CC BY
4
Гигиена воды, санитарная охрана водоемов и почвы
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1996 УДК 614.777:579.68]-07
А. Е. Недачин, Р. А. Дмитриева, Т. В. Доскина, С. Г. Сидоренко, Ю. А. Рахманин КОЛИ-ФАГИ КАК ИНДИКАТОРЫ ВИРУСНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Одной из актуальных проблем в настоящее время является обеспечение населения доброкачественной питьевой водой, что обусловлено неуклонным ростом водопотребления, качественными изменениями водоисточников, подвергающихся практически неконтролируемому антропогенному воздействию, неадекватностью существующих способов водоподготовки в отношении наиболее устойчивых представителей вирусной микрофлоры.
В этих условиях чрезвычайно важное значение приобретает своевременный и адекватный контроль за качеством питьевой воды в отношении вирусного загрязнения.
Известно, что оценка качества питьевой воды с использованием традиционных бактериальных индикаторов в отношении вирусного загрязнения не всегда надежна, что зачастую приводит к неверной оценке эпидемической ситуации.
Многочисленные исследования, проведенные за рубежом и в нашей стране, показали, что в результате обработки и обеззараживания водопроводной воды хлором или озоном в установленных режимах, как правило, устраняется бактериальное загрязнение, при этом индикаторные бактерии группы кишечной палочки (БГКП) снижаются до регламентируемых уровней (коли-индекс < 3), в то время как устойчивые формы микроорганизмов, и в первую очередь вирусы, могут сохраняться и попадать в распределительную сеть.
Так, в исследованиях P. Payment и соавт. [29], проведенных на 7 водопроводных станциях в Канаде, показано отсутствие корреляции между обнаружением в очищенной питьевой воде энтеро-вирусов и бактериальных индикаторов: 7% проб питьевой воды, отвечающей бактериальным стандартам, содержало вирусы Коксаки ВЗ, В4, ЕСН07. Вирусное загрязнение родниковой воды было зарегистрировано в ряде сел Франции [35]. В 3 пробах воды были обнаружены ротавирусы типа 2 на фоне стандартных показателей коли-индекса. F. Deetz и соавт. [18] представили данные о выделении ротавирусов и вирусов Коксаки В из проб питьевой воды при ее стандартных бактериологических показателях. В том же году С. Gerba и соавт. [21] сообщили о выделении из питьевой воды ротавирусов и антигена вируса гепатита А (ВГА) на фоне стандартных показателей коли-индекса и высоком содержании свободного остаточного хлора (0,8 мг/л). Аналогичные результаты были получены и рядом отечественных исследователей [1,2, 4—8].
Таким образом, данные литературы и результаты собственных исследований свидетельствуют, что рутинные бактериологические анализы (определение коли-индекса и ОМЧ) недостаточны для оценки безопасности питьевой воды в отношении вирусного загрязнения.
Одновременно с усовершенствованием методов прямого вирусологического контроля качества воды, являющихся в достаточной степени дорогостоящими и сложными, исследователи разных стран изучали возможность контроля вирусного загрязнения с помощью косвенных индикаторных микроорганизмов.
Основываясь на устойчивости различных представителей микрофлоры к факторам окружающей среды и дезинфекционным средствам, а также учитывая наличие других признаков, необходимых для санитарно-показательных микроорганизмов, в качестве индикаторов вирусного загрязнения было предложено использовать следующие альтернативные показатели: фекальные стрептококки, коли-фаги, вирус полиомиелита, клостри-дии и др. [13, 16, 17, 22]. Однако из указанных микроорганизмов только коли-фаги соответствовали требованиям, предъявляемым к индикаторным микроорганизмам. В частности, коли-фаги не патогенны и безопасны для человека; имеют единый с энтеровирусами источник поступления в окружающую среду; по размерам, строению и физико-химическим свойствам, по устойчивости к факторам окружающей среды и дезинфектан-там они наиболее близки к энтеровирусам; обнаруживаются во всех объектах, где встречаются кишечные вирусы; не размножаются в воде. Концентрации коли-фагов в воде превышают таковые энтеровирусов. Методы выделения коли-фагов просты, надежны и доступны любой практической бактериологической лаборатории.
