Хотько Н.И., Дмитриев А.П. - Водный фактор в передаче инфекций

О  сохранении патогенных микроорганизмов в подземных водах имеются сообщения /Б.М.Кудрявцева, (1970), Агchambanet, (1970), С.И.Моложавая, Ю.Г.Талаева   с   соавт,   (1976), Е.И.Моложавая, Н.В.Чугунихина, М.И.Афанасьева, (1979)/, которые показывают  возможность их длительного переживания. Такие факторы как низкая температура, отсутствие солнечного света, ограниченность микробного антагонизма, по-видимому, увеличивают сроки пребывания патогенных микробов в подземных водах.

Б.М.Кудрявцева (1970) приводит следующие данные о сохранении санитарно-показательной микрофлоры: по Е.И.Гончарук - 190-220 дней, по Я.И.Вайман (19б4) - 210 дней, по Кеllег (1957) - 90 дней, по Fowchelle - 70 долей. По данным автора Е.соli 408 на глубине 4 м в мелкозернистом слое сохранялись 90-105 дней. Распространение микробов происходило очень медленно - 1 м в месяц. Е.И.Моложавая с соавт. (1976) показывают, что в водонасыщенных грунтах санитарно-показательная и кишечная патогенная (возбудитель паратифа В), бактериальная микрофлора, а также фаг к эшерихиям  сохранялись от 30 до 400 суток в зависимости от массивности заражения, вида микроорганизма, химического состава воды.

Е.И.Моложавая, Н.В.Чугунихина, М.И.Афанасьева (1979) показывают, что длительность сохранения микробов в подземных водах зависит от вида возбудителя, дозы заражения, температуры, характера пород (дольше всего микробы сохранялись в песках и ракушечниках, короче - в известняках). Возбудитель  брюшного тифа при 4-8°С, при плотности заражения 102 в 1 л выживал 50-56 суток, при плотности заражения 104 - 120 дней, возбудитель паратифа В соответственно 220 - 400 дней, шигеллы Зонне и Флекснера - 174 - 300 дней.

При температуре 18-20° патогенная микрофлора сохранялась менее короткий срок, чем при 4-8°С, т.е. определялась tо зависимость.

А.Е.Орадовская предложила следующую формулу определения расстояния, на которое распространяются микробы в некоторых почвах:

С - концентрация микробов в единицах на 1л в        начале и конце пути фильтрации

Т - время выживания микробов в сутках

В - параметр сорбции, зависящий от скорости фильтрации и опре­деленной сорбционной емкости грунта a - параметр сорбции, зависящий от исходной концентрации мик­робов

Эта формула не относится к карстовым породам и валунно-галечниковым отложениям.

С.Н.Черкинский (1965), обобщая данные о возможности контаминации подземных вод, оценивает значение характера грунта, через который пробита скважина. Если исключить карсты и трещиноватые известняки, загрязнения в грунтах распространяются на небольшие расстояния (не более 3м). Если загрязнения доходят до грун­товых вод, то дальше они могут распространяться по направлению грунтового потока. Продвижению загрязнений с грунтовыми водами способствует интенсивная откачка воды из скважины, что увеличивает воронку депрессии.

Шахтные колодцы в сельской местности остаются важ­ным источником водоснабжения. Этот тип колодцев исполь­зует подземные воды, все варианты их заражения могут обусловить инфицирование воды в них. Поскольку шахтный колодец имеет зеркало воды, ра­сположенное на определенной глубине от поверхности, то появляются новые факторы заражения воды, более характерные уже для открытых водоемов. При этом  возможно затекание поверхно­стных вод при таянии снега, сильных ливнях, при условии, если ко­лодец недостаточно высоко выведен над поверхностью земли, при за­текании поверхностных вод, отсутствии глиняного замка, недоста­точной прочности сруба. Специфическим вариантом заражения воды шахтных колодцев является ее инфицирование посредством ведер /или аналогичных объектов/, опускаемых для забора воды. Возможно также попадание в шахтные колодцы трупов животных, прежде всего грызу­нов и в отдельных случаях других инфицированных предметов.

