CC BY-ND
20
52
ЗНивО декабрь им2 (20с)
УДК 613.34
О ДОСТАТОЧНОСТИ И ИНФОРМАТИВНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩИХ КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОДЫ ВОДОИСТОЧНИКОВ ПО ПАРАЗИТОЛОГИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ
К.Ю. Кузнецова1, М.М. Асланова2
1 Научно-исследовательский институт медицинской паразитологии и тропической медицины имени Е.И. Марциновского ФГБОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова» Минздрава России, г. Москва, Россия 2ФБУЗ «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии» Роспотребнадзора, г. Москва, Россия
Проведена аналитическая факторизация состояния паразитоценоза поверхностных вод и локальных значений их паразитарного загрязнения. Выявлены существенные различия полученных данных от статистических данных учреждений - участников государственного мониторинга. Установлено, что статистические сведения об экологическом и санитарном состоянии водных объектов формируются в рамках отраслевых узкоспециализированных параметров и не инкорпорированы в единую базу учета государственного мониторинга.
Ключевые слова: паразитарные патогены, гигиеническое нормирование, паразитологические показатели, гидробиологический мониторинг, свободноживущие простейшие, биологическая безопасность.
K.Yu. Kuznetsova, M.M. Aslanova □ ON THE ADEQUACY AND INFORMATIVENESS OF THE EXISTING CRITERIA FOR THE EVALUATION OF BIOLOGICAL SAFETY OF WATER SOURCES FOR PARASITOLOGICAL INDICATORS □ Martsinovsky Research Institute of Medical Parasitology and Tropical Medicine of Sechenov First Moscow State Medical University, Moscow, Russia; Federal Center of Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, Moscow, Russia.
The analytical factorization of the state of parasitocenosis surface water and local values of their parasitic contamination is carried out. Significant differences of the data obtained from the statistical data of the institutions involved into the state monitoring were found. It is established that the statistical information about the ecological and sanitary condition of water objects formed in accordance with the industry specialized parameters not incorporated in the unified database of the state monitoring. Key words: parasitic pathogens and hygiene regulation, parasitological indicators, hydrobiological monitoring, free-living protozoa, biological safety.
В Руководстве по обеспечению безопасной питьевой воды показатели паразитологического загрязнения определены по 7 видам протозой-ных патогенов [16]. В нашей стране по 5 таксономическим группам (Acanthamoebidae, Cryptosporidium, Isospora belli, Naegleria fowleri, Toxophlasma gondii) гигиенические нормативы эпидемиологической безопасности воды не разработаны и оценка риска для здоровья не проведена. Из перечисленных возбудителей Naegleria fowleri (род Naegleria Alekseieff 1912) относятся к группе свободноживущих водных простейших, Acanthamoebidae (род Acantha-moeba Volkonsky, 1931) - к группе свободножи-вущих простейших почвы и насчитывают более 11 паразитических и непаразитических видов, практическое значение большей части которых остается неизученным [11].
В конце прошлого столетия в Институте медицинской паразитологии и тропической медицины им. Е.И. Марциновского (Россия) проводились независимые научные исследования по изучению биологии и эпидемиологии сво-бодноживущих простейших группы Amoebae и их роли в развитии патологии верхних дыхательных путей (амебная пневмония) и мозга (первичный амебный менингоэнцефалит) [2, 3]. Были получены клинические и экспериментальные данные о способности амеб группы Limax вызывать различные хронические заболевания легких, глаз, мозга. Амёбы группы Limax были выделены из носоглотки людей больных острыми респираторными заболеваниями и у мышей в экспериментальных моделях [1, 10]. Была подтверждена этиологическая
роль свободноживущих простейших группы Amoebae в развитии острых респираторных заболеваний.