Впервые о перспективности использования коли-фагов как индикаторов вирусного загрязнения воды сообщили А. ОиеНп [24] и Л. В. Григорьева [3]. В последующие годы на основании экспериментальных исследований и натурных наблюдений ряд ученых подтвердили, что коли-фаги являются более адекватными индикаторами вирусного загрязнения, чем БГКП [1—9, 12, 14, 15, 19, 20, 23-27, 31, 32, 34, 36-38].
Начиная с 70-х годов в нашей стране, в частности в НИИОиКГ им. А. Н. Сысина АМН СССР, проводилось обоснование коли-фагов в качестве индикаторов вирусного загрязнения воды как в экспериментальных [9], так и натурных исследованиях в разных климатических зонах
Показатели микробного загрязнения воды на выходе с водопроводных станций после очистки
Схема обработки
Коли-ии-дскс
Индекс коли-фагон
Наличие энтерови-русов
Только хлорирование Одноступенчатая схема водоподготовки Двухступенчатая схема водоподготовки: а б
3 < 2
2 10
10 ООО 100
10 0
+ +
Примечание, а — высокое исходное загрязнение; б — низкое исходное загрязнение.
[10], на водопроводных станциях, а также в городах с различной заболеваемостью кишечными вирусными инфекциями, в том числе вирусным гепатитом А. Особенно четко индикаторное значение коли-фагов в отношении вирусного загрязнения было показано на водопроводных станциях Среднеазиатского региона (Алма-Ата, Ташкент, Коканд, Нукус, Катта-Курган, Ташауз, Самарканд). На примере 2 водопроводных станций в городах Нукус и Катта-Курган было установлено, что в воде, обработанной по 2-этапной схеме с использованием обеззараживания дозами хлора в соответствии с требованиями ГОСТа 2874—82 "Вода питьевая" наблюдалось интенсивное устранение бактериального загрязнения: коли-индекс снижался более чем в 100 000 раз от исходного уровня до соответствия ГОСТу 2874—82 "Вода питьевая" (с 250 000 до < 3). В то же время содержание коли-фагов уменьшалось незначительно — всего в 10—15 раз. При этом на фоне выделения коли-фагов в обработанной воде, стандартной по бактериологическим показателям, обнаруживались энтеровирусы, серологический спектр которых включал вирусы полиомиелита типов 1—3, Коксаки В1, В6, ЕСН07, 19, 23, а также антиген ВГА. Полученные результаты наглядно свидетельствуют о нивелировании санитарно-показатель-ной значимости БГКП в отношении вирусного загрязнения питьевой воды [6, 7].
Аналогичные закономерности выявлены и на Европейской территории, где в одних случаях использовали только хлорирование, в других для очистки воды на водопроводных станциях включались одно- и двухступенчатые схемы очистки воды. Как показывают данные, приведенные в таблице, применяемые схемы водоподготовки достаточно эффективны в отношении бактериального загрязнения (на выходе с водопроводных станций вода отвечает требованиям ГОСТа 2874— 82).
В то же время наблюдается прохождение вирусов и коли-фагов через барьеры водопроводных сооружений, использующих одно- и двухступенчатую схему очистки. При этом если снижение бактериального загрязнения проходило интенсивно и достигало при двухступенчатой очистке 5 порядков, концентрация коли-фагов снижалась на 1—2 порядка и большая часть проб содержала энтеровирусы (а). При более низком исходном загрязнении обработанная вода не содержала вирусов и коли-фагов (б).
