CC BY
8
УДК 614.777:578.81-078
Г. А. Багдасарьян, Л. А. Мышляева, В. И. Зотова, Г. С. Дидебулидзе
ИНДИКАТОРНОЕ ЗНАЧЕНИЕ БАКТЕРИОФАГОВ В ОТНОШЕНИИ ВИРУСНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
НИИ обшей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Процессы урбанизации и индустриализации сопровождаются увеличением объема городских сточных вод, являющихся источником загрязнения различных объектов окружающей среды кишечными вирусами, что представляет потенциальную опасность для здоровья человека (Г. И. Сидоренко и соавт.; С. Г. Дроздов и В. А. Казанцева, 5Ье11\уоо(1 и соавт.).
Высокая устойчивость вирусов к физическим, химическим и биологическим факторам обусловливает возможность их длительной циркуляции в объектах окружающей среды, создавая условия для возникновения заболеваемости среди населения.
В то же время контроль за эпидемической безопасностью водных объектов на современном этапе сопряжен с рядом трудностей, связанных с непосредственным определением вирусов в воде: недостаточной разработанностью методических приемов индикации различных групп вирусов в водных объектах (ротавирусов, вируса гепатита А и др.), трудоемкостью и ретроспективностью вирусологических исследований. В связи с этим при проведении текущего контроля качества водных объектов в отношении микробного загрязнения используются индикаторные микроорганизмы. Индикаторный принцип, предложенный Кохом почти 100 лет назад для оценки качества воды с точки зрения микробного загрязнения, остается ведущим принципом регламентации в отношении возбудителей как бактериальных, так и вирусных инфекций. Нормативы индикаторных микроорганизмов, разработанные для воды разных видов водопользования, должны надежно обеспечивать эпидемическую безопасность водного объекта при прямом или опосредованном контакте с ним человека.
Основным регламентируемым индикатором во всех документах водно-санитарного законодательства СССР, как и в национальных стандартах за рубежом, являются бактерии группы кишечных палочек (БГКП), которые достаточно надежно обеспечивают эпидемическую безопас-
ность контролируемых водных объектов в отношении бактериальных кишечных инфекций.
Что касается вирусного загрязнения водных объектов, в частности питьевой воды, прошедшей этапы водоочистки, включая коагуляцию, фильтрацию и дезинфекцию, то вирусологам разных стран удалось обнаружить кишечные вирусы в пробах воды, стандартной по бактериологическим показателям (А. М. Ошерович и Г. С. Ча-совникова; Э. В. Рабышко; Т. С. Малахова и А. С. Лейбензон; Nestor; Marzouk и соавт.; Roy и соавт., и др.). Это объясняется тем, что распространение и поведение вирусного загрязнения в водных объектах имеет специфические особенности по сравнению с бактериальным, в связи с чем значительно затрудняются разработка систе- Щ мы контроля и оценка вирусного загрязнения различных водных объектов. К таким особенностям вирусного загрязнения относятся значительная устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов (физических, химических, биологических) и, как следствие, более длительная инфици-рованность вирусами объектов окружающей среды по сравнению с патогенными энтеробактерня-ми и санитарно-показател!>ными микроорганизмами, низкие инфицирующие дозы —от одной до нескольких вирусных частиц (Koprowski; Katz и Plotkin; Couch и соавт., и др.), неадекватность существующих косвенных бактериологических показателей санитарного и эпидемического состояния водных объектов (Л. В. Григорьева, 1968; Г. А. Багдасарьян и Е. Л. Ловцевич; Э. В. Рабышко; Л. А. Мышляева, 1976; Kott; и др.).
Уже более двух десятков лет ведутся работы по оценке эффективности существующих бакте- а риологических индикаторов качества водных '' объектов и поиски, разработка и регламентация новых вирусологических критериев безопасности воды в отношении вирусного загрязнения. Исследователи в своем поиске руководствуются следующими положениями. Индикаторы вирусного загрязнения должны встречаться всюду, где мо-
гут находиться патогенные для человека вирусы, они должны количественно коррелировать с патогенными для человека вирусами, т. е. подчиняться тем же закономерностям циркуляции в водных объектах, которые существуют для вирусов; методы индикации их в водных объектах должны быть простыми и быстрыми, а количественное содержание должно значительно превыше шать уровень вирусного загрязнения.