Второй этап мировых научных исследований эпидемиологической и экологической значимости свободноживущих водных простейших связан с открытием этиотропного возбудителя легионеллеза, Legionella spp. [14, 15, 20]. Фундаментальные исследования в этой области уточнили основные представления о таксономии легионелл, биологии и экологии возбудителя [1, 4, 13, 10]. Было установлено, что в природной экосистеме легионеллы являются внутриклеточными паразитами свободноживущих в водоемах и в почве амеб группы Naeglariae и Akantamoebae [19]. В 1978 году культура L. Pneu-morphila была выделена из водного контура централизованных систем кондиционирования.
Было установлено, что «в условиях искусственной среды происходит накопление возбудителя в водных системах охлаждения (кондиционирования) воздуха, системах повторного использования воды, застойных участках централизованных систем водоснабжения, в искусственных водных системах с подогревом воды свыше 25 °С» [5, 6]. При этом в технологических узлах образуется сложная многокомпонентная биопленка, способствующая накоплению биомассы и размножению легионелл, проникающих через водные аэрозоли в нижние отделы респираторного тракта людей [5, 20].
Однако, в очагах вспышек острых респираторных заболеваний множественной и неуточ-ненной локализации, острых кишечных инфекций полиэтиологические обследования боль-
декабрь N»12 (ж) ЗНиСО
Q
ных с учетом возможного паразитарного генеза не проводятся [1, 18]. При этом уровень инфекционных и паразитарных заболеваний населения не снижается. По данным Роспотребнадзо-ра, в 2013 году в Российской Федерации был от-^^ мечен рост общей инфекционной заболеваемости до 33 млн 225 тыс. (в 2012 г. — 31 млн 477 тыс.), заболеваемость внебольничными пневмониями выросла на 12,8 % и составила 389,2 на 100 тыс. населения (в 2012 г. - 344,9). За последние 4 года отмечается тенденция к увеличению доли очагов с аэрозольным механизмом передачи заболеваний (с 65,2 % в 2009 г. до 79,6 % в 2012 г.), что сопровождается наиболее значимыми экономическими потерями (362,1 млрд. руб. в год) [21].
Представленный обзор подчеркивает актуальность проводимых нами научных исследований и поиска возможных способов оптимизации государственного мониторинга водных объектов [10] с целью создания и функционирования единой базы учета по локальным загрязнениям возбудителями паразитарных болезней человека и животных (яйца гельминтов и цисты патогенных кишечных простейших) и свободноживущими паразитическими простейшими группы Amoeba.
При решении поставленной задачи мы применили системный научный подход [9, 20], направленный на изучение распространенности свободноживущих простейших в водах реки Москвы и ее притоков и обоснование необходимости совершенствования системы государственного мониторинга водных объектов [12].
Официальные сведения предоставлены федеральным агентством водных ресурсов, осуществляющим государственный мониторинг на 164 водных объектах России, на 263 гидробиологических пунктах и 389 створах [14]. Качество воды в них определяется 6 степенями загрязненности по гидробиологическим и микробиологическим показателям [18, 19]. При этом сообщество свободноживущих простейших учитывается в группе зообентоса [4] и не выделено в специальный обзор учета. В классификаторе загрязненности водных объектов также не учитываются паразитологические показатели.
Социально-гигиенический мониторинг проводится на 2 562 постоянных створах водоемов первой категории, 8 949 - второй категории и 399 — морей [17, 21]. Гигиеническая оценка качества поверхностных вод по паразитологическим показателям проводится по наличию/отсутствию жизнеспособных яиц гельминтов и цист патогенных кишечных простейших, т. е. по критериям локального загрязнения. Учет свободножи-вущих водных простейших не регламентирован.
Как видим, в системах гидробиологического и социально-гигиенического государственного мониторинга водных объектов имеются существенные недостатки учета паразитарных показателей, что не позволяет объективно определить повышение (или понижение) дискриминации критического уровня паразитарной опасности для каждого водного объекта и оценки риска для здоровья.
Цель исследования — проведение санитар-но-паразитологических исследований вод поверхностных водоемов на водосборной территории реки Москвы для изучения распростра-
ненности свободноживущих простейших группы Amoebae, разработки новых, а также анализа достаточности и информативности существующих критериев оценки биологической безопасности воды водоисточников по парази-тологическим показателям.
