CC BY
3
3. Казанцева В. А., Ширман Г. А., Дроздов С. Г. // Вопр. вирусол,— 1980,— № 5.— С. 539.
4. Королев А. А., Богданов М. В. // Всесоюзный симпозиум по современным проблемам самоочищения водоемов и регулированию качества воды, 6-й: Материалы.— Таллинн, 1979,-С. 160.
5. Красовский Г. Н., Михайловский Н. Я., Сутокскап И. В. // Гигиена окружающей среды.— М., 1981.— Вып. 2.— С. 1 — 23.
6. Строительные нормы и правила.— СНиП 2-04-02—84.— М., 1984. Поступила 02.03.90
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1991 УД К в 14.777-078:578.835.15|-072.7
К. И. Спыну, В. П. Вуткарев, Т. П. Грушко, С. С. Кострица, С. А. Филиппова
МОДЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ПОЛИОВИРУСА — ТЕСТ-ОБЪЕКТ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
НИИ профилактической и клинической медицины Минздрава ССР Молдова, Кишинев
7. Черкинский С. И., Габрилевская Л. Н., Богданов М. В. // Всесоюзный симпозиум по современным проблемам самоочищения водоемов и регулированию качества воды, 6-й:
. Материалы.— Таллинн, 1979,— С. 167.
8. Цыгановская Л. X., Тарадин Я. И . Фетисова Л. Н. и др. // Гиг. и сан,— 1S82.— № 5.- С. 52- 54.
9. Chostowski Р. С., Dietrich А. М„ Sijfct J. Н. //Water Res. -1983.—Vol. 17, N П.—P. 1627—1633.
Хозяйственно-бытовые сточные воды рассматриваются как один из основных резервуаров энтеро-вирусов во внешней среде и реальный источник загрязнения открытых водоемов, орошаемых сельскохозяйственных культур, источников питьевого водоснабжения и т. п. В этой связи возникает необходимость оценки эффективности существующих методов очистки сточных вод на действующих очистных сооружениях. Использование известных санитарно-микробиологических показателей для контроля вирусного загрязнения водных объектов не всегда позволяет осуществлять постоянное наблюдение за распространенностью кишечных вирусов в сточных водах и открытых водоемах [18, 19]. Для повышения надежности принятых микробиологических критериев безопасности нередко в качестве внутреннего контроля используют модельные (индикаторные) вирусы [2, 6, 8].
. Целью настоящего исследования явились определение и оценка эффективности удаления кишечных вирусов из сточных вод в процессе очистки на станции аэрации. Метод включал внесение индикаторного вируса в сточные воды, поступающие на очистные сооружения, с последующим наблюдением за распространением вируса по системе станции аэрации и оценкой эффективности ее работы.
В качестве модельного вируса использовали температурозависимый («холодный») вариант по-лиовируса Р712СЬ2аЬ. Этот вариант вакцинного штамма Сэбина был получен в результате длительного пассирования вируса полиомиелита типа II (штамм Сэбина) в культуре клеток при убывающем температурном режиме от 37 до 22 °С. Размножение температурозависимого варианта вируса полиомиелита при 22,0±0,1 °С обеспечивает его избирательное выделение из образцов окружающей среды, куда он был предварительно внесен. Штамм депонирован под № ГКВ-1936 и хранится в Государственной коллекции вирусов Ин-
ститута вирусологии им. Д. И. Ивановского АМН СССР. Предложенный вариант вируса полиомиелита защищен авторским свидетельством № 1352945 (СССР) [16].
В качестве модельной системы использовали очистные сооружения города Т. (80 тыс. жителей), который канализован не полностью. Очистные сооружения рассчитаны на 40 тыс. м3 промышленных и хозяйственно-фекальных сточных вод в сутки. Система очистки сточных вод на станции аэрации включает удаление грубых отбросов на решетках и песколовках (1—2 ч), первичный отстойник (2 ч), биологический фильтр (6 ч), вторичный отстойник (2 ч) и хлораторную (0,5 ч). Полный цикл очистки сточных вод 12—13 ч. Сточные воды, поступающие на очистные сооружения, были заранее исследованы на наличие варианта полиовируса Р712СИ2аЬ, способного размножаться при температурном режиме 22,0±0,1 °С; получены отрицательные результаты. Доза остаточного хлора в очищенной сточной воде составляла 1,5 мг/л.
