Токсическое действие загрязнителей питьевой воды

      Основной  причиной вспышек инфекционных заболеваний  является недостаточная очистка питьевой воды и/или ее загрязнение при поступлении в водопроводные сети. В 40 % случаев недоброкачественность питьевой воды была связана с недостаточным ее хлорированием на водопроводных станциях или с временным перерывом этого процесса по различным обстоятельствам.

        Острые желудочно-кишечные заболевания из-за их широкой распространенности, в особенности среди детского населения, представляют значительную проблему для здравоохранения. В развитых странах заболевания гастроэнтеритом по числу случаев уступают лишь респираторным заболеваниям.

        Аналогичная тенденция  в структуре инфекционной заболеваемости водного происхождения отмечается в последние годы и в нашей стране. Наибольшую опасность среди малоизвестных возбудителей представляют энтеро- и ротавирусы, легионеллы и некоторые простейшие. Они характеризуются повсеместным распространением, высокой устойчивостью к внешней среде и к действию дезинфектантов, патогенностью для человека и отсутствием мер специфической профилактики. Имеющиеся к настоящему времени данные позволяют считать ротавирусы причиной возникновения значительного количества случаев небактериального гастроэнтерита. Установлено, что в развитых странах 20 — 30 % всех случаев гастроэнтерита у детей вызывается бактериями, 50 % — ротавирусами, этиология 20—30 % случаев нуждается в дальнейшем изучении. 
 

1.2 Заболевания,  обусловленные присутствием в воде вирусов и их эпидемиологическое воздействие 

         К вирусам, имеющим  особое значение в связи с передачей  водным путем, относятся главным образом те, которые размножаются в кишечнике и выделяются в больших количествах (до 10 млн. частиц в грамме) с фекалиями зараженных людей. Несмотря на то, что репликации (размножения, т. е. деления) вирусов вне организма хозяина не происходит, энтеровирусы обладают выраженной способностью к выживанию в водной среде и могут оставаться жизнеспособными в течение нескольких дней или месяцев. Содержание вирусов в городских сточных водах достигает 1 млн. частиц в 1 л. При очистке сточных вод содержание снижается в 10—1000 раз, но даже третичная очистка (доочистка) не позволяет получить воду, полностью свободную от вирусных частиц. Загрязнение сточных вод кишечными вирусами обуславливает последующее загрязнение воды поверхностных водоемов, в том числе и источников водоснабжения. Поэтому нередко в воде, поступающей для очистки на водопроводные станции, содержание вирусных частиц составляет 10— 100 на 1 л.

         Кишечные вирусы способны вызвать ряд самых разнообразных симптомов и синдромов, в том числе: сыпь, лихорадку, гастроэнтерит, миокардит, менингит, респираторные болезни и гепатит. Типичны и бессимптомные инфекции. При загрязнении питьевой воды сточными водами чаще всего могут возникать два заболевания, принимающие форму эпидемий — гастроэнтерит и инфекционный гепатит. Помимо этих инфекций имеется мало эпидемиологических данных, свидетельствующих о том, что должным образом очищенная питьевая вода связана с передачей других вирусных инфекций.

      Вирусные гастроэнтериты продолжительностью обычно 24— 72 ч с тошнотой, рвотой и диареей отмечаются у чувствительных индивидов всех возрастов, причем энтерит является основным клиническим синдромом болезни. Другие органы и системы реже вовлекаются в патологический процесс, и признаки поражения их менее выражены. У детей и престарелых наблюдаются наиболее серьезные проявления, когда может происходить обезвоживание и нарушение баланса электролитов, что представляет угрозу для жизни, если быстро не принять необходимых мер.

      Эпидемии  вирусного гепатита А, связанные с использованием инфицированной питьевой воды, отмечались с конца XIX в. и были зарегистрированы во многих странах мира, особенно в развивающихся странах с низким социально-гигиеническим уровнем жизни и дефицитом воды. Например, в Индии вспышки и эпидемии вирусного гепатита А регистрируются постоянно.

      Как правило, эпидемии и локальные вспышки  вирусного гепатита А являются результатом фекального загрязнения питьевой воды или пищи. Однако многие исследователи, не отрицая роли водного фактора в возникновении вспышечной заболеваемости, считают, что его значение минимально в поддержании сезонной заболеваемости населения гепатитом А . Вместе с тем достижения современной вирусологии в изучении свойств вируса гепатита А, закономерностей циркуляции энтеровирусов в водных объектах и, в частности, данные о прохождении последних через барьеры водоочистных сооружений, определенная неадекватность существующих бактериальных показателей эпидемиологической безопасности воды в отношении вирусов дают основание предположить, что вода остается действующим фактором, определяющим как начало формирования сезонного подъема заболеваемости, так и поддержания ее на значительном уровне. Важно подчеркнуть, что в развитых странах заболеваемость гепатитом А водного происхождения в основном связана с употреблением питьевой воды из нецентрализованных систем водоснабжения. Водопроводная вода централизованных систем водоснабжения является фактором передачи вируса гепатита А только при аварийных ситуациях, а также нарушениях технологии очистки и обеззараживания воды.