Материалы и методы. Проведен санитарно-паразитологический скрининг вод реки Москвы и трех ее притоков: р. Яузы, р. Сходни, р. Сетуни, образующих водосборную территорию ее юго-западной, центральной и северо-восточной части. Отобраны и проведены лабораторные исследования 215 проб воды и 215 проб донных отложений в соответствии с МУК 4.2.2314—08 [8].
С целью контроля сезонных изменений определяемых показателей воды в обследуемых водных объектах был выбран контрольный водоем — водоем непроточного типа Большой Новодевичий пруд, в котором пробы воды отбирались в июне и ноябре для проведения сравнения определяемых показателей при стабильной антропогенной нагрузке в черте мегаполиса и сезонных температурных изменениях.
Определение количественных критериев сво-бодноживущих простейших группы Amoebae проведено впервые. Впервые вводятся термины «Общее протозойное число» (ОПЧ), «Прото-зойный индекс» (ПИ), шкала оценки ПИ по па-разитологическим показателям.
Общее протозойное число (ОПЧ) - это общее количество вегетативных и цистных форм свободноживущих одноклеточных простейших (без учета одноклеточных водорослей) в 100 мл осадка пробы воды. ОПЧ определяется в прото-зойных единицах (102 пр.ед./100 мл).
Протозойный индекс (ПИ) — отношение общего протозойного числа (ОПЧ) к количеству паразитических водных простейших вегетативных и цистных форм в числовом выражении. Протозойный индекс при значении «0» (ноль) авторами интерпретируется как эпидемиологическое благополучие водоема при условии его соответствия по микробиологическим и физико-химическим показателям. Значения ПИ от 1 и более оценивается в категориях «вторичное загрязнение паразитарными патогенами» и «наличие свободноживущих паразитических простейших» для принятия решений о классификации опасности водоема.
Подсчет ОПЧ и последующая видовая идентификация простейших проводились микроскопическим методом на автоматизированном комплексе типа МЕКОС-Ц2 [7].
Видовое определение цист паразитических простейших родов Lamblia и Cryptosporidium проводилось методом иммуномагнитной сепарации с последующим иммунофлуоресцентным мечением в соответствии с методическими указаниями [8].
Результаты исследования. Получены данные о видовом разнообразии одноклеточных простейших реки Москвы и ее притоков: Sarco-mastigophora — 2,5 %, Ciliophora — 84 %, Microspora — 0,5 %. Цистные формы одноклеточных простейших были представлены L. intestenalis, L. canis, Balantidium spp., Criptosporidium spp. В придонных отложениях выявлены вегетативные формы — Protey, Entamoebae. Результаты исследований представлены в таблице.