Выявленная динамика изменения изучаемых микробиологических показателей качества воды была продемонстрирована также в некоторых исследованиях зарубежных авторов. Так, по данным Chu-yu Zhang [14], в процессе обработки питьевой воды, включающей в себя предварительное хлорирование, коагуляцию—седиментацию, фильтрацию через песок и заключительное хлорирование, индикаторные бактерии (коли-индекс, фекальные коли-формы) снижаются на 97,95— 99,99%, а коли-фаги и энтеровирусы — на 90,6 и 53,18% соответственно.
Результаты исследования A. Petrovicova и А. Simkova [33] также указывают на наличие сильной корреляционной связи между содержанием коли-фагов и энтеровирусов в обработанной питьевой воде.
R. Stetler и соавт. [37] отмечали синхронные изменения динамики концентрации энтеровирусов и коли-фагов на этапах водоподготовки.
На основании результатов как натурных, так и экспериментальных исследований ряд авторов рекомендуют использовать коли-фаги для наблюдения за процессами обработки питьевой воды в тех случаях, когда прямое вирусологическое исследование невозможно [11, 27, 28, 30, 33, 35].
Санитарно-вирусологические и эпидемиологические исследования, проведенные НИИЭЧи-ГОС им. А. Н. Сысина в городах, расположенных в разных природно-климатических зонах, показали, что динамика изменения процента нестандартных проб по коли-индексу не отражает уровня вирусной контаминации питьевых вод и их эпидемической безопасности в отношении возбудителей кишечных вирусных инфекций. В частности, при максимальном проценте выделения энтеровирусов из проб питьевой воды в Средней Азии, наблюдается высокая заболеваемость населения вирусным гепатитом А, процент нестандартных проб по коли-индексу был равен 10, а процент проб, содержащих коли-фаги, — 90.
Статистическая обработка результатов натурных исследований (исследовано более 10000 проб воды, характеризующих качество изученных проб воды централизованного водоснабжения по показателям кол и-индекса, индекса коли-фагов и присутствия энтеровирусов) выявила наличие прямой достоверной связи между содержанием коли-фагов и энтеровирусов (/• = 0,4 при р < 0,05) и отсутствие связи между коли-индексом и наличием энтеровирусов (г = 0,03 при р > 0,05). Выявлена прямая достоверная корреляционная связь и между процентом выделяемое™ коли-фагов в питьевой воде, энтеровирусов и уровнем заболеваемости населения вирусным гепатитом А (г = 0,78; р < 0,05).
В то же время по совокупности наблюдений отсутствует достоверная корреляционная связь между уровнем коли-индекса и заболеваемостью вирусным гепатитом (/-=0,0124 при р > 0,05). Слабоположительная зависимость (г = 0,3 при р < 0,05) отмечается между этими же показателями в регионе Средней Азии, т. е. там, где процент нестандартных проб питьевой воды в среднем составляет 12,6.
На Европейской части России и в Прибалтике такая связь статистически недостоверна (г =0,001; р > 0,05), при этом процент нестан-
дартных проб колебался в пределах 0—1. В то же время в воде определялись коли-фаги и энтерови-русы, между которыми, как было отмечено выше, установлена прямая корреляционная связь с заболеваемостью населения вирусным гепатитом А.
Анализ результатов проведенных исследований выявил также регрессионные зависимости между заболеваемостью вирусным гепатитом А и наличием в питьевой воде коли-фагов и энтеро-вирусов соответственно и отсутствие таковой с коли-индексом. Полученные данные (см. рисунок) позволяют прогнозировать заболеваемость вирусным гепатитом по проценту проб, содержащих не только энтеровирусы, но и коли-фаги, что подтверждает индикаторную значимость коли-фа-гов в отношении энтеровирусов и свидетельствует об определенной эпидемической значимости коли-фагов в отношении кишечных вирусных инфекций.
