bacterial intestinal infections by water]. Zdorovye naseleniya i sreda obitaniya, 2017, no. 10 (295), pp. 20-23. (In Russ.)
2. Bereznyak E.A., Trishina A.V., Verkina L.M., Simonova I.R., Bareeva A.E., Sagakiants M.M., Titova S.V. Monitoring uslovno-panogennoj mikroflory vodojemov goroda Rostova-na-Donu [Monitoring of conditionally pathogenic microflora of the ponds of the city of Rostov-on-Don]. Zdorovye naseleniya i sreda obitaniya, 2016, no. 2 (275), pp. 40^-3. (In Russ.)
3. Gigienicheskie trebovanija k kachestvu vody zentralizovannykh system pit'evogo vodosnabzhenya: SanPiN 2.1.4.1074-01 [Hygienic requirements for water quality of centralized drinking water supply systems: SanPiN 2.1.4.1074-01]. Utv. Postanovleniem Glavnogo gosudarstven-nogo sanitarnogo vracha Rossijskoj Federatsii ot 07.04.2009 No. 20, Moscow: Rospotrebnadzor, 2009. (In Russ.)
4. Zhuravlev P.V., Aleshnya V.V., Panasonic O.P., Artemova T.Z., Neda-chin A.E., Zagaynova A.V. Ozenka riska vozniknoenija vodno-obus-lovlennykh bakterial'nykh kishechnykh infektsij pri pit'evom vodopol'-zovanii [Assessment of the risk of water-caused by bacterial intestinal infections when drinking the water]. Vestnik Severo-Kavkazskogo federal'nogo universiteta, 2013, no. 3, pp. 114—119. (In Russ.)
5. Zagainova A.V., Zagaynova A.V., Talaeva Yu.G., Dmitrieva R.A. Ozenka epidemicheskoj opasnosti patogennykh i uslovno-patogennykh bakterij, vydelennykh iz vody razlichnogo vida vodopol'zovanija [Assessment of epidemic danger of pathogenic opportunistic bacteria isolated from water different types of water]. Gigiena i sanitariya, 2010, no. 5, pp. 68-73. (In Russ.)
6. Onishchenko G.G., Trotsenko O.E., Ott V.A., Kurganova O.P. Vlijanie ekologicheskikh faktorov na zabolevaemost' ostrymi kishechnymi infektsijami s preimushestvenno vodnym putjem rasprostranenija voz-buditelej na territorijakh Priamurja [Influence of environmental factors on the incidence of acute intestinal infections with a predominantly water by pathogens in the territories of the Amur region]. Biosfera, 2014, vol. 6, no. 1, pp. 77-88. (In Russ.)
7. О sostojanii sanitarno-epidemiologicheskogo blagopoluchija naselenija Rossijskoj Federatsii v 2015 godu: Gosudarstvennyj doklad [The state of sanitary and epidemiological wellbeing of the population in the Russian Federation in 2015: State report]. Moscow, Federal'naja sluzhba po nadzoru v sfere zashity prav potrebitelej i blagopoluchija cheloveka, 2016. 220 p. (In Russ.)
8. Popova A.Yu. Strategicheskie prioritety Rossijskoj Federatsii v oblasty ekologii s pozitsii sochranenija zdorov'ja natsii [Strategic priorities of the Russian Federation in the field of ecology from the position of preserving the health of the nation]. Zdorovye naseleniya i sreda obitaniya, 2014, no. 2 (251), pp. 4-7. (In Russ.)
9. Savilov E.D., Anganova E.V. Mikrobiologicheskij monitoring vodnykh ekosistem [Microbiological monitoring of water ecosystems]. Gigiena i sanitariya, 2010, no. 5, pp. 56-58. (In Russ.)
10. Surmacheva E.V., Korchak G.I., Mikheenkova A.I., Nikonova N.A., Rossada M.A. [et al.] Trebovanija k kachesnvu pitjevoj vody v Ukraine i infektsionnaja zbolevaemost' s vodnym putjem peredachi vozbuditelej [The Requirements for drinking water quality in Ukraine and infectious morbidity rate with water route of transmission of pathogens]. Gigiena i sanitarija, 2013, no. 6, pp. 33-37. (In Russ.)
11. Trotsenko O.E., Korita T.V., Sapega E.Yu., Bondarenko A.P., Kurganova O.P. Sovremennye predstavlenija ob epidemiologii ostrykh kishechnykh in-fektsij peredajushikhsja vodnym putjem [Modern ideas about the epidemiology of acute intestinal infections transmitted by water]. Dal'nevostochnyj zhurnal ifetsionnoj patologii, 2015, no. 26, pp. 58-67. (In Russ.)
12. Alitchkow D. Simulation of chlorine residual concentration in drinking water distribution system // Water supply and water quality. IV Int. Conf. Krakow, 2000. pp. 55-60.
13. Carraro E., Bonetta S., Palumbo F., Gilli G. Microbiological risk associated with consumption of drinking water in developed countries // Ann. Ist. Super Sanita. 2004, vol. 40, no. 1, pp. 117-140.
14. Craun G.F., Nwachuku N., Calderon R.L., Craun M.F. Water disinfection // J. Environmental Haelf. 2002, no. 65, pp. 16-23.
15. Geldreich E.E. Better intervention strategies are needed to reduce the risk of waterborne outbreaks // J. Water Health. 2005, vol. 7, pp. 197-208.
16. Hambsch B., Bockle K., van Lieverloo J.H.M. Incidence of faecal contaminations in chlorinated and non-chlorinated distribution systems of neighbouring European countries // Journal of Water and Health. 2007, vol. 5, suppl 1, pp. 119-130.
Контактная информация:
Журавлёв Пётр Васильевич, доктор медицинских наук, заведующий лабораторией санитарной микробиологии водных объектов и микробной экологии человека ФБУН РостовНИИ микробиологии и паразитологии Роспотребнадзора e-mail: pitthegreat@yandex.ru
Contact information:
Zhuravlev Peter Vasilyevich, Doctor of medical sciences, head of the laboratory of sanitary microbiology of water objects and microbic ecology of the person of Rostov Scientific Research Institute of Microbiology and Parasitology of Rospotrebnadzor e-mail: pitthegreat@yandex.ru