Для отбора проб и концентрации вирусов из сточных вбд на станции аэрации применяли там-понный метод Мора с последующей обработкой по Риордану [9]. Всего при проведении полевых наблюдений и экспериментальных исследований было исследовано 200 проб сточных вод. Исследования осуществляли на перевиваемых культурах клеток Нер-2, НеЬа. Клетки выращивали в среде Игла на растворе Эрла с 10 % сыворотки и поддерживали в среде 199.
Количество вируса в элюате тампона определяли методом конечного разведения по методу Рида и Менча, а титр выражали в ЦПД50/мл. Каждым разведением инфицировали по 4 пробирки, в которые вносили по 1 мл элюата. Пробирки выдерживали для адсорбции вируса 3 ч при 37 и 22 °С, после чего элюат удаляли и добавляли по 1 мл среды 199. Статистическую обработку результатов проводили по общеизвестным методикам [11]. Для
Таблица 1
Эффективность удаления энтеровирусов и бактерий из сточных вод на действующих очистных сооружениях г. Т. (М—т)
Общее число проб Количество проб, % Средний титр вируса ЦПД50/мл (в lg)
Этап очистки содержащих вирус не содержащих вирус Коли-индекс
Механическая очистка Первичный отстойник Биофильтр
Вторичный отстойник
Камера контакта (после хлорирования)
выявления основной тенденции изменения концентрации вирусов полиомиелита в зависимости от длительности их выживания в воде применяли экспоненциальные уравнения из пакета "Biomedical Computer Programs". Расчеты проводили на ЭВМ СМ-4 [1].
Результаты и их обсуждение. Многочисленные исследования, проведенные нами на протяжении ряда лет с 1979 г., указали на постоянное присутствие энтеровирусов в сточных водах. При этом частота обнаружения энтеровирусов в среднем составила 58?5±1,7 %. Однако наряду с этим отмечены сезонные колебания процента выявления и концентрации отдельных типов кишечных вирусов. Так, наибольшее количество проб, содержащих энтеровирусы, приходилось на летне-осенний период 69,5±2,0 %, тогда как на зимний — 35,4± 3,8 %. При этом концентрация энтеровирусов в сточных водах была максимальной в летние месяцы — 101—'^ЦПДбо/мл. Вместе с тем необходимо отметить, что по отдельным годам при неблагополучной эпидемиологической ситуации по серозному менингиту и полиомиелиту частота обнаружения энтеровирусов в пробах составила 100 %, а концентрация вируса доходила до 102-2'4 ЦПД50/мл [17]. Для определения эффективности удаления энтеровирусов из сточных вод в процессе очистки на всех ее этапах было установлено по 20 марлевых тампонов для сбора проб сточных вод, которые находились в токе жидкости весь цикл очистки. В процессе исследования было показано, что энтеровирусы содержались в образцах сточных вод на всех этапах очистки. Показатели частоты выявления энтеровирусов на этапах очистки станции аэрации города Т. (55 % после механической, 50 % после первичного отстойника, 45 % после биофильтра, 45 % после вторичного отстойника, 20 % после хлорирования) достоверно
20 55±11,1 45±11,1
20 50±11,2 50±t 1,2
20 45±П,1 55± 11,1
20 45± 11,1 55 ± ИЛ
20 20±8,9 80±8,9
1,0±0,20 1,0±0,20 1,0±0,20 1,0±0,20 0,5±0,10
2,38 2,38 2,30 2,30 2,30
107 10' ю5 106 105
не различались (р>0,05). Результаты изучения концентрации энтеровирусов в сточных водах после каждого этапа указывают на то, что она в определенной мере снижалась только после заключительного хлорирования. Таким образом, данные полевых исследований на типовой станции аэрации города Т. свидетельствуют, что очистные сооружения не обеспечивают полного удаления вирусов в процессе очистки. В то же время бактериологические показатели дают основание говорить о высокой эффективности очистных сооружений в отношении удаления бактериологической флоры (табл. 1).
