Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Микробиологические критерии гигиенической оценки условий водопользования населения города Таганрога с обоснованием риска распространения инфекционных заболеваний

Министерство здравоохранения Российской Федерации

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГИГИЕНЫ

ИМЕНИ Ф.Ф. ЭРИСМАНА

ЦЕНТР ГОСУДАРСТВЕННОГО САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО НАДЗОРА В ТАГАНРОГСКОЙ ЗОНЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

На правах рукописи

МАРЧЕНКО Елена Николаевна

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ

ГОРОДА ТАГАНРОГА С ОБОСНОВАНИЕМ РИСКА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

14.00.07 - Гигиена

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук „

Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор

Трухина Галина Михайловна доктор медицинских наук Егорова Инна Петровна

Москва - 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ........

Глава 1. Обзор литературы

4 14

1.1. Современные принципы гигиенического нормирования качества воды по санитарно-микробиологическим показателям.....14

1.2. Этиологическая роль при острых кишечных инфекциях и распространение в водной среде потенциально патогенных микроорганизмов, биологические свойства и индикаторная значимость .... 18

1.3. Водный фактор в эпидемическом процессе вирусного гепатита А. Методические приемы определения вирусного загрязнения водных объектов и питьевой воды..................28

Глава 2. Программа, объекты, объемы и методы исследований . . 35

2.1. Программа исследований.................35

2.2. Объекты исследования..................35

2.3. Материалы и объем исследований ............36

2.4. Методы санитарно-микробиологических исследований .... 38

2.5. Методы статистической обработки материалов.......45

2.6. Изучение роли водного фактора в заболеваемости населения Таганрога ОКИ и вирусным гепатитом А ...........50

Глава 3. Санитарно-бактериологическая оценка качества воды источников водоснабжения и зон рекреации Таганрога........52

3.1. Санитарно-бактериологическая оценка качества воды поверхностных источников централизованного водоснабжения......52

3.2. Санитарно-бактериологическая оценка качества воды подземных источников централизованного водоснабжения........70

3.3. Санитарно-бактериологическая оценка качества воды источников децентрализованного водоснабжения............79

3.4. Санитарно-бактериологическая оценка качества морской воды зон рекреации .......... ..............85

3.5. Распространенность в водных объектах потенциально патогенных микроорганизмов и их биологические особенности. Сравнительная характеристика методических приемов выявления......97

Глава 4. Санитарно-бактериологическая оценка гигиенических условий централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения населения Таганрога . . . ...................106

4.1. Санитарно-бактерио логическая оценка качества питьевой воды перед поступлением в распределительную сеть........106

4.2. Санитарно-бактериологическая оценка качества питьевой воды в распределительной сети горводопровода ..........117

4.3. Распространение потенциально патогенной микрофлоры в питьевой воде системы централизованного водоснабжения города Таганрога ..........................132

4.4. Некоторые итоги первого этапа внедрения МУК 4.2.671-97 «Методы санитарно-микробиологического анализа питьевой воды» и СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»....................136

4.5. Оценка роли водного фактора в заболеваемости населения города Таганрога острыми кишечными инфекциями, вызванными потенциально патогенными микроорганизмами...........142

Глава 5. Санитарно-вирусо логическая оценка гигиенических условий

водопользования населения города Таганрога.........160

5.1. Санитарно-вирусо логическая характеристика качества воды поверхностных источников централизованного водоснабжения . .160

5.2. Оценка условий культурно-бытового водопользования по сани-тарно-вирусологическим показателям воды зон рекреации . . 173

5.3. Оценка потенциальной опасности вирусного загрязнения питье вой воды, подаваемой населению Таганрога.........178

5.4. Результаты тестирования экспериментальных штаммов Es cherichia coli К^ F+ ПРИ определении колифагов прямым и титра-ционным методами ......... ...........189

5.5. Изучение роли водного фактора в заболеваемости населения Таганрога вирусным гепатитом А...............192

Обсуждение результатов....... ...........209

Выводы ......................... 224

Список литературы.................... 227

Приложения....................... 248

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Проблема профилактики неблагоприятного многокомпонентного воздействия среды обитания на здоровье населения России остается наиболее актуальной для современной гигиены. Нарастание влияния антропотехногенной нагрузки на здоровье населения приобрело характер угрозы национальной безопасности страны, что требует неотложного решения гигиенических проблем создания условий жизни населения, обеспечивающих высокий уровень защиты от неблагоприятных факторов окружающей среды [17, 18, 20, 97, 98, 105, 106, 107 и другие].

Принятие Законов Российской Федерации "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения", "Об охране окружающей природной среды" и "Об охране здоровья граждан" привлекло дополнительное внимание к проблеме влияния неблагоприятных факторов среды обитания на здоровье населения. В качестве первоочередной задачи государственной санитарно-эпидемиологической службы России на современном этапе выдвигается обеспечение санитарно-эпидемиологической безопасности - такого состояния общественного здоровья и среды обитания людей, при котором вероятность опасного и вредного воздействия факторов окружающей среды на организм человека не превышает допустимого риска [18, 19, 20, 97, 98, 103, 104, 105, 107, 107 и другие].