Имеются многочисленные санитарные и эпидемиологические дан­ные, свидетельствующие о том, что качество воды шахтных колод­цев, ниже качества подземных вод полученных другими методами. Так Henkelekion et al. (1963), обследовавшие большое число (2417) ко­панных и буровых колодцев в штате Нью-Джерси (США) установили присутствие кишечной палочки в воде 57% копанных колодцев и каптированных родников, в воде буровых скважин с трубчатыми забивными колодцами кишечная палочка найдена в 38%. По дан­ным Nemedi (1968) в Венгрии в воде копанных колодцев энтеропатогенная кишечная палочка найдена в 5,8%, в воде буровых скважин - в 1,7%. Geldreich (1975) указывает, что на полуострове Юкатан (Мексика) обнаружена значительная бактериальная зараженность ко­лодезных вод, находившаяся в зависимости от особенностей почвы, ко­личества выпадающих осадков, плотности населения.

По A.A.Adesiym еt аl. (1983) в Нигерии показали зараженность колодцев фекальными колиподобными бактериями и не холерными вибрионами. Колодцы располагались на расстоянии 18-165 м (в сред­нем 657 м) от уборных, по установкам ВОЗ это расстояние должно быть не менее 30 м.

Свидетельством о низком каче­стве   колодезного   водоснабжения, имеются в сообщении Н.П.Машаринова (1964) в г. Термезе в 1958-59 гг. В районах колодезного водоснабжения, заболеваемость брюшным тифом была в 13-62, а дизентерией в 16-25 раз выше, чем в районах с хорошо нала­женным водопроводным водоснабжением. В г. Ташкенте в 1954-56 гг., в районах колодезного водоснабжения заболеваемость кишечными инфекциями была в 5 раз выше, чем в районах, где имелся водопровод. Zamfir (1962) в Румынии в 1951-1955 гг. установил, что смертность от брюшного тифа населения, пользующегося колодезным водоснабжением, была в 2 раза выше, чем среди населения обеспеченного водопрово­дом.

По данным Gorman  а. Wolman (1939) и Еliassen а. Сumminges (1948) в США причинами эпидемических вспышек кишечных инфекций, связан­ных с колодцами, были следующие:

Таблица №6 Причины колодезных вспышек кишечных инфекций в США в 1920-1945 гг.

Описание вспышек в результате инфицирования колодцев как кишечными, так и зоонозными инфекциями бесчисленны и их эпидемиологическая характеристика однозначна. Вгеwstег et al. (1960) в Баллириге (Великобритания) в июле-августе 1959 г. наблюдали заболевание брюшным тифом 29 че­ловек. Источником инфекции явился хроничес­кий носитель. Сильные дожди в период с 11 по 18 июля смыли нечи­стоты в колодцы, из которых население брало воду для питья. В Аспене (штат Колорадо США) зимой 1965-1966 гг. возникла эпидемия лямблиоза среди лыжников, (она охватила 11,3% из 1094 спортсменов). Люди заражались при употреблении колодезной воды, в которую по­пали сточные воды (Маоге, 1969).

Подземные воды, как правило, свободны от микроорганизмов, тем не менее, известны случаи, когда из проб выделяются микро­организмы. В каждом конкретном случае трудно с уверенностью говорить о том, пребывали ли обнаруженные микроорга­низмы в самих подземных водах, или попали в отобранные пробы из различных водоподъемных устройств.

По Ritter et al. (1961) из систематически отбиравшихся проб воды 9 буровых, 3 копанных и 1 абиссинского колодцев (в штате Канзас США) в течение года выделили 1732 штамма кишечных палочек (19,2% Е.соli, 47,7% - Е.freundu, 31.9 - A.aeragenes) и 644 штаммов кокков, 48,5% из которых оказались фекальными стрептококками. На­ибольшее число микроорганизмов выделялось в теплое время года. Shalicky (1964) в Чехословакии при исследовании 11336 проб питьевой воды из подземных источников находили E.сoli чаще всего в летнее время, особенно после сильных дождей. В ряде случаев нахо­дили Сitobacter и Аerobacter Е.Н.Миляева (1969) указывает, что в 2.4% проб воды трубчатых колодцев и скважин обнаруживались брюшноти­фозные и дизентерийные фаги. Наконец, Walter et al. (1977) в Гер­мании из 62 отобранных проб грунтовых вод в 8 (13%) были найдены энтеровирусы, однако концентрация вируса была очень небольшой. Таким образом, эпидемиологическим фактором могут являться подземные воды, зараженные патогенной микрофлорой.

Механизмы заражения воды в водопроводах; микрофлора водопроводной воды.