Прежде чем приступить к оценке эффективности работы станции аэрации, связанной с искусственным внесением индикаторного вируса в воду, считаем целесообразным дать вкратце характеристику термолабильности исходного полиовируса МЕР-1 и «холодного» варианта Р712СН2аЬ в воде при температуре 25 °С.
При проведении нами специальных исследований по изучению термостабильности вышеуказанного варианта полиовируса в автоклавиро-ванной воде (рН 7,6, где доза остаточного хлора составила.0,3 мг/л, а коли-индекс 3) при исходной концентрации 103 ЦПД5о/мл и температуре 25 °С его удалось обнаружить спустя 60 сут. Титр (в натуральных логарифмах) температурозависи-мого вируса Р712СЬаЬ за 9,95 сут снизился вдвое, что указывает на период полужизни. В аналогичных исследованиях с диким вирусом (МЕР-1) полиомиелита его удалось обнаружить спустя 75 сут (табл. 2).
Результаты изучения длительности выживаемости полиовирусов при 25 °С согласуются с данными других авторов [7, 12], указывающих на сопоставимую выживаемость в воде вакцинных и диких штаммов. Об этом также свидетельствуют
Таблица 2
Оценка параметров регрессионной модели выживаемости температурозависимого варианта полиовируса в воде
Вариант полиовируса Параметры Период полужизни, сут
а Р-102
оценка 95 % доверительный интервал оценка 95 % доверительный интервал оценка 95 % доверительный интервал
MEF-1 4,52 3,82; 5,39
P712Ch2ab («холодный») 2,98 2,30; 3,86
-0,23 —0,21; —0,26 6,13 5,27; 7,24
-0,19 —0,15; —0,23 9,95 6,59; 12,97
предыдущие наши исследования, в которых была продемонстрирована возможность использования температурозависимого варианта («холодного») вируса Р712СЬ2гЬ в качестве тест-объекта при изучении выживаемости энтеровирусов в воде при температуре 25 °С [15]. Вместе с тем полученные нами сравнительные данные о динамике инактивации этих двух вариантов полиовируса при 25 °С указывают на то, что период полужизни «холодного» вируса несколько больше таковой исходного вируса. По-видимому, этот факт можно объяснить большей резистентностью «холодного» варианта, чем вируса МЕР-1, к температуре 25 °С. Этот ф^кт. вероятно, необходимо учитывать при использовании температурозависимого варианта в качестве внутреннего контроля при изучении распространенности кишечных вирусов во внешней среде различных климатогеографических регионов.
Для оценки эффективности работы очистных сооружений нами было проведено дополнительное экспериментальное исследование, связанное с искусственным внесением температурозависимого варианта вируса Р712СЬ2аЬ в сточную воду. На всех этапах очистки было установлено по 20 марлевых тампонов для сбора проб сточных вод. Тампоны монтировали в определенной последовательности, учитывая время прохождения сточных вод через каждый этап очистки. В начале цикла в общий коллектор сточных вод, поступающих на очистные сооружения, внесено 109 ЦПД50 индикаторного вируса в 4,5 л жидкости с кашицеобразным наполнителем. Такое количество вируса может попасть в сточные воды, поступающие на очистные.сооружения, если 5—10 % жителей города одновременно были его выделителями. Общий расчет количества вируса сделан с учетом численности населения города и титра индикаторного вируса, исходя из содержания 106—8 ЦПД5о вируса в 100 г фекалий каждого жителя [13]. За нулевую точку отсчета времени был принят момент внесения вируса. Тампоны находились в токе жидкости различное время, что соответствует периодам прохождения сточных вод через каждый этап очистки. Как видно из табл.,,3, полного удаления индикаторного температурозависимого вируса в процессе очистки не происходило. Маркированный вирус обнаруживали в пробах сточных вод, взятых и концентрированных с помощью марлевых тампонов, на всех этапах очистки. Показатели частоты обнаружения индикаторного вируса достоверно не различались (р>0,05). Однако по мере прохождения сточных вод по этапам очистки наблюдалась тенденция к снижению числа проб, содержащих вирус, а также титра вируса. Значительное снижение частоты обнаружения вирусов в сточных водах, а также его концентрации по сравнению с исходной достигалось после заключительного этапа очистки — хлорирования (р=0,001). Определение качества воды в отношении микробного загрязнения по известным стандартным показателям — коли-титру и коли-
Таблица 3
Эффективность работы очистных сооружений г. Т. в отношении удаления и обеззараживания вирусной и бактериальной флоры (экспериментальные наблюдения), (М±т)
Этап очистки Число проб Количество проб, содержащих маркированный вирус. /о Средник титр вируса ЦПДи/мл (в 10 Коли-индекс
Механическая очистка Первичный отстойник Биофильтр Вторичный отстойник Камера контакта (после хлорирования) 20 20 20 20 20 100 85±8 80±8.9 55±!1,! 30±10,2 2.5±0,25 2,5±0.25 1,5±0,20 1,0±0,20 0,5±0.10 2,38-10' 2,30-10' 2,30 -Ю6 2,30 -106 2,30-105
индексу на станции аэрации также свидетельствовало об уменьшении их значений по мере прохождения стоков через этапы очистки. Анализ полученных данных по оценке эффективности удаления энтеровирусов на очистных сооружениях города Т. показал, что она составила 70 %, тогда как в отношении микробиологического загрязнения этот показатель достигал 96,6 %.
Таким образом, проведенные полевые и экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что типовые очистные сооружения недостаточно эффективны в части освобождения стоков от вирусного загрязнения. Следовательно, становится реальным загрязнение объектов окружающей среды, в первую очередь открытых водоемов, энтеро-вирусами. Сопоставление результатов, полученных при вирусологическом наблюдении, в частности при оценке эффективности удаления энтеровирусов на станции аэрации, с комплексом данных санитарно-эпидемиологического характера, включающих значения показателей бактериологического загрязнения (коли-титр и коли-индекс) объясняется тем, что в настоящее время не определен, не стандартизован и не отражен в нормативных документах уровень возможного содержания вирусных частиц в объектах окружающей среды.
В последние годы в отечественной, а также в зарубежной литературе [3—5] накоплен достаточно обширный материал по обоснованию индикаторного значения кишечных бактериофагов для оценки качества воды различного вида водопользования в отношении загрязнения вирусами. Исследования, проведенные в этом направлении, позволили не только определить индикаторное значение фагов в отношении загрязнения вирусами, но и установить для данного косвенного показателя регламенты, обеспечивающие эпидемическую безопасность некоторых водных объектов в отношении загрязнения вирусами. Полученные данные ряда авторов [10,20,21] позволяют считать бактериофаг более показательным микроорганизмом, чем известные бактериологические стандарты (коли-индекс, коли-титр и др.), для оценки степени эффективности очистки сточных вод в отношении загрязнения вирусами. На основании этих ис-
следований были 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.
Однако регламентация загрязнения вирусами объектов окружающей среды с использованием бактериофагов нашла свое отражение не во всех нормативных документах в связи с недостаточной изученностью вопроса на других водных объектах. Это обусловлено незначительным содержанием коли-фагов в некоторых водных объектах, вследствие чего методы прямой индикации оказываются малочувствительными. Кроме того, известно, что некоторые коли-фаги, в частности фаг Е. coli Т1, по степени устойчивости к обеззараживающим агентам уступают энтеровирусам. Необходимо также отметить, что не всегда соотношение коли-фагов и энтеровирусов является величиной постоянной. Так, по данным авторов [20], в сточных водах в зависимости от сезонных колебаний одна частица энтеровируса приходится на 1000—10 000 частиц коли-фагов. Правда, в настоящее время некоторые исследователи в качестве индикаторов наличия энтеровирусов в воде используют РНК-содержащие коли-фаги f2 и МБг- В образцах воды, подвергнутой экспериментальному окислению, уровень полиовируса и фага f2 был постоянным; более того, фаги f2 и MS2 оказались более устойчивыми к хлорированию, чем энтеровирус. По мнению Р. А. Дмитриевой и соавт. [5], специфичность выделения РНК-содержащих фагов определенной иммунологической группы может явиться основанием для изучения этой группы фагов как наиболее информативной, отражающей состояние объектов окружающей среды в отношении вирусного загрязнения.
Таким образом, несмотря на то что разработанные регламенты для коли-фагов как индикаторов вирусного загрязнения нашли отражение в ряде нормативных документов, поиск более показательных микроорганизмов, наиболее информативных, отражающих состояние объектов окружающей среды в отношении загрязнения вирусами, остается своевременной и актуальной задачей санитарной вирусологии.
