Эпидемиологическое значение воды 34

Наиболее важным компонентом воды как природной системы с позиций влияния на здоровье человека являются биологические живые объекты, представленные бактериями, вирусами и простейшими. То, что вода может быть причиной массовых болезней, известено с древних времен. Эксперты ВОЗ установили, что 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушением санитарно-гигиенических норм водоснабжения.

Ежегодно в России острыми кишечными инфекциями заболевают в среднем 0,7 млн человек, из них около 60% - дети раннего возраста; летальные исходы среди заболевших детей достигают 4000 в год. Экономический ущерб, наносимый острыми кишечными инфекциями, исчисляется сотнями миллионов рублей.

Развитие эпидемий кишечных заболеваний водного происхождения имеет следующие особенности:

- массовость и одновременность заболеваний лиц, пользующихся одним источником, - так называемый эпидемический взрыв;

- резкое снижение числа заболеваний после выявления и устранения причины вспышки;

- наличие единичных случаев заболеваний в течение длительного времени после устранения очага, или так называемой длительный контактный эпидемический хвост;

- практическое отсутствие заболеваний детей грудного возраста. Водным путем возможно распространение многих заболеваний. К ним относятся:

- вирусные (гепатиты А и Е, полиомиелит, аденовирусные и энтеровирусные инфекции, эпидемический конъюнктивит);

- кишечные инфекции бактериальной природы (холера, брюшной тиф, паратифы А и Б, дизентерия, энтериты и энтероколиты, эшерихиозы);

- зоонозы (лептоспироз, бактериальные зоонозные инфекции: туляремия, бруцеллез, сибирская язва);

- протозойные инфекции (амебиаз, лямблиоз, балантидиаз, криптоспоридиоз);

- гельминтозы (аскаридоз, гименолепидоз, фасциолез). Среди вирусных заболеваний актуальной проблемой остается заболеваемость гепатитами А и Е, которая переживает очередной эпи-

демический подъем, и многие вспышки связаны с питьевым водоснабжением из поверхностных источников. Наибольшее значение для инфекционного гепатита, вызываемого вирусом типа А, имеет водный путь передачи по сравнению с пищевым и контактно-бытовым.

Вирус гепатита более устойчив к воздействию факторов окружающей среды, чем возбудители бактериальных кишечных инфекций. Вирус сохраняет патогенность после замораживания в течение 2 лет, при кипячении погибает через 5-30 мин. Заболеваемость гепатитом Е характерна для взрослого населения, встречаются тяжелые формы, особенно среди беременных. Длительность сохранения в воде микроорганизмов представлена в табл. 3.

Таблица 3.Сроки выживания микроорганизмов в воде, дни

Микроорганизмы 35

Вода

Водопроводная

Колодезная

Речная

Кишечная палочка

2-262

-

21-183

Возбудитель брюшного тифа

2-93

1,5-107

4-183

Возбудитель паратифа Б

27-97

-

-

Возбудитель дизентерии

15-27

-

12-92

Холерный вибрион

4-28

1-92

0,5-92

Лептоспиры

-

7-75

Возбудитель туляремии 37

12-60

7-91

В настоящее время регистрируются заболевания лиц, находящихся в замкнутых помещениях (круизных теплоходах, школах, госпиталях, домах престарелых и инвалидов и т.п.), вирусами рода Норволк и Саппоро. Норовирусная инфекция поражает все возрастные группы, саповирусы чаще всего выявляют у детей младше 5 лет. Клинические симптомы заболеваний: рвота и диарея, кишечная колика, общее недомогание, миалгия, озноб, головная боль.

Водным путем могут распространяться аденовирусы, энтеровирусы Коксаки и ЕСНО, вызывая у человека тяжелые поражения кишечника, центральной нервной системы, кожи и слизистых оболочек.

Возникновению кишечных инфекций способствуют неорганизованное водопотребление, недостаточное количество воды,

соответствующие природные условия для распространения и выживания в объектах окружающей среды инфекционного начала, технические нарушения на водозаборных, водоочистных сооружениях и водопроводах, несоблюдение элементарных норм личной гигиены.

В последние годы крупные водные эпидемии брюшного тифа, подобные тем, которые описаны в XIX и первой половине XX в., не регистрируются. Относительно же низкие показатели заболеваемости связаны не с водным, а с контактным путем передачи. Тем не менее многие исследователи подчеркивают, что эпидемическое неблагополучие по брюшному тифу отмечается там, где сохраняются или создаются предпосылки его распространения через воду.