54
ЗНиСО ДШШ N42 (20Е)
Таблица. Результаты паразитологических исследований воды поверхностных водоемов ^
Наименование точек отбора проб воды Гидробиологические показатели Гигиенические показатели
общее количество протозойных простейших (ОПЧ, 102 п.ед./100 мл) общее количество паразитических простейших (102 п.ед./100 мл) отношение общего количества простейших к общему количеству паразитических простейших (ПИ) жизнеспособные яйца и личинки гельминтов жизнеспособные цисты патогенных простейших
Б. Новодевичий пруд
Проба № 1 800 22 36,6 0 L. intestenalis ++ L. canis ++ B. coli ++ Cr. parvum ++ Cr. muris ++ Entamoebidae ++
Проба № 2 240 6 40,0 Larvae sp. L. intestenalis ++ L. canis ++ B. coli ++ Cr. parvum ++ Cr. muris ++ Entamoebidae +++
Москва-река
Одинцово 60 21 2,9 L. intestenalis +++ Entamoebidae +++
Саввинская набережная 20 6 3,3 Toxocara sp. Lamblia sp. + Criptosporidium sp. ++ B. coli + Entamoebidae ++
Краснопресненская набережная 0 0 0 0 0
Шелепихинская набережная 26 20 1,3 Toxocara sp. Lamblia sp. + Criptosporidium sp. ++ Entamoebidae ++
Фрунзенская набережная 11 6 1,8 0 Lamblia sp. + Entamoebidae +
Москворецкая набережная 42 14 3,0 Larvae sp. Lamblia sp. ++
Котельническая набережная 0 0 0 Toxocara sp. 0
Краснохолмская набережная 28 11 2,5 Toxocara sp. Lamblia sp. ++
Лужнецкая набережная 34 0 0 0 Entamoebidae ++
р. Сходня
Строгино 64 11 5,8 0 Lamblia sp. + Criptosporidium sp. ++ Entamoebidae +
Тушино 58 13 4.4 Toxocara sp. Lamblia sp. + Entamoebidae ++
МКАД 44 12 3,6 Toxocara sp. L. intestenalis + L. canis ++ Entamoebidae ++
р. Яуза
Серебряническая набережная 32 0 0 Larvae sp. Entamoebidae ++
р. Сетунь
1-я Чоботовская аллея (МКАД) 420 12 33,3 0 Lamblia sp. + Entamoebidae ++++
Староорловская улица (дер. Орлово) 200 22 9,1 Toxocara sp. Larvae sp. L. intestenalis ++ L. canis ++ Cr. muris ++
Сколковское шоссе 140 0 0 Toxocara sp. Larvae sp. Entamoebidae ++++
Бережковская набережная 142 0 0 0 Entamoebidae +++
Пудовкина улица 114 0 0 0 Entamoebidae ++++
декабрь №12 (285) ЗНивО
^зс Река Москва: ОПЧ составило от 11 до 60 (102 пр.ед./100 мл). Выявлено 4 вида парази-^ тических простейших: L. intestenalis, L. canis, = Balantidium coli, Cr. parvum, Entamoebidae sp. -ц- ПИ в точках наблюдений составил от 0 до 3,3. ^^ Доля проб воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по содержанию цист патогенных кишечных простейших, составила 55,5 %. Доля проб, содержащих свободножи-вущих простейших Entamoebidae sp., - 66,6 % от числа исследованных проб реки Москвы.
Река Сетунь: ОПЧ составило от 114 до 420 (102 пр.ед./100 мл) ПИ - 1,4-16,2. Доля проб воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по содержанию цист патогенных кишечных простейших, составила 20 % (цисты L. intestenalis). Доля проб воды, содержащих сво-бодноживущих простейших Entamoebidae sp.,
- 80,0 % от числа исследованных проб воды р. Сетунь.
Река Сходня: ОПЧ составило от 44 до 64 (102 пр.ед./100 мл). ПИ - 3,6-5,8 Доля проб воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по содержанию цист патогенных кишечных простейших, составила 66 % (цисты L. intestenalis). Доля проб, содержащих сво-бодноживущих простейших Entamoebidae sp., составила 100,0 % (во всех исследованных пробах воды р. Сходня).
Река Яуза: ОПЧ в точке отбора проб воды составило 32 (102 пр.ед./100 мл) (табл. 1). ПИ
- 2,9. Проба воды соответствовала гигиеническим нормативам по паразитологическим показателям. Доля проб, содержащих свободножи-вущих простейших Entamoebidae sp., - 10 %.
Контрольный водоем. Б. Новодевичий пруд.
Проба № 1: ОПЧ составило около 800 (102 пр.ед./100 мл). ПИ - 36,6. Обнаружены цисты L. intestenalis, L. canis, B. coli, Cr. Par-vum, Cr. muris и свободноживущие простейшие Entamoebidae sp.
Проба № 2: ОПЧ - около 240 пр.ед./100 мл. ПИ - 40,0. Выявлены цистные формы Entamoebidae sp.
Доля проб воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по паразитологиче-ским показателям, составила 35 % проб. Доля проб, содержащих свободноживущих простейших группы Entamoebidae sp., - 80 %.
Сезонные изменения гидробиологических показателей идентичны в обоих типах водоемов (Б. Новодевичий пруд, река Москва и притоки Сетунь, Яуза, Сходня): в осенних пробах заметно снижение ОПЧ и ПИ, уменьшилось видовое представительство и активность свободноживущих простейших, что соответствует биологическим характеристикам простейших - цистообразованию и придонной резервации. Загрязненность цистами патогенных кишечных простейших в точках наблюдений не зависит от времени года. Цисты сво-бодноживущих простейших имеют высокую устойчивость к понижению температуры воды до 5 °C.
Нашими исследованиями подтверждено, что значения гигиенических показателей паразитарного загрязнения поверхностных водных объектов имеют четкую привязанность к источнику загрязнения и по характеру являются локальными; временной фактор, имеющий эпидемическую характеристику, зависит от времени экспозиции паразитарных патогенов во внешней среде и наличия условий для потенциального контакта с населением. В этом значении (гигиеническом) паразитологические показатели водных объектов могут определять этиологическую характеристику очагов групповых и спорадических инфекционных болезней, передающихся водным путем.
При существующей системе гидробиологического мониторинга сообщество свобод-ноживущих простейших относят к параметрам микрозообентоса, учитывают в основном представителей р. Infusoria. Необходимость инкорпорирования паразитологических показателей в общий обзор гидробиологического мониторинга основана на признании постоянного представительства в биоценозе водных экосистем сообщества свободноживущих паразитических простейших и необходимости их выделения в отдельную группу наблюдения и учета. При значительном кадровом и методологическом потенциале, широкой сети наблюдательных точек расширение перечня определяемых параметров гидробиологического мониторинга не повлечет больших финансовых затрат на переоснащение предприятий Рос-водресурса и при положительном решении позволит провести комплексную (экологическую и эпидемиологическую) оценку риска развития паразитарных болезней, общих для человека и животных.
Выводы. В системах государственного мониторинга установлены недостатки учета па-разитологических показателей безопасности вод источников водопользования, что не позволяет объективно определить повышение (или понижение) дискриминации критического уровня паразитарной опасности для каждого из них и оценки риска для здоровья.
Получены данные, подтверждающие обитание свободноживущих простейших группы Amoebae в реке Москве ив ее притоках до поздней осени при понижении температуры воды до 5 °C. Теоретически можно утверждать о наличии дополнительного, этиотропного, фактора вспышечной заболеваемости населения острыми респираторными инфекциями в переходные весенне-летний и летне-осенний сезоны, что подразумевает проведение масштабных исследований и статистической обработки полученных данных.
Повышение чувствительности системы оценки качества воды к какому-либо показателю (эпидемиологическому и/или экологическому), как правило, означает изменение уровня расчетных показателей для оценки риска и является обоснованием перехода к новому
5С
ЗНивО декабрь им2 (20с)
стандарту учитываемых параметров. Для полноценной аналитики релевантных факторов, оказывающих наибольшее негативное (или благотворное) действие на безопасность водных объектов, предлагаем стандартизировать регламенты учета и методов оценки биологической безопасности водных объектов по па-разитологическим показателям.
ЛИТЕРАТУРА
1. Асланова М.М. и др. Эффективная лабораторная диагностика - основа мониторинга паразитарных болезней / М.М. Асланова, К.Ю. Кузнецова, Е.Н. Морозов // Здоровье населения и среда обитания.2016. № 1(274). С. 34-37.
2. Гордеева Л.М. Первичный амебный менингоэнцефа-лит, вызываемый свободноживущими амебами р. Hartmannella, AkantamoebaH/или Naegleria // Медицинская паразитология и паразитарные болезни. 1970. № 2. С. 227-237.
3. Григорьев А.А. и др. Глобальные природные ресурсы / А.А. Григорьев, К.Я. Кондратьев // Использование и охрана природных ресурсов России. 1999. № 56. 15 с.