Степень развития водопроводных систем является точным показателем экономического и политического  уровня развития стран и регионов. В настоящее время в экономически развитых странах, не только городское население, но и значительная часть сель­ских жителей пользуются водой водопроводов. В нашей стране, а также в некоторых зарубежных странах создаются “групповые водопроводы” протяженностью в сотни километров, снабжающие водой целый ряд насе­ленных пунктов. Иное положение в развивающихся и экономически отсталых странах, где система водоснабжения зачастую остается арха­ичной; система водопроводного водоснабжения получает все большее развитие, тенденция сохранится в дальней­шем. Система водопроводов ограничивается по­дачей воды населению для удовлетворения всех его нужд. Значение качества воды для здоровья челове­ка, с эпидемиологической точки зрения сводится к очищению ее от возбудителей инфекционных (инвазионных) заболеваний. К качеству воды хозяйственно-питьевых водопроводов предъявляются требования, регламентируемые соответствующими документами. Водопроводная вода, соответствующая этим требованиям, может употребляться для питья и других целей без дополнительной обработки. Поэтому с эпидемиологической точки зрения заражение водопроводной воды, уже прошедшей обезза­раживание на головных сооружениях водопровода, представляет особую опасность. В настоящем разделе подлежат рассмотрению различные варианты заражения воды патогенными микроорганизмами в системе водопровода.

По А.М.Аренштейн (1951) по своему происхождению микрофлора во­допроводных сооружений состоит из 2 групп организмов:

а) поступающих из водоисточников и прошедших через очистные сооружения;      б) населяющих очистные сооружения.

Организмы, о которых идет речь, могут  быть микроскопическими (железобактерии, сине-зеленые водоросли, жгутиковые водоросли и т.д.) и крупными  (черви-нематоды, ракообразные, личинки насекомых). В первой группе организмы наиболее полно /на 85-95%/  задерживаются медленными фильтрами. Скорые фильтры менее надежны. По данным А.С.Разумова (1957) для крупных водопроводов допускается содержание в воде после очистки не более 0,08-0,1 мг/л взвесей.

Подробное исследование флоры и фауны водопроводной воды в ряде городов Украины /Днепропетровск, Кривой Рог, Мариуполь и др./ провел П.А.Герасимов (1938). В одном из городов в водопроводной воде был обнаружен планктон, который проходил через фильтры. В водопроводном  колодце обнаружена пресноводная  губка /Ерhydatia fluviatilis/. В ней обитали простейшие гидры, колов­ратки, олигохеты, нематоды. В водопроводной воде были обнаружены также малощитинковые черви. Они находились в тупиках сети. Помимо указанных организмов в  пробах воды находи­лись подвижные эвглениды, личинки хирономид, нити спирогиры, крупные простейшие водоросли /Stentor niger, Соlрidium, Lionotus/.

Как и А.М.Аренштейн (1951), П.А.Герасимов делит организмы, обитающие в водопроводной воде, на проходящие через фильтры, и вто­рая группа - обитатели водопроводной сети. К последней относится организмы из группы Ргоtozoa: Stentoг niger, Stilonichia myilis  и др., из группы Rototoria - Rotifer vulgaris; из группы Vermes -Frilobus, Frichodorus, Prisma tolaimus, Mononchus, Аеlоsоmа, Nаis, могут быть обнаружены личинки хиромонид.

Наибольшее значение в фауне водопроводной воды, П.А.Герасимов придает нематодам: /Тгilobus, Рrismа tolaimus, Моnоnсhus, Тrichorues/ они оказались непаразитическими, отлича­лись устойчивостью к хлору и к поваренной соли. Количество этих червей доходило до 13-72 экземпляров на 1 литр.

О нематодах в во­допроводной воде имеются данные. Сhang et al. (1959,  1960).  Обнаруженные  черви  оказались  вида  Diplogaster nudicapitatus из ряда Моnhysteга. По мнению автора, они могут проходить из воды реки и размно­жаться в очистных сооружениях. Помимо нематод обнаружены в некоторых пробах водопроводной воды ци­сты свободно живущих амеб.