Среди факторов среды обитания, негативно сказывающихся на формировании здоровья на популяционном уровне, наряду с загрязнением атмосферного воздуха, ведущее значение принадлежит неудовлетворительным параметрам водопользования населения, прежде всего качества подаваемой населению питьевой воды. Проблема обеспечения бесперебойного снабжения населения доброкачественной питьевой водой в ряде регионов России приобрела кризисный характер, что связано с интенсивным антропогенным загрязнением источников

водоснабжения, дефицитом водных ресурсов, физиологической неполноценностью питьевой воды, недостаточной надежностью существующих систем и технологий водоподготовки [17, 18, 19, 20, 80, 93, 95, 97, 104, 105 и другие].

К основным гигиеническим проблемам хозяйственно-питьевого водоснабжения и культурно-бытового водопользования населения относится интенсивное биологическое загрязнение поверхностных источников централизованного водоснабжения, характеризуемое широким спектром обнаруживаемых на ряде территорий патогенных микроорганизмов - возбудителей острых кишечных инфекций, холеры, вирусного гепатита А, лямблий и других. Особенно неблагоприятные показатели качества воды поверхностных водоисточников по микробиологическим показателям характерны для Ростовской области, где до 80 % исследованных проб не соответствует гигиеническим нормативам [5, 16, 17, 19, 27, 67, 94, 97, 131, 136 и другие].

Напряженная ситуация с качеством поверхностных и подземных водоисточников усугубляется неудовлетворительным состоянием распределительных сетей централизованных водопроводов, физический износ которых на многих территориях приблизился к критическому уровню, что приводит к интенсивному вторичное микробному загрязнению питьевой воды и представляет собой серьезную эпидемическую опасность [17, 18, 97, 98 и другие].

В сложившихся условиях особую актуальность приобретают дальнейшее совершенствование и четкое функционирование санита-рно-микробиологического мониторинга водных объектов и питьевой воды, представляющего собой одно из направлений системы социально-гигиенического мониторинга. С целью развития нормативной базы водно-санитарного законодательства, Госкомсанэпиднадзором России утверждены СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» и СанПиН 2.1.4.544-96 «Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения.

Санитарная охрана источников». СанПиН 2.1.4.559-96 по сравнению с ГОСТ 2874-82 ужесточает требования к качеству питьевой воды, практически полностью меняет номенклатуру определяемых санита-рно-микробиологических показателей, приближая ее к международной.

В санитарно-микробиологическом мониторинге при оценке гигиенических условий водопользования возросла роль изучения биоценоза бактерий, так как интенсивное антропотехногенное загрязнение открытых водоемов нарушает процессы самоочищения, изменяет баланс микрофлоры вследствие неодинаковой видовой устойчивости и приводит к дисбактериозу воды с накоплением патогенных и потенциально патогенных микроорганизмов. Одновременно уменьшается количество лактозоположительных кишечных палочек, что не всегда адекватно отражает реальный эпидемический потенциал воды и снижает индикаторную значимость нормируемых санитарно-показательных микроорганизмов [3, 6, 16, 30, 31, 32, 33, 34, 36, 52, 63, 65, 66, 70, 71, 72, 94 и другие].

В последнее десятилетие отмечается существенное изменение эпидемического процесса острых кишечных инфекций - на фоне снижения заболеваемости шигеллезом и сальмонеллезом увеличивается этиологическая роль протеев, клебсиелл, ацинетобактеров, синегной-ных палочек и других потенциально патогенных микроорганизмов, которым свойственно широкое распространение в воде открытых водоемов, обусловленное высокой адаптационной способностью и устойчивостью к воздействию неблагоприятных факторов водной среды. Многие авторы считают, что в условиях антропотехногенной нагрузки именно потенциально патогенным микроорганизмам свойственна наибольшая индикаторная значимость при оценке безопасности воды в эпидемическом отношении, и предлагают их количественное нормирование с применением высокочувствительных методов обнаружения [3, 4, 5, 7, 8, 13, 31, 32, 33, 34, 36, 52, 57, 59, 63, 64, 65, 66, 70, 71, 72, 89, 90, 94, 129, 130, 131 и другие].

При гигиенической оценке условий водопользования населения особое место принадлежит санитарно-вирусологическим показателям, основным из которых для большинства территорий является содержание в воде фагов кишечных палочек. В СанПиН 2.1.4.559-96 впервые вводит нормирование колифагов в питьевой воде, при этом МУК 4.2.671-97 «Методы санитарно-микробиологического анализа питьевой воды» предусматривает повышение чувствительности методов определения за счет применения новых тест-культур Escherichia coli К12 F+, восприимчивых как к РНК-содержащим, так и к ДНК-содержащим фагам. Имеется значительное число публикаций, посвященных роли водного фактора для эпидемического распространения вирусного гепатита А, расшифрованы и описаны многочисленные острые и хронические водные вспышки. На протяжении последних 7-8 лет в целом по стране отмечается тенденция к значительному снижению заболеваемости вирусным гепатитом А, в связи с чем приобретает высокую актуальность изучение роли водного фактора в условиях низкой активности эпидемического процесса [14, 21, 22, 43, 51, 56, 73, 84, 92, 132, 144].