4. Диденко Л.В. и др. Морфологические особенности биопленок в потенциально опасных водных системах / Л.В. Диденко, О.В. Садретдинова, Н.В. Шевлягина // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2012. № 1. С. 15-20.
5. Дронина Ю.Е. и др. Особенности формирования биопленок легионелл в искусственных и природных водных системах / Ю.Е. Дронина, Т.И. Карпова, О.В. Садретдинова [и др.] // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2012. № 4. С. 76-80.
6. Крылов М.В. Определитель паразитических простейших (человека, домашних животных и сельскохозяйственных растений) / М.В. Крылов; Рос. акад. наук, Зоол. ин-т. СПб.: ЗИН, 1996. 602 с.
7. Лабораторная диагностика гельминтозов и протозо-озов: МУК 4.2.3145—13. 2-е изд, испр. и доп., ил. М.: ФБУЗ «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии» Роспотребнадзора. 118 с.
8. Методы санитарно-паразитологического анализа воды: МУК 4.2.2314-08 (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 18.01.2008).
9. Методы санитарно-паразитологических исследований: МУК 4.2.2661—10. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2011. 63 с.
10. Об утверждении Водной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года: Распоряжение Прави-
тельства РФ от 27 августа 2009 г. № 1235-р (ред. от 17.04.2012).
11. Онищенко Г. Г. Критерии опасности загрязнения окружающей среды // Гигиена и санитария. 2003. № 6. С. 3-4.
12. Официальный сайт Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. http://rospotrebnadzor.ru (дата обращения: 04.10.2016).
13. Прозоровский С.В. и др. Болезнь легионеров (легио-неллез) / С.В. Прозоровский, В.И. Покровский, И.С. Тар-таковский. М.: Медицина, 1984. 208 с.
14. Прозоровский С. В. Болезнь легионеров - неизвестное ранее инфекционное заболевание бактериальной природы // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1979. № 2. С. 8-14.
15. Рахманин Ю.А. и др. Научное обоснование совершенствования санитарно-бактериологического мониторинга при питьевом водопользовании / Ю.А. Рахманин, П.В. Журавлев, В. В. Алешня // Гигиена и санитария. 2014. Т. 93. № 6. С. 68-72.
16. Сергиев В.П. и др. Современные проблемы в сфере паразитарных болезней и их терапии/ В. П. Сергиев, К. Ю. Кузнецова // Инфекционные болезни: новости, мнения, обучение. 2014. № 1. С. 12-16.
17. Тартаковский И.С. и др. Профилактика, диагностика и лечение легионеллеза / И. С. Тартаковский, О. А. Груздева, Г.М. Галстян, Т.И. Карпова. М.: Студия МВД. 2013. 344 с.
18. Clin J. Preliminary report on the pathogenicity of Legionella in fresh water and soil amoeba // Pathol. 1980. № 33. P.1179-1183.
19. Kurdova-Mincheva R.L. et al. Studies on potential pathogenic amoebae of Limax-group in Bulgaris and the Soviet Union /R. L. Kurdova-Mincheva, L.M. Gordeeva, D.P. Stoya-nov // VII International Congress of Infectious and Parasitic Diseases. Raports. Varna, Bulgaria. P. 381-385.
20. McDade J.E. et al. Legionnaires Disease. Isolation of bacterium and demonstration of its role in other respiratory disease / J.E. McDade, C.C. Shepard, D.M. Fraser // N.Engl.J.Med. 1977. № 299. P. 1197-1203.
21. Swanson M. et. al. Legionella pheumophila pathogenesis: a fateful journey from amoebae to microphages / M. Swan-son, B. Hammer // Ann. Rev.microbiol. 2000. № 54. P. 567-613.
Контактная информация:
Асланова Мария Михайловна, тел.: +7 (903) 964-11-45, e-mail: [email protected]
Contact information: Aslanova Maria, р^м: +7 (903) 964-11-45, e-mail: [email protected]