Вопросу биообрастаний городской водопроводной сети в Воронеже посвящена работа А.А.Землянухина с соавт. (1980). В воде водовода I подъема обнаружен 21 вид водорослей, 22 вида простейших (З саркодовых, 12 жгутиковых, 7 реснитчатых). Общая обсемененность бактериями колебалась от 11000 до 62800 в 1 мл; после хлорирования, аэрирования, отстаивания водоросли обнаруживались крайне редко, простейшие были представлены 5 видами жгутиковых и 1 видом инфузорий, число бактерий снизилось в 1,5-2 раза. Упомянутая обработка не инактивировала цисты и споры, в сети количе­ство гидробионтов увеличивалось, и биомасса достигала 35105х10 мг/л. Среди водорослей доминирует Chlorogloca pallida Radzim. В сети регистрируются беспозвоночные гидробиенты: сосущие, хищные инфузории, нематоды, коловратки, олигохеты, циклопы. Общее их число достигает 52000 в 1 мл. Бактериологическое обсеменение увеличивается в основном за счет железобактерий. (Ю.В.Гелетин с соавт., 1981). Одной из причин ухудшения качества водопроводной воды является развитие в ней грамотрицательных бактерий, которые  относятся к родам Рseudomdnas и Аегоmоnаs. (Н.А.Русановой и В.А.Рябченко, 1984)  Биообрастания в резервуарах чистой воды изучались В.А.Рябченко и Г.С.Горяшновой (1988). Авторы обнару­жили представителей зоо- и фитопланктона, червей, железо- и серо­бактерий, сапрофитную микрофлору, слизеобразующих псевдомонад, актиномицеты, дрожжеподобных и плесневелых грибов, бактерии, аккумулирующие соединения железа, серы, марганца, нитрофикаторы, денитрофикаторы и спорообразующих бактерий. В резервуарах с поверхностной водой могут циркулировать диатомовые водо­росли, жгутиковые, коловратки, нематоды, серо- и железобактерии.

Е.Н.Аплаксина (1950) в 1 мл. московской водопроводной воды обна­руживала от 10 до нескольких сот (в весенне-летний период) микро­бных клеток. Микрофлора состояла из бесспоровых грамоотрицательных палочек, кокков и споровых микробов. Удовлетворительное качество воды по микробным показателям установил Э.А.Дик (1969) в Ишимском группо­вом водопроводе, протяженностью свыше 1700 км. Общее число микробов колебалось от 0 до 147, коли-титр лишь в единичных случаях был ниже 333. Напротив, Neumann (1969) указывает на низкое качество воды водопроводов в ряде Западно-Африканских стран и предлагает пользоваться горячей (57-69°С).  В 15 из 17 проб горячей воды кишечная палочка не была обнаружена. В Венгрии (Nemedi, Zanyk 1970) находили Рs. аегuginosa в 34% пробах будапештской хлорированной водопроводной воды, 22,3% проб минеральной воды.

Aeromonas hydrophila присутствовала в водопроводной воде г.Перт (Австралия), причем количество этих микроорганизмов увеличивалось в летнее время (Вurке еt аl., 1984).

В Индии в штате Ассам (Nair et al., 1972) 90,3% проб водопро­водной воды были свободны от фекальных стрептококков, но 43% проб были заражены, Рs.Schindler (1984) находил Y.enterocolitica в 82 случаев из 1052 проб воды водопроводных систем в Южной Баварии.

Помимо бактериальных микроорганизмов санитарно-показательного значения в водопроводной воде могут быть обнаружены другие бак­териальные формы. Так Л.С.Гурвич (1956) исследуя коричневые хлопья, появившиеся в воде Красноярского водопровода, установил, что они оказались колониями нитчатых бактерий типа кладо- и лептокрикса. Wolfe (1960) выделил из водопроводной воды г.Ричмонда светло-коричневые волосоподобные бактерии, идентифицированные как Сlоnоthrik putealis (Сlоnоthrik fusca). Эти микроорганизмы способны концентрировать железо и марганец из весьма слабых растворов. В г.Медисон (США) Zueschow a.Mackenthum (1962) в воде из одного пожарного гидранта и одного малоиспользуемого крана нашли в большом количестве железо-выделяющие бактерии. Железобактерии, профилирующие сероводород и бактерии, минерализирующие белки, а также синие водоросли, были обнаружены В.И.Станкевичус в г. Каунас. Jгaf Ваleг (1973) сообщают о выделении ими из поверхностных систем водопроводов красных бактерий Согynbacterium rubrum, отличавшихся высокой терморезистентностью (до 80°С) и хлор устойчивостью.