До настоящего времени определенное значение имеет водный путь передачи дизентерии, хотя он менее важен, чем пищевой или контактно-бытовой. Дизентерия - острое инфекционное заболевание, вызываемое микроорганизмами из рода шигелл и проявляющееся поражением толстой кишки и общей интоксикацией организма. В настоящее время остается высокой заболеваемость дизентерией Флекснера, передаваемой водным путем.

Кишечная палочка может попасть в воду с выделениями человека, поэтому ее наличие в воде может сигнализировать о возможном присутствии возбудителей кишечных инфекций. Таким образом, значение содержания кишечной палочки в воде как показателя эпидемической опасности прежде всего основано на механизме ее попадания в воду с выделениями человека. Кроме того, кишечная палочка более устойчива, чем возбудители кишечных инфекций, поэтому, если имелись условия, при которых кишечная палочка погибла, можно предполагать, что погибли и возбудители этих заболеваний. 38

В последние годы среди инфекционной заболеваемости, связанной с водным фактором, увеличился удельный вес эшерихиозов - дизентериеподобных заболеваний, возбудителем которых являются патогенные штаммы кишечной палочки. Кишечная палочка - нормальный представитель микрофлоры толстого кишечника. Она является антагонистом патогенных кишечных бактерий, гнилостных бактерий, принимает участие в синтезе витаминов группы В, Е, K. Однако среди обширной группы сероваров кишечной палочки встречаются так называемые коли-патогенные штаммы, которые образуют экзотоксин, обладающий энтеротропными и пирогенными свойствами. В настоящее время известно около 170 патогенных для

человека штаммов кишечных палочек. Эшерихиозами чаще страдают дети младенческого возраста, у которых еще не сформировалась иммунная система.

Самым опасным кишечным заболеванием водного происхождения традиционно считается холера. Это заболевание охватывает огромные пространства, поражая население целых стран и материков. В связи с тяжестью клинического течения и тенденцией к пандемическому распространению холера относится к особо опасным инфекциям. Постоянным очагом холеры являются прибрежные районы рек Ганг и Брахмапутра.

Лептоспироз - инфекционная болезнь, характеризуемая поражением капилляров, преимущественным вовлечением в патологический процесс почек, печени, мышц сердечно-сосудистой и нервной систем. Источники возбудителя инфекции в природных очагах - грызуны, насекомоядные, парнокопытные, хищные животные многих видов, реже птицы. Наибольшее значение имеют мышиполевки, ондатры, иногда крупный и мелкий рогатый скот, лошади, свиньи, собаки, а также домовые мыши и крысы. Животные - хозяева возбудителей - выделяют лептоспиры с мочой в течение нескольких месяцев. В большинстве случаев человек заражается при купании и использовании для хозяйственных и бытовых нужд воды из открытых водоемов, инфицированной лептоспирами. Максимум поражений лептоспирозом приходится на июль-август, в период сельскохозяйственных работ, на охоте, рыбной ловле, при уходе за домашними животными, разделке туш и обработке животного сырья, при употреблении зараженных грызунами продуктов питания, а также сырого молока от больных коров.

Легионеллез - инфекционная болезнь, характеризуемая развитием пневмонии, интоксикацией, лихорадкой, а также поражением дыхательных путей, центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта и почек.

Вспышки и спорадические случаи так называемой болезни легионеров выявляются повсеместно, наиболее часто в промышленных регионах Европы и США. Болезнь легионеров выявляется круглогодично, но пик заболеваемости падает на весенние и летние месяцы.

Механизм передачи возбудителей инфекции аспирационный - ингаляция высокодисперсного водяного или почвенного аэрозоля, содержащего легионеллы.

При внутрибольничных вспышках и спорадических случаях болезни легионеров, помимо основного пути заражения, связанного

с проникновением аэрозоля в легкие человека, возможны и иные пути передачи, например, через питьевую воду.

Протозойные инвазии (амебиаз, балантидиоз) развиваются как острые заболевания, переходящие в хроническую форму, сопровождаемые диареей, при поступлении простейших с питьевой водой и внедрении их в слизистую оболочку толстой кишки.

В последние десятилетия во многих странах описаны вспышки заболеваний населения, вызванных лямблиями и криптоспоридиями, связанные с потреблением недоброкачественной питьевой воды.