      Определение степени риска инфицирования человека присутствующими в воде вирусами представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Теоретически одна вирусная частица способна инициировать инфекционный процесс. Однако практически величина минимальной инфицирующей дозы зависит от многих факторов, главными из которых являются: иммунный статус макроорганизма, концентрация и устойчивость микроорганизма, его вирулентность и пути поступления в макроорганизм. В частности, в опытах на добровольцах установлено, что дозы энтеровирусов, вызывающие заболевание у человека, колеблются в зависимости от штаммовой принадлежности от 1 до 100 БОЕ (бляшкообразующих единиц). Так, в группе добровольцев, получавших суспензии вирусов ЕСНО-П в дистиллированной воде в дозах 100, 30 и 10 БОЕ, заболевание наступало в 67, 29 и 19 % случаев соответственно.

        Степень опасности  действия подобного фактора «низкого уровня передачи» видна на примере расчета риска возможного инфицирования энтеровирусами жителей города с миллионным населением при употреблении питьевой воды, содержащей 1 вирион в 20 л (данные ВОЗ). Если принять среднесуточное потребление воды для питьевых целей в расчете 1 л на человека, то в этом городе ежедневно 50 тыс. чел. получают с водой по 1 вириону. Принимая во внимание иммунитет и другие факторы резистентности макроорганизма, предполагается, что из числа жителей, получавших вирус с водой, инфицируется только 1 %, т.е. 500 чел. ежедневно или 185,5 тыс. ежегодно. Исходя из того, что соотношение клинически выраженных случаев инфекции к бессимптомным составляет 1:50, ежедневно 10 (или ежегодно 3650) чел. будут иметь клинически проявляющиеся заболевания. В дополнение к ним ежегодно около 18 тыс. чел. со скрытой симптоматикой могут являться вирусоносителями и инфицировать окружающих контактным путем. В этой связи по рекомендациям ВОЗ вирусы должны отсутствовать в 100—1000 л воды, используемой в питьевых и рекреационных целях. 
 

1.3 Распространенные заболевания человека бактериальной этиологии 

        В современных условиях наряду с уменьшением роли фактора риска заражаемости все большее значение в заболеваемости кишечными инфекциями приобретают специфические свойства возбудителей. Это наиболее наглядно проявляется на примере возбудителей лямблиоза и криптоспоридиоза.

        Из всех кишечных простейших, патогенных для человека и передающихся через питьевую воду, все большее значение в развитых странах приобретают два вида: Giardia и Cryptosporidium. В частности, в США с 1965 г. было зарегистрировано более 30 вспышек лямблиоза водного происхождения. Большинство этих вспышек было связано с недостаточно очищенной питьевой водой или водой, прошедшей только обеззараживание хлором.

      Лямблии и криптоспоридии широко распространены в природе, где они существуют в стадии трофозоитов и цист. Помимо человека они найдены у многих видов млекопитающих и птиц. Инвазия этими простейшими протекает у человека в виде дисфункции кишечника или как бессимптомное носительство. Носительство лямблий выявляется у 20 % детей и у 3 — 5 % взрослых к общему числу обследованных. Пораженность населения криптоспоридиями составляет в среднем 1—4,5%. Заражение человека происходит при заглатывании цист. Инфицирующая доза невелика и заболевание может возникать при поступлении в верхние отделы тонкой кишки 10 и менее цист. Среднесуточное выделение цист у инфицированного взрослого достигает 10 млн. и более. Цисты лямблий и ооцисты криптоспоридий характеризуются высокой устойчивостью во внешней среде и относительно легко преодолевают барьер в виде традиционной очистки на водопроводных сооружениях. Вероятность появления цист указанных простейших в питьевой воде, подаваемой населению, особенно велика при несоблюдении технологии коагулирования и фильтрования воды из поверхностных источников.

      Как это ни парадоксально, но повышение  благосостояния и улучшение бытовых  условий проживания населения (горячее  водоснабжение, применение кондиционеров и т.д.) может сопровождаться увеличением риска распространения ранее относительно редких заболеваний, имеющих в основе водный фактор передачи, таких как легионеллез.

      За  последние годы легионеллез занял  значительное место среди инфекционных заболеваний человека бактериальной этиологии. Удельная значимость в этиологической структуре острых пневмоний достаточно велика и достигает 15 %. Широкое распространение возбудителя во внешней среде, заражение посредством гидроаэрозоля, многообразие клинических форм (болезнь легионеров, питтсбургская пневмония, лихорадка понтиак и др.), сложность дифференциальной диагностики требуют четких представлений о путях распространения легионеллеза.

      Основным  клиническим синдромом легионеллеза является легочный, что соответствует пневмотропной природе возбудителя. Легионеллы являются естественными обитателями пресноводных водоемов. Симбиотические взаимодействия с некоторыми бактериями, синезелеными водорослями, а также способность легионелл к внутриклеточному паразитизму в простейших (амебы, жгутиковые) определяют размножение легионелл в водоемах, вода которых различается по температуре, рН, содержанию органических и неорганических соединений.

      Высокие адаптивные способности легионелл  и высокая устойчивость к действию дезинфектантов, в частности, к применяемым в водопроводной практике, позволяют бактериям успешно колонизировать искусственные водные резервуары: кондиционеры, увлажнители, охлаждающие градирни, компрессорные устройства, системы водопроводной воды, душевые установки, плавательные бассейны, ванны для бальнеопроцедур и др. Условия для