Обоснование возможности использования микроорганизмов в качестве индикаторов вирусного загрязнения и установление их регламентов для различных водных объектов проводятся на основании изучения количественных соотношений между санитарно-показательными и патогенными микроорганизмами, динамики этих соотношений, встречающихся в природных условиях и изменяющихся в процессе самоочищения воды в открытых водоемах и на этапах очистки водоочистных сооружений, определения корреляции между этими микроорганизмами, а также частоты выделения и количественного содержания патогенных микроорганизмов при различных параметрах изучаемых косвенных показателей.
В качестве индикатора вирусного загрязнения водных объектов (очистки сточных вод на водоочистных сооружениях, воды открытых водоемов) предлагаются фаги кишечных бактерий. Быстрота и экономичность их определения по сравнению с вирусами и индикаторными бактериями, более высокая, чем у индикаторных бактерий, устойчивость к действию физических и д химических факторов окружающей среды, один путь поступления их с энтеровирусами в водоем, отсутствие способности к репликации в объектах окружающей среды позволяют рассматривать их как перспективные индикаторы вирусного загрязнения водных объектов.
Колифаги по биохимической структуре, механизму репликации и устойчивости в окружающей среде сравнимы с энтеровирусами. Из известных морфологических групп наиболее близкой к эн-теровирусам является группа РНК-содержащих фагов с изометрической структурой.
Наиболее изученной группой бактериофагов, циркулирующих в природных водах и рассматриваемых в качестве индикаторов вирусного загрязнения, является общая группа морфологически различимых колифагов, которые выделяются на поливалентных бактериях-хозяевах из группы кишечных палочек — штаммы Е. coli В, С, К-12. Впервые на возможность использования фагов как индикаторов вирусного загрязнения, в «f нашей стране указывают Л. В. Григорьева (1966, 1968), а за рубежом — Guelen.
За последние (1970—1980) годы в литературе накоплен значительный материал по обоснованию индикаторного значения кишечных бактериофагов для оценки качества воды различного вида водопользования в отношении вирусного загрязнения (Л. В. Григорьева, 1968; Г. А. Багдасарьян
и Е. Л. Ловцевич; А. Шимкова и И. Червенка; Кой; Е\уег1 и соавт.).
Следует отметить, что, несмотря на разные методические приемы, используемые различными специалистами при изучении корреляции между энтеровирусами и колифагами, присутствующими в водных объектах: неодинаковые методы концентрирования и количественного учета этих микроорганизмов (определение наиболее вероятного числа, количества бляшкообразующих единиц — НВЧ и БОЕ соответственно и ТЦД50), получен однозначный вывод о саннтарно-показательном значении бактериофагов в отношении вирусного загрязнения.
Результаты указанных исследований позволили не только определить индикаторное значение фагов в отношении вирусного загрязнения, но и установить для данного косвенного показателя регламенты, обеспечивающие эпидемическую безопасность некоторых водных объектов в отношении вирусного загрязнения.