Заражение лямблиями происходит путем передачи цист только от человека к человеку, либо при непосредственном контакте, либо косвенно - через пищу или воду. Лямблии редко вызывают нарушения слизистой оболочки кишечника, поэтому заболевание не имеет четкой клинической картины и в большинстве случаев протекает бессимптомно. В России лямбиоз зарегистрирован впервые в 1991 г. В последующие годы наблюдался рост заболеваемости, который с 2001 г. сменился устойчивой тенденцией к снижению. Большинство заболевших (88%) - жители городов. Среди заболевших значительна доля детей (до 70%), и, несомненно, большая часть случаев лямблиоза связана с контактным (бытовым) путем передачи. Однако на территориях с высокой плотностью населения, с ограниченными водными ресурсами нельзя отрицать опасность передачи лямблиоза и с питьевой водой в случае антропогенного загрязнения источника водоснабжения. 39

Криптоспоридиоз - заболевание широко распространено как среди животных, так и среди людей. Возбудителями в питьевой воде чаще всего являются ооцисты Cryptosporidium parvum. Встречаются в 17-28% проб, но обнаруживаются редко в связи с трудностью лабораторной диагностики возбудителя. Питательной средой в водопроводной воде является слизь. Кроме того, в слизи повышается устойчивость микроорганизмов к дезинфицирующим веществам за счет образования цист. В окружающей среде, в частности в воде, они могут сохранять жизнеспособность от 2 до 6 мес. Зараженность поверхностных водоемов в РФ достигает 60-69%.

Цисты лямблий и ооцисты криптоспоридий обладают более выраженной по сравнению с бактериями и вирусами устойчивостью к действию веществ, применяемых для обеззараживания питьевой воды. Причиной вспышек заболеваний, как правило, является потребление водопроводной воды либо без какой-либо обработки, либо хлорированной, но без предварительной очистки.

В поверхностных водоемах, загрязняемых органическими веществами животного происхождения, могут находиться яйца и личинки геогельминтов (аскариды, власоглавы, острицы и др.), развивающиеся, в отличие от биогельминтов (финны, трихинеллы), без участия промежуточных хозяев.

Питьевая вода в эпидемиологии гельминтозов играет сравнительно небольшую роль, но в населенных пунктах, где они распространены, нередко наблюдается значительное загрязнение поверхностных водоемов яйцами и личинками геогельминтов, поступающих в результате спуска недостаточно очищенных бытовых сточных вод. Употребление такой воды для питья, мытья овощей недопустимо. Определенную роль в эпидемиологии гельминтозов приписывают воде арыков и шахтных колодцев.

Синегнойная палочка вызывает гнойно-воспалительные процессы в организме человека. Она повсеместно распространена в окружающей среде, усиленно размножается в вихревых потоках воды, в которой может выживать до года, в том числе в растворах (жидкостях), предназначенных для хранения контактных линз. В связи с ее высокой устойчивостью к водной среде в некоторых странах синегнойная палочка включена в гигиенические нормативы качества воды, используемой для рекреационных целей. Пути передачи инфекции - водный, бытовой, контактный. Внедряясь в слизистые оболочки, вызывает воспалительные процессы: отиты, лабиринтиты, кожные гнойные заболевания, конъюнктивиты, уретриты.

Сине-зеленые водоросли - тип водорослей, клетки которых не имеют морфологически обособленного ядра и хлоропластов, а в цитоплазме, кроме хлорофилла, каротина и ксантофилла, содержится синий пигмент фикоцианин. Это одноклеточные микроорганизмы (фотосинтезирующие бактерии), выделяющие в условиях благополучной экологической ситуации в атмосферу Земли более 80% кислорода. Однако в результате глобальных изменений климата, увеличения концентрации углекислоты и масштабных промышленных загрязнений биосферы цианобактерии адаптируются к необычным для них условиям окружающей среды, изменяя свои механизмы жизнеобеспечения и приобретая токсические свойства. Токсины могут поступать в организм человека с питьевой водой, при использовании в пищу рыбы, ингаляционным путем при испарении с поверхности водоема или в ванной комнате, а также через кожу и слизистые оболочки при купании и занятии водными видами спорта.

При разложении сине-зеленых водорослей изменяются органолептические свойства воды. Они способны проходить через очистные сооружения водопроводной станции и выполнять роль убежища для вирусов и патогенных микроорганизмов, защищая последних от действия дезинфектантов. Они устойчивы к кипячению и препаратам хлора, применяемым при очистке воды.