С учетом вышеизложенного коли-фаги в качества индикатора вирусного загрязнения воды вошли в ряд методических и нормативных документов водно-санитарного законодательства:
— "Методические указания по санитарно-мик-робиологическому анализу воды поверхностных водоемов" (№ 2285—81);
— "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора", ГОСТ 2761—84, Приложение 4;
— "Методические рекомендации по изучению водного фактора в заболеваемости населения вирусным гепатитом А". М., 1986;
— Указания по внедрению нового ГОСТа 2761—84 "Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения". М., 1986;
— "Методические рекомендации по гигиеническому контролю и оценке вирусного загрязнения объектов окружающей среды", М., 1986;
— "Методические указания по эпидемиологической оценке санитарно-гигиенических условий в целях профилактики кишечных инфекций". М., 1986;
— "Санитарные правила и нормы охраны прибрежных вод морей от загрязнения в местах водопользования населения" (№ 4361—88);
— Приказ № 543 Минздрава СССР, "О мерах по совершенствованию организации работы вирусологических лабораторий". М., 1988;
— "Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения" (№ 4630—88);
— "Унифицированные санитарно-микробиоло-гические методы исследования воды в странах — членах СЭВ". М., 1988;
— Приказ № 408 Минздрава СССР "О мерах по снижению заболеваемости вирусным гепатитом в стране". М., 1989;
— "Руководство по применению технологий, обеспечивающих эпидемиологическую безопасность питьевой воды в отношении вируса гепатита и других энтеротропных вирусов". Минжил-комхоз РСФСР. М., 1989;
— "Методические рекомендации по организации и проведению эпидемиологического и санитарно-гигиенического контроля за качеством воды водоисточников и питьевой воды в системе водоснабжения с целью профилактики заболевае-
б
Регрессионная зависимость заболеваемости вирусным гепатитом А от микробиологических показателей качества воды.
п — зависимости заболеваемости вирусным гепатитом Л от пропсьгта выделении коли-фагов; 6 — зависимость заболеваемости вирусным гепатитом А от % выделении энтеровирусов. По оси абсцисс — выдслясмость микроорганизмов (в %); по оси ординат — заболеваемость вирусным гепатитом А (число случаев на 10 ООО человек).
мости гепатитом А и другими кишечными вирусными инфекциями" (№ 15—6/27). М., 1991.
Коли-фаги как индикаторы вирусного загрязнения питьевой воды включены и в ряд стандартов других стран, например Франции, указаны в рекомендациях ВОЗ (1993 г.).
Таким образом, приведенные данные литературы и результаты собственных исследований свидетельствуют, что осуществление контроля за качеством питьевой водопроводной воды, прошедшей обработку и обеззараживание, только по бактериологическим индикаторам недостаточно. При обработке воды в пределах установленных режимов полностью устраняется бактериальное загрязнение, в показатели бактериальных индикаторов достигают нормативов (коли-индекс < 3). Однако устойчивые формы микроорганизмов, в том числе энтеровирусы, могут проходить через барьер водоподготовки и попадают в разводящую сеть.
В условиях затруднительного для практических служб обеспечения прямого вирусологического контроля качества воды разработаны (не только в нашей стране, но и за рубежом) более адекватные индикаторы вирусного загрязнения — коли-фаги, которые в большей мере отвечают требованиям обеспечения эпидемической безопасности водопроводной воды в отношении вирусов. Для определения коли-фагов не требуется дорогостоящего оборудования, сроки проведения анализа 1—2 сут, методика проста и доступна для любой практической лаборатории.
Литература
1. Багдасарьян Г. А., Недачин А. Е., Мышляева Л. А. и др. // Гиг. и сан. - 1983. - № 4. — С. 9—12.
2. Григорьева Л. В., Бондаренко В. И., Корчак Г. И. и др. // Микробюл. журн. — 1983. — № 5. — С. 752—756.
3. Григорьева Л. В. Энтеровирусы во внешней среде. — М., 1968.
4. Дмитриева Р. А. // Гиг. и сан. - 1988. — № 8. — С. 56-59.
5. Доскииа Т. В., Недачин А. Е., Дмитриева Р. А. и др. Разработка косвенных показателей эпидемической безопасности питьевой воды в отношении энтеротропных вирусов: Заключительный отчет по теме НИИЭЧиОС им. А. Н. Сысина РАМН. - М., 1988.