Анализируя в целом результаты, полученные при оценке эффективности работы очистных сооружений с помощью модельного вируса, мы пришли к выводу, что в качестве внутреннего контроля наряду с общеизвестным гуанидинзависимым вариантом вируса полиомиелита [8, 14] можно использовать и температурозависимый вариант этого вируса. В то же время последний может найти широкое применение при изучении и оценке степени
корреляции между показателями, характеризующими распространение энтеровирусов и коли-фагов в водных объектах. Это особенно важно при поиске новых кандидатов РНК-содержащих фагов в индикаторы вирусного загрязнения воды [20]. На наш взгляд, результаты, полученные с одной стороны, с помощью модельных вирусов при изучении выделяемости и распространения энтеровирусов в водных объектах, а с другой путем определения косвенных показателей вирусного загрязнения, не исключают, а взаимно дополняют друг друга, делая при этом индикаторное значение кишечных бактериофагов более обоснованным.
Литература
1. Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ,—М„ 1982 —С. 448.
2. Вуткарев В. П., Спыну К■ И., Ридирим В. Н. // Гиг. и сан.— 1982.— № 2,— С. 56—57.
3. Григорьева Л. В., Корчак Г. И. Санитарная вирусология сточных вод и их осадков.— Киев, 1976.
4. Григорьева Л. В. // Кишечные инфекции.— Киев, 1986.— Вып. 18.— С. 60—64.
5. Дмитриева Р^А., Мышляева Л. А., Иедачин А. F.. // Гиг. окружающей среды (Экспресс-информ.). М.. 1984.
6. Казанцева В. А., Ширман Г. А.. Лукина О. £., Спыну К. И. // Советско-французский симпозиум по медицинской вирусологии: Тезисы докладов.— М., 1980.—С. 7.
7. Казанцева В. А., Ширман Г. А.. Дроздов С. Г. // Вопр. вирусол,— 1980,— № 5.— С. 589—593.
8. Казанцева В. А., Спыну К. И.. Гидирим В. II. и др. // Эпидемиологическая, диагностика и профилактика инфекционных и инвазионных болезней.— Кишинев, 1982. — С. 54-55.
9. Методические рекомендации по санитарно-вирусологиче-скому контролю объектов окружающей среды / Казанцева В. А., Савииская С. С., Кодкинд Г. X. и др. М., 1982.
10. Касьяненко А. /Vf.. Григорьева Л. В., Бей Т. В., Корчак Г. И. II Микробиол. журн.— 1986. Т. 48, Л» 3.— С. 54—58.
11. Лакин Г. Ф. Биометрия.- М., 1973.
12. Лукина О. Е.. Казанцева В. А., Кодкинд Г. X. // Вопр. вирусол.— 1981.— № 4.- С. 481—485.
13. Сэбин А. Б. II Полиомиелнтная пероральная живая вакцина,—М„ 1961,—С. 5—11.
14. Спыну К. И., Вуткарев В. П., Гидирим В. II. // Изв. АН МССР: Сер. биол. и хим. наук,—1982,—№ I,— С. 68—69.
15. Спыну К- И.. Вуткарев В. П. // Рукопись депонир. в ВИНИТИ.— 9.03.83.- Деп. № 1215- 83.
16. Спыну К. И., Вуткарев В. П. // А. с. 1352945 СССР // Открытия,— 1987,—№ 42.
17. Спыну К. И., Вуткарев В. П., Бынзарь Ф. В. // Вопр. вирусол.— 1988.— № 2,—С. 227—231.
18. Эпидемиология вирусных инфекций / Под ред. К. М. Синяка.— Киев, 1984.
19. Jewis J„ Austin F. G., Joulit M. W. // N. Z. J. Mar. Freshwater Res.— 1986.-- Vol. 20, N 1,— P. 101 105.
20. Kott V. // Water Supply and Health.— Amsterdam, 1981.— P. 13—23.
21. Steiler R. E. // Аэр!. environ. Microbiol.- 1984.—Vol. 48, N 3.— P. 668—67Ö.
.Поступила 07.03.90