В качестве источника водымогут быть использованы подземные и поверхностные воды. Если возможен выбор, предпочтение отдают подземным, по возможности глубоко залегающим водам, надежно защищенным от поверхностных загрязнений водонепроницаемыми пластами грунта. При отсутствии или невозможности использования таких вод водоснабжение базируется на других водоисточниках, причем приоритетность их выбора следующая: ключи и родник, грунтовые воды поверхностных водоносных горизонтов, реки с незарегулированным стоком (не имеющие запруд), реки с зарегулированным стоком (имеющие запруды), озера, атмосферные воды. 40

Подземные воды формируются в результате фильтрации через почву атмосферных осадков и поверхностных вод. При проникновении поверхностных вод через слой почвы происходят их постепенная фильтрация, адсорбция микроорганизмов и органических веществ на почвенных структурах, а затем окисление органических остатков с участием аэробных микроорганизмов.

Подземные воды делятся на три вида: почвенные, грунтовые и межпластовые. Почвенные воды (верховодка) образуются за счет просачивания в грунт атмосферных осадков, залегают у самой поверхности земли над первым водоносным горизонтом. Вследствие недостаточной толщины фильтрующего грунтового слоя эти воды, как правило, сильно загрязнены органическими веществами. Микробиологические, органические и органолептические характеристики не позволяют использовать эти воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Почвенные воды могут оказывать влияние на качество нижерасположенных грунтовых вод (рис. 2).

Грунтовые воды расположены в первом от поверхности водоносном горизонте (слое), под которым лежит водонепроницаемый. Этот водоносный горизонт не перекрыт сверху водонепроницаемыми породами. Грунтовые воды образуются за счет фильтрации атмосферных осадков через почву по всей площади их распространения. Территория, на которой происходит фильтрация в почву атмосферных вод, питающих данный горизонт, называется зоной питания.

Рис. 2.Общая схема залегания подземных вод: 1 - водоупорные породы; 2 - межпластовой напорный водоносный горизонт; 3 - межпластовой ненапорный водоносный горизонт; 4 - грунтовые воды; 5 - скважины; 6 - верховодка; 7 - шахтные колодцы; 8 - нисходящий родник; 9 - самоизливающаяся (артезианская) скважина; 10 - восходящий родник

В пониженных частях рельефа водоносные горизонты иногда выходят на поверхность земли и здесь образуются естественные выходы подземных вод, называемые родниками, или ключами. Вода таких источников, как правило, доброкачественная, но необходимо правильное санитарно-техническое оборудование (каптирование) родников, исключающее биогенное загрязнение воды.

Грунтовые воды из-за ограниченного количества используются для водоснабжения чаще всего в сельской местности. Улучшение органолептических свойств грунтовых вод в процессе фильтрации через почву позволяет, как правило, использовать их без очистки. Однако они недостаточно надежны в санитарном отношении и поэтому нередко нуждаются в обеззараживании.

Наиболее стабильны и надежны в санитарно-эпидемиологическом отношении межпластовые воды, расположенные между водонепроницаемыми пластами ниже первого водоупорного слоя.

При наклонном положении межпластовые горизонты становятся напорными. Межпластовые напорные воды в таких случаях назы-

cdваются артезианскими. Напорный уровень может оказаться выше ' поверхности земли, и тогда вода из скважины будет бить фонтаном (самоизливающаяся скважина).

К поверхностным источникам относят воды рек, озер, искусственных водохранилищ, ручьев, болот, а также морей и океанов. Поверхностные воды являются наименее надежным в санитарном отношении источником водоснабжения. Речная вода характеризуется большим количеством взвешенных веществ, пониженной прозрачностью, значительной бактериальной загрязненностью. Как правило, речная вода не может быть использована для целей водоснабжения без предварительной очистки и обеззараживания.

В настоящее время получило значительное распространение использование в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения водохранилищ, т.е. искусственных водоемов, образовавшихся в результате подъема воды в реке после сооружения плотины. Однако с резким замедлением движения воды в искусственных водоемах снижается водообмен, что способствует развитию анаэробной микрофлоры, цветению воды, образованию донных отложений, ила. 41

Зоны санитарной охраны (ЗСО) источников питьевого водоснабжения регламентируются СанПиН 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников централизованного водоснабжения и водопроводов питьевого водоснабжения». Охрана источников питьевого водоснабжения и систем питьевого водоснабжения является обязательным условием обеспечения безопасности и безвредности питьевой воды и установленного режима ее подачи потребителям. ЗСО источника питьевого водоснабжения - специально выделенные территория и акватория, где устанавливаются особые режимы хозяйственной и иной деятельности в целях охраны источника и водопроводных сооружений от загрязнения.

Специальный режим хозяйственной деятельности в ЗСО поверхностных источников направлен на ограничение, а в ЗСО подземных - на исключение возможности загрязнения или снижения качества воды источника в месте водозабора или уменьшения их дебита.