6. Недачин А. Е., Доскииа Т. В., Корнилова И. М. и др. // Гигиенические аспекты опреснения воды: Всесоюзное совещание, 3-е: Материалы. — М., 1988. — С. 139-142.
7. Недачин А. Е., Доскииа Т. В., Дмитриева Р. А. и др. // Гигиена окружающей среды. — М., 1990. — С. 76—81.
8. Недачин А. Е., Доскииа Т. В., Дмитриева Р. А. и др. // Гиг. и сан. - 1993. - № 10. - С. 23-25.
9. Недачин А. Е., Сковородни А. //., Доскииа Т. В. // Там же. - № 11.-С. 18-20.
г-
10. Рахмашш 10. А., Недачин А. Е., Доскшш Т. В. и др // Там же. - 1990. - № 6. - С. 21-23.
11. Русанова Н. А., Непаридзе Г. Г., Недачин А. Е. // Водоснабжение и сантехника. — 1993. — № 2. — С. 14—16.
12. Armon R. // Water Sei. Tech. - 1993. - Vol. 27. - P. 463-470.
13. Cabelli V. I. // Bacterial Indicators. Health Hazards Associated with Water / Eds. A. W. Hoadley, B. J. Dutka. — Philadelphia, 1977. - P. 65.
14. Chu-yu Zhang U Int. Ass. Water Qual. Newsletter. — 1991. — N 18. - P. 17-18.
15. Cliver О. // Ibid. - 1994. - N 24. - P. 10-11.
16. Cohen J., Slwval H. I. // Water Air Soil Pollut. - 1973. — Vol. 2. - P. 85-89.
17. Coin L., Menelrier M. L.. Loboude /., Hannoun M. C. // Advances in Water Pollution Research. — London, 1965. — Vol. 2. - P. 10.
18. Deetz F.. Smith A. et al. // Water Res. - 1984. — Vol. 18., N 5. - P. 567-571.
19. Fattal В.. Vase R., Katznelson E. et al. // Ibid. - 1983. — Vol. 17, N 4. - P. 397-420.
20. Funderburg S„ Sorber C. // Ibid. - 1985. - Vol. 19, N 5. -P. 547-555.
21. Gerba C., Keswick В., Du Pont H. et al. // Enteric Viruses in Water / Eds J. Z. Malnic. - Basel, 1984. - Vo!. 15. -P. 119-125.
22. GoyaI S. M. // Viral Pollution of the Environment / Ed. j. Berg. - Boca Raton, 1983. — P. 211-233.
23. Grabow W. Q., Coubrougi P. // Water South Afr. - 1984. -Vol. 10, N 41. - P. 19-21.
24. Guelin А. // Ann. Inst. Pasteur. — Paris, 1948. — Vol. 74. — P. 104-110.
25. Havelaar A. //., Medema G., Maoigman K. // Int. Ass. Water Qual. Newsletter. — 1993. - N 22. - P. 14-16.
26. Helmer R. D., Finch G. R. // Sei. Eng. - 1993. - Vol. 15, N 2. - P. 279-293.
27. Kott Y. I/ Enteric Viruses in Water / Ed. j. Z. Melnic. — Basel, 1984. - Vcl. 15. - P. 171-174. 2S. Nasser A. M., Weinberg D., Dincor N. ct al. // Int. Ass. Water Qual. Newsletter. — 1994. — N 24. — P. 19.
29. Payment P., Fremblay M., Trudel M. // Appl. Environ. Microbiol. - 1985. - Vol. 49, N 4. - P. 1418-1428.
30. Payment P. // Water Sci. Technol. - 1991. - Vol. 24, N 8. -P. 213-215.
31. Payment P., Franco E. // Appl. environm. Microbiol. — 1993.
- Vol. 59, N 6. - P. 2418-2424.
32. Payment P., Franco E., Siemiatycki Y. // Water Sci. Tcchnol.
- 1993. - Vol. 27, N 10. - P. 137—143.
33. Petrovicova A., Simkova A. // Viruses Kontamination dcr Umwelt und Verbakzcn der Kontroll. Symposium. — Dresden. 1987. - S. 78-84.
34. Petrovicova A., Trautenbergerova Y. // Acta hyg. cpidcmiol. microbiol. (Pralia). - 1992. - N I. - P. 5-7.
35. Pinto R. M., Abad X., Roca R. M. ct al. // FEMS Microbiol. Lett. - 1991. - Vol. 82, N 6. - P. 61-66.
36. Schwartzbrod L., Finance C., Aymard M. et al. I I Zbl. Bacteri-ol. - 1985. - Bd 181, N 3. - S. 383-389.
37. Stetler R. // Appl. Environ. Microbiol. — 1984. — Vol. 48, N 3. - P. 668-670.
38. Zohar D., Steinhauer Z., Artzi E. et al. // Enteric Viruses in Water / Ed. j. Z. Melnic. - Basel, 1984. - Vol. 15. -P. 202-206.
Поступила 26.01.96
S u m m a ry . The paper presents the data of Russian and foreign authors, as well as these authors' findings of the significance of coli-phages as indicators of viral contamination of drinking water. Coli phages may be used as indicators of viral drinking water contamination and for evaluation of the efficiency of drinking water purification in waterworks.
© Р. Л. СУЛЕЙМЛНОВ. 1996 УДК 614.777(470.57)
Р. А. Сулейманов
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ ВОДОЕМОВ В РЕГИОНАХ С РАЗВИТОЙ НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ И НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ
Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека ГКСЭН РФ
К регионам с высокой концентрацией предприятий нефтехимии и нефтепереработки относится Республика Башкортостан. Большинство этих производств сосредоточено на юге республики — в г. Салавате (более 30 предприятий химии, нефтехимии, нефтепереработки) и в центральной части — в Уфе. Салаватский и Уфимский промышленные комплексы формировались еще в 40—50-е годы и на сегодняшний день являются крупнейшими в Российской Федерации как по занимаемой территории, так и по объему перерабатываемой нефти и выпускаемой продукции.
Развитие и концентрирование предприятий нефтехимической и нефтеперерабатывающей отрасли на территории бассейна р. Белой сопровождаются резким увеличением потребления воды для производственных нужд и возрастанием количества отводимых в водоемы сточных вод.
Длительное наблюдение за составом и свойствами сточных вод нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств свидетельствует о содержании в них большого спектра растворимых и нерастворимых загрязнителей: нефтепродуктов, полициклических и ароматических углеводородов, фенолов, органических и минеральных кислот, спиртов, щелочей, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), сульфидов, деэмульга-торов и др.
Загрязняющие агенты, поступая со сточными водами Уфимского и Салаватского нефтехимического и нефтеперерабатывающего комплексов в р. Белую, значительно нарушают санитарное состояние водоема. Первые годы эксплуатации этих предприятий, как показали материалы наших наблюдений, характеризовались массивным загрязнением водных объектов. Так, осуществляемые в районе ПО "Салаватнефтеоргсинтез" (СНОС) сбросы превышали в 1967—1969 гг. допустимые, установленные общепринятым расчетным методом нормы с учетом минимального 95% обеспеченности дебита р. Белой по нефтепродуктам в 150 раз, азота аммиака — в 26 раз, по фенолам — в 2000 раз.
В результате внедрения в практику санитарной охраны водоемов комплекса технологических, санитарно-технических, организационных и других мероприятий к 1985—1991 гг. значительно сократились сбросы загрязняющих агентов в р. Белая.
В этот период наблюдения регистрировалось превышение валового сброса в составе сточных вод ПО СНОС к допустимому по нефтепродуктам в 1,2 раза, азота аммиака — 4,3 раза, по фенолам — 15,7 раза.
Усредненные величины валового сброса основных загрязнителей, поступающих с ПО СНОС в