Несмотря на значительное количество публикаций, посвященных вопросам санитарно-микробиологического мониторинга гигиенических условий водопользования при оценке риска распространения инфекционных заболеваний, многие аспекты теории и практики указанного направления остаются нерешенными, нуждаются в дальнейшем совершенствовании. Существует необходимость комплексного изучения в динамике санитарно-бактериологических и санитарно-вирусологичес-

С» /■»" «J

ких показателей качества воды источников водоснабжения, морской воды зон рекреации и питьевой воды в Таганроге с разработкой и апробацией алгоритма статистического анализа; дополнения гигиенического ранжирования селитебных территорий города по качеству подаваемой населению питьевой воды с уточнением границ зон наблюдения за счет санитарно-микробиологических параметров; изучения распространения потенциально патогенных микроорганизмов в водной

среде с оценкой их индикаторной, эпидемиологической значимости и биологических свойств; определения значимости водного фактора при распространении острых кишечных инфекций и вирусного гепатита А в условиях спорадической заболеваемости населения. Все изложенное определяет актуальность настоящей работы.

Целью настоящего исследования является обоснование микробиологических критериев гигиенической оценки условий водопользования населения города Таганрога с определением риска распространения инфекционных заболеваний водным путем.

Исходя из поставленной цели были определены следующие основные задачи исследования:

1. Дать комплексную санитарно-микробиологическую оценку гигиенических условий хозяйственно-питьевого водоснабжения и культурно-бытового водопользования населения Таганрога в многолетней и годовой динамике с выходом на прогноз.

2. Обосновать гигиеническое ранжирование территории города по условиям хозяйственно-питьевого водоснабжения населения за счет использования санитарно-бактериологических и санитарно-вирусо-логических показателей качества питьевой воды.

3. Изучить распространение потенциально патогенных микроорганизмов в воде поверхностных источников централизованного водоснабжения, морской воде зон рекреации и питьевой воде; оценить их индикаторную и эпидемиологическую значимость.

4. Определить некоторые биологические свойства и антибиотикочувст-вительность культур бактерий рода Klebsiella и Pseudomonas aeruginosa, изолированных из воды поверхностных водоемов и питьевой воды.

5. Провести сравнительную оценку эффективности применения различных штаммов Escherichia coli в качестве тест-культур при определении колифагов в водной среде.

6. Изучить и количественно определить роль водного фактора в эпидемическом процессе острых кишечных инфекций и вирусного гепатита А при спорадической заболеваемости населения Таганрога.

Научная новизна и теоретическая значимость работы

• Разработан и апробирован системный подход к оценке потенциаль-

«->«-» О гр

нои эпидемическои опасности водной среды в городе Таганроге, основанный на комплексном определении санитарно-микробиологиче-ских показателей и применении современного алгоритма статистического анализа, реализованного в профессиональной экспертной системе учета и оценки результатов санитарно-микробиологических исследований объектов окружающей среды "Turbo Bacteriologist" ver. 2.1.

• Обоснована методика гигиенического ранжирования селитебных территорий города с использованием санитарно-микробиологических критериев качества питьевой воды, позволившая уточнить границы зон эпидемиологического наблюдения с разностепенным риском распространения инфекционных заболеваний.

• Определены некоторые биологические особенности, индикаторная и эпидемическая значимость, распространение в воде открытых водоемов и питьевой воде бактерий рода Klebsiella и Pseudomonas aeruginosa; высокая эффективность унифицированной накопительной питательной среды для культивирования микроорганизмов семейства Enterobacteriaceae и неферментирующих грамотрицатель-ных бактерий.

• Установлена более высокая чувствительность прямого и титрацион-ного методов обнаружения колифагов при применении в качестве тест-культуры Escherichia coli Kl2 F+ по сравнению с ранее применявшимся штаммом Escherichia coli "Adams".

• Выявлено и количественно определено влияние водного фактора на эпидемический процесс вирусного гепатита А и острых кишечных инфекций, вызванных потенциально патогенными микроорганиз-

мами, в условиях спорадической заболеваемости на основе метода эпидемиологического анализа по факторам риска. Получена вероятностная характеристика изменения интенсивности процесса инфицирования вирусным гепатитом А во времени.

Практическая ценность работы

Результаты комплексных санитарно-микробиологических исследований применены на практике при разработке специалистами центра Госсанэпиднадзора в Таганрогской зоне гигиенических рекомендаций для ряда долгосрочных целевых программ, направленных на оптимизацию водопользования и охрану здоровья населения. Внесены предложения о необходимости использования более эффективных технологий подготовки питьевой воды на очистных сооружениях горводопровода, соответствующих уровню биологического загрязнения поверхностных источников централизованного водоснабжения Таганрога. Полученные данные использованы при разработке комплекса мероприятий по предотвращению вторичного бактериального и вирусного загрязнения питьевой воды в распределительной сети города, предусматривающих применение периодического обеззараживания, определяющих объемы и очередность плановых ремонтных работ.

Н