С.H.Соllins et аl., находили микробактерии - М.каnsаsii и хеnорi в водопроводной воде, последний вид сохраняется в горячей воду. Имеются данные об обнаружении в водоп­роводной воде энтеровирусов, в концентрациях, которые не имели эпидемического значения. Так исследования водоп­роводной воды Парижа дало противоречивые результаты: Woodward (1963, 1964) выделил эти вирусы в 6 пробах,  Соulоn и Netter (1967) не смогли найти их ни в одной из 200 иссле­дованных проб.

Z.Sekta et аl .(1980) обнаружил вирусы полиомиелита в 5 из 74 (6,7%) водопровода г.Манитоба (США). В Германии (Walter R.,1982) энтеровирусы были найдены в 10,5% из 410 проб воды, прошедшей технологическую обработку. Т.R.Deetz et аl. (1985) в Мексике обнаруживали в питьевой воде энтеровирусы и ротавирусы. Выделить энтеровирусы из водопроводной воды удавалось отече­ственным исследователям. Так, Э.А.Рабышко (1974) из 64 проб водоп­роводной воды  выделил 9 штаммов энтеровирусов. Т.С.Малахова, А.С.Лейбензон (1977) из 169 проб выделили 2,9% энтеровирусы и аденовирусы. Л.Ц.Мац и Л.Е.Корш (1967) ука­зывают, что коагуляция снижает количество вирусных агентов находящихся в воде на 95-99%, очистка активным илом на 90-98% т.е. не дают полного эффекта. Не погибают энтеровирусы под действием хлорирования в тех дозах, которые применяются для обеззараживания воды от бактерии.

Имеются находки в очищенной водопровод­ной воде дизентерийных и брюшнотифозных фагов в 0,38% случаев (Миляева Е.Н., 1969).

Таким образом, в ряде случаев в водопро­водную воду попадают патогенные возбудители, что может быть причиной эпидемических вспышек (эпидемий) связанных с употребле­нием необеззараженной водопроводной воды. Механизмы заражения водопроводной воды разнообразны, их удельный вес неодинаков на отдельных территориях и видимо может меняться со временем. Г.В.Султанов и Ю.П.Солодовников (1977) сообщают, что в Дагестане 52% водных вспышек бы­ло связано с ремонтными работами при повреждении магистральных линий, в 23% имело место неправильное оборудование головных со­оружений, в 13% - использование воды технических водопроводов и в 12% - плохое содержание водопроводной сети и водоразборных соору­жений. С.Н.Черкинский (1975) к основным причинам заражения воды в сети относит повреждение распределительных труб, проложенных в зараженной почве, ремонтные работы, соединения хозяйственно-питье­вых водопроводов с техническим подсосом воды в тупиках сети.

При анализе 36 эпидемических вспышек, связанных с зараженьями естественных водопроводов различными патогенными возбудителями, нашими исследованиями  уста­новлено, что самой частой их причиной было нарушение герметичности водопроводной сети при не герметичности стыков, разрыва труб, что оказалось следствием гидравлических ударов при резких изменениях давления в сети. Это  создавало условия подсоса загрязнений, когда давление в трубах падало. Вспышки такого рода описывают В.М.Львов (1952), А.Г.Малиенко-Подвысоцкий (1956), Н.И.Волович (1956), Сennate, Сioffi (1957), А.Ю.Бабаев и Р.Г.Сендов   (1958),   Nicodemus, Orman   (1959),   М.Г.Коломийцева, Л.Л.Нагнибеда (1960), В.П.Беликова и Е.Н.Колосов (1960), Г.Р.Гаджиева, А.Масланов (1963), Swann (1968), Раttanayak с соавт. (1968), Napoli et al. (1968), В.Н.Никифоров с соавт. (1974), Г.В.Султанов, Г.Р.Гаджиева (1976) и др. На вспышки этого генеза пришлось 44,4% вспышек о которых мы собрали сведения.

Так, В.М.Львов (1952) наблюдал заражение минеральных вод, отводив­шихся от источника чугунными трубами, имевшими течь на стыках. Трубы были уложены в бетонных кольцах, не скрепленных между собой. Сточные воды из канализации, проходившей на расстоя­нии 17 метров, проникли в бетонную трубу, скапливались,  при снижении давления в трубах, проводивших минеральную воду, за­сасывались.