Так, в исследованиях В. И. Зотовой по изучению эффективности очистки сточных вод и оценке степени их эпидемической безопасности при обеззараживании установлено, что в процессе очистки сточных вод происходит изменение количественных соотношений между изучаемыми группами микроорганизмов (вирусами кишечной группы, бактериофагами кишечных палочек, БГКП), которое характеризуется значительным уменьшением этих соотношений между вирусами и БГКП и стабильностью соотношений между че-' ловеческими и бактериальными вирусами. В неочищенной сточной воде это соотношение 1:103:105-6. После механической и биологической очистки содержание вирусов и фагов уменьшается на 1 порядок, БГКП — на 2 порядка (количественное соотношение 1:103: 10*, а после этапа доочистки 1:103 : 103). Полученные данные позволяют считать бактериофаг более показательным микроорганизмом, чем БГКП, для оценки степени эффективности очистки сточных вод от вирусного загрязнения. К аналогичным выводам приводят результаты экспериментальных и натурных исследований по изучению процесса обеззараживания очищенных сточных вод хлором. На основании их разработаны критерии эпидемической безопасности для очищенных и обеззараженных сточных вод как при условии выпуска их в водоем, так и при повторном использовании в техническом водоснабжении. Очищенная и обеззараженная сточная вода считается эпидемически безопасной при отсутствии вирусов в 1 л, при этом индекс санитарно-показа-тельных микроорганизмов (БГКП и колифага) не должен превышать 1000. Этот эффект достигается для биологически очищенных сточных вод при уровне остаточного хлора 1,5 мг/л и времени контакта 40 мни (СНиП П-32—74 «Канализация. Наружные сети и сооружения», 1977), для до-очищенных сточных вод при уровне остаточного
хлора 1 мг/л и времени контакта 30 мин («Временные методические указания по использованию очищенных городских сточных вод в техническом водоснабжении». М., 1978).
Результаты многолетнего изучения закономерностей распространения энтеровнрусов в водоемах разных климатических зон страны также позволили оценить информативность отдельных индикаторных микроорганизмов, в частности БГКП и бактериофагов, в отношении вирусного загрязнения (Л. А. Мышляева). Изучение динамики количественных соотношений между вирусами, бактериофагами и БГКП (как основного регламентируемого показателя качества воды) от створа максимального загрязнения водоемов вниз по течению реки на этапах самоочищения водоемов показало, что они имеют более стабильный характер между вирусами и бактериофагами, чем между вирусами и БГКП, и в меньшей степени зависят от таких факторов, как температура воды, гидрологические особенности водоемов, степень их химического загрязнения. Количественные соотношения между вирусами, фагами и БГКП на 200-километровых участках изучаемых водоемов от створа максимального загрязнения изменялись от 1 : 102-3: 10*—® до 10 : 10'-2 : 102-*.
Изучение корреляции между содержанием в воде вирусов и бактериофагов и вирусов и БГКП показало наличие тесной прямой линейной связи между вирусами и фагами (v 0,49 при 1,58, *st<3) и отсутствие линейной связи между вирусами и БГКП (v 0,88, /ф 3,82, <st>3), что обусловливает низкий коэффициент корреляции между ними г — 0,3.
При определении зависимости частоты выделения энтеровнрусов от индекса бактериофагов установлено лимитирующее значение последнего— 1000 БОЕ/л, при котором энтеровирусы в водоеме не встречаются, а случаи их выделения носят не закономерный, а случайный характер. При содержании бактериофагов более 1000 БОЕ/л вода указанных водных объектов представляет опасность загрязнения ее энтеровирусами. Данный регламент установлен в отношении бактериофагов, способных изолировать кишечную палочку Е. coli В и давать негативные колонии через 18—24 ч при 37°С на 1,5% мясо-пептонном агаре. Установлено также, что фаги кишечной палочки сохраняют свое показательное значение на уровне 1000 БОЕ/л и в условиях химического загрязнения водоемов (А. Е. Недачин). Аналогичные выводы получены при изучении циркуляции вирусов, бактериофагов и санитарно-показательных микроорганизмов в морских водах (Л. В. Григорьева, 1975; А. Е. Недачин). Разработанные регламенты для колифагов как индикаторов вирусного загрязнения нашли свое отражение в ряде нормативных документов: для воды поверхностных водоемов, используемых в качестве источника централизованного водоснаб-
жения, коли-индекс 10 000, индекс колифагов не более 1000 (ГОСТ 17.1.3.03—77), для воды водоемов, используемых для рекреационных целей, коли-индекс и индекс колифагов 1000 и менее (ГОСТ 17.1.5.02—80).
Регламентация вирусного загрязнения с использованием бактериофагов как индикаторов отражена не во всех нормативных документах в связи с недостаточной изученностью этого вопроса для ряда водных объектов. Особую важность приобретает разработка новых индикаторных микроорганизмов для питьевой воды в отношении вирусного загрязнения. Это связано с многочисленными сообщениями, которые имеются как в СССР, так и за рубежом, о случаях выделения энтеровнрусов в питьевой воде, стандартной по бактериологическим показателям. Встречаются отдельные сообщения о возможности использования бактериофагов в качестве индикаторов возможного вирусного загрязнения питьевой воды (Kott). Однако вопросы регламентации данного показателя для питьевой воды требуют дальнейшего изучения.
Следует отметить, что в указанных работах изучалась вся группа кишечных бактериофагов, выделяемых на БГКП (как ДНК, так и PHI^-co-держащие фаги). Однако из всей группы кишечных бактериофагов РНК-содержащие фаги, по данным ряда авторов, могут являться более показательными микроорганизмами в отношении оценки вирусного загрязнения (Shan и соавт.). В то же время с целью выявления наиболее информативной группы бактериофагов в отношении вирусного загрязнения необходимо более глубокое изучение различных групп бактериофагов, циркулирующих в природных водах. Такие исследования пока немногочисленны, но уже установлено, что частота выделения РНК-содержащих фагов из сточных вод высока (до 56 %). Выделенные из природных водных источников РНК-содержащие фаги распределяются по 3 иммуно-логичЬскнм группам (I, II, III) в соотношении 1:2:5, причем следует особенно подчеркнуть, что III группа характеризует поступление в воду фекального загрязнения, так как она выделяется только из фекалий человека. По мнению исследователей, специфичность выделения РНК-содержащих фагов определенной иммунологической группы может являться основанием для изучения этой группы фагов как наиболее информативной, отражающей состояние объектов окружающей среды в отношении вирусного загрязнения (Osa-wa и соавт.; Fukuse и соавт.).
Наряду с исследованиями по выбору и обоснованию косвенных показателей и их регламентации в водных объектах в настоящее время продолжают оставаться актуальными разработка и совершенствование методических приемов индикации колифагов в умеренно загрязненных и чистых водах, в частности питьевой. Это вызвано незначительным содержанием колифагов в этих
водных объектах, вcлeдcíвиe чего методы прямой индикации оказываются мало чувствительными. В связи с этнм в последние годы разрабатываются методы концентрирования фагов, основанные на их сорбционной способности, а также методы флокуляции органическими веществами, концентрирования на мембранных фильтрах и др. (Bitton и соавт.). Для контроля качества питьевой воды важны методы ускоренной индикации бактериофагов (анализ воды занимает не более 6 ч — Wentsel и соавт.).
Таким образом, разработку адекватной системы контроля качества водных объектов в отношении вирусного загрязнения с использованием кишечных бактериофагов еще нельзя считать завершенной. Необходимо детальное изучение таксономических групп бактериофагов, циркулирующих в водах разного вида водопользования, с целью научного обоснования выбора наиболее информативной из этих групп в отношении вирусного загрязнения.
Литература. Багдасарьян Г. А., Ловцевич Е. Л. Индикация и инактивация кишечных вирусов в объектах внешней среды. М., 1972. Григорьева Л. В. — В кн.: Научная конф. по проблеме: «Биологическое и гигиеническое значение факторов внешней среды в условиях населенных мест». Киев, 1966, с. 116—118.
Г ригорьева Л. В. Энтеровнрусы во внешней среде. М., 1968.
Григорьева Л. В. Санитарная бактериология и вирусология водоемов. М., 1975. Дроздов С. Г., Казанцева В. А. — Вестн. АМН СССР,
1981, № 3, с. 85—93. Зотова В. И. — В кн.: Актуальные вопросы гигиены населенных мест. М., 1973, с. 32—34. Малахова Т. С.. Лейбензон А. С. — Там же, 1977, № 6, с. 90—91.
Мышляева Л. А. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1974, вып. 2, с. 102—106.
Мышляева Л. А. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны
окружающей среды. М„ 1976, вып. 3, с. 106—109. Недачин А. Е. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны
окружающей среды, М„ 1977, вып. 5, с. 97—99 Ошерович А. М„ Часовникова Г. С. — Труды ин-та полиомиелита и вирусных энцефалитов, М. 1970, т. 14 с. 119—124.
Рабышко Э. В. — Гиг. и сан., 1974, jV» 4, с. 105—106. Сидоренко Г. И. и др. — Там же, 1981, № 11, с. 4—7. Шимкова А., Червенка И. — Бюлл. ВОЗ, 1981 т. 59, № 4, с. 104—110.
Bitton G. et al. — Appl. Environm. Microbiol., 1981, v. 41, p. 93-96.
Couch R. et al. — J. clin. Invest., 1964, v. 44, p. 535—538. Fukuse К■ çt al. — Appl. Environm. Microbiol., 1981, v. 41, p. 1139—1143.
Guelen A. — Ann. Inst. Pasteur (Paris), 1948, v. 75, p. 485—496.
Katz N.. Plot kin S. A. — S. Am. publ. Hlth Ass., 1967,
v. 57, p. 1837—1840. Kott B. — Water Res., 1974, v. 8, p. 165—171. Koprowski H. — Am. J. trop. Med. Hyg., 1956, v. 5, p. 440—445.
Ewert D. et al. — Appl. Environm. Microbiol., 1980, v. 39, p. 576-583.
Marzouk J. et al. — Water Res., 1980, v. 14. p. 1585—1590. Nestor J. — Rev. roum. Virol., 1979, v. 30, p. 164—168. Osawa S. et al. — Appl. Environm. Nicrobiol., 1981, v. 41, p. 164—168.
Roy D. — J. Water Pollut. Contr. Fed., 1981, v. 53, p. 1138—1142.
Shan C. et al. — Appl. Microbiol., 1972, v. 24, p. 658— 659.
Shellwood J. et al. — J. Hyg., 1981, v. 86, p. 217—225. Wentsel R. et aL — Appl. Environm. Microbiol., 1982, v. 43, p. 430—434.
Поступила 10.11.82
Summary. The results of research done in the USSR and in foreign countries on the possibility of using bacteriophages as viral contamination indicators 10 water bodies are presented. The questions of choice and validity of using bacteriophages as indicators for water viral contamination: norm-setting for this index and trends of further research in this field are discussed.
УДК 613-32:546.46 + 626.1.03:546.46
Ю. В. Новиков, С. И. Плитман, А. И. Левин, Ю. А. Ноаров
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ МИНИМАЛЬНОГО УРОВНЯ МАГНИЯ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
В ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая» нормативами на питьевую воду лимитируются только верхние уровни общей минерализации, хлоридов, сульфатов и др. Вместе с тем все больший интерес и важность приобретают изучение возможности неблагоприятного биологического влияния маломинерализованных вод и установление минимально необходимых количеств ряда элементов. В настоящее время стало возможным научно обосновать минимально необходимые уровни общей минерализации (100 мг/л), кальция (ЗОмг/л) и жесткости по кальцию (1,5 мг-экв/л).
В то же время изучение существующих и прогнозирование перспективных условий хозяйствен-
но-питьевого водопользования выдвигает необходимость разработки дополнительных гигиенических критериев надежности при оценке водоисточников, что в значительной мере обусловлено отсутствием нормативов на ряд элементов, недостаток которых в питьевой воде отражается на состоянии здоровья человека (Ю. В. Новиков и соавт.). К таким элементам относится и магний.
Макроэлементы, в том числе магний, хотя и присутствуют в пищевом рационе, однако питьевая вода является важным дополнительным источником, удовлетворяющим значительную часть суточной потребности организма в ряде минеральных компонентов, оказывающих спецнфи-