В соответствии с СанПиН ЗСО источников питьевого водоснабжения устанавливаются в составе 3 поясов.

Первый пояс (строгого режима) ЗСО для поверхностных водоисточников включает территорию расположения водозаборов, площадок всех водозаборных сооружений и водопроводящего канала. Пояс ЗСО состоит из водной части, которая окружает водозаборные сооружения, и береговой.

В поясе строгого режима ЗСО водозаборные и очистные сооружения водопровода должны быть защищены от преднамеренных или случайных действий, в результате которых может быть нарушена их работа. Для источников водоснабжения на проточных водных объектах границы ЗСО должны быть вверх по течению не менее 200 м, вниз - не менее 100 м.

Защитные мероприятия в поясе строгого режима ЗСО направлены на недопущение спуска любых сточных вод, в том числе сточных вод водного транспорта в водоемы.

Минимальные размеры пояса строгого режима подземного источника водоснабжения для скважин безнапорных горизонтов должны быть радиусом 50 м, для межпластовых напорных - 30 м.

Территория первого пояса ЗСО должна быть ограждена, на нее не допускаются посторонние лица, там запрещается строительство любых объектов, не связанных с нуждами водопровода. При необходимости сооружения на территории пояса ЗСО выгребных ям они должны быть оборудованы водонепроницаемыми выгребами. Территорию нужно содержать в чистоте, своевременно вывозить отходы.

Основная задача второго и третьего пояса поверхностного источника воды - ограничение микробного загрязнения в створе водозабора до степени, требуемой ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора», с учетом возможностей очистных сооружений данного водопровода.

Защитные мероприятия ЗСО поверхностных водоисточников должны быть направлены на недопущение концентрированных очагов загрязнения почвы, атмосферного воздуха и воды, а также объектов, значительно нарушающих геологическую среду, изменяющих режим поверхностного и подземного стока, и на ограничение использования водного объекта населением для бытовых целей (стирка белья, мытья автомашин, водопоя скота и т.п.). Необходим контролировать изменения технологических процессов на предприятиях, расположенных на территории зоны, поскольку возможны повышение их опасности и увеличение количества сточных вод.

Второй пояс ЗСО подземных источников воды служит для защиты от микробного загрязнения. Этот пояс ЗСО ограничен контуром, от которого время движения загрязненного потока до водозабора (скважины) должно быть не меньше времени, за которое патогенные бактерии и вирусы теряют жизнеспособность и вирулентность. Граница второго пояса определяется гидродинамическими расчета- 42

cdми: допустимое время продвижения фронта микробного загрязнения (основной параметр) для грунтовых вод и межпластовых безнапорных принимается равным 400 сут, а для межпластовых напорных вод - 200 сут.

Третий пояс ЗСО подземных источников водоснабжения защищает водозабор от химического загрязнения. Границу третьего пояса ЗСО подземного источника определяют с помощью гидродинамических расчетов. При этом исходят из условия, что если за пределами ЗСО в водоносный горизонт поступают стабильные химические загрязнения, то они не достигнут водозабора, перемещаясь с подземными водами вне области захвата водозабора и достигнут водозабора, но не ранее расчетного времени, определяемого принятой средней продолжительностью его технической эксплуатации. Расчетное время в этом случае принимается не менее 25 лет, или около 9000 сут.

Возможность трансформации химического загрязнения в водоносном горизонте при определении границ третьего пояса ЗСО не принимается во внимание, поскольку эти процессы малоизучены.

Защитные мероприятия на территории второго и третьего пояса ЗСО подземных водоисточников:

- выявляются, тампонируются или восстанавливаются старые, бездействующие или неправильно эксплуатируемые скважины;

- запрещается размещение складов горюче-смазочных материалов, ядохимикатов, минеральных удобрений;

- не допускается размещение кладбищ, скотомогильников, полей фильтрации и ассенизации, птицеводческих предприятий.

Очистка воды включает:

- осветление - удаление взвешенных частиц;

- обесцвечивание и дезодорацию (устранение неприятных запахов и вкусов);

- обеззараживание - уничтожение болезнетворных микроорганизмов;

- обезвреживание - разрушение и удаление отравляющих, токсичных, сильнодействующих, ядовитых веществ;

- дезактивацию - удаление радиоактивных веществ. Повышение качества питьевой воды включает опреснение -

очищение воды от избытка минеральных соединений. Кроме того, опреснение может обеспечить обеззараживание, обезвреживание и дезактивацию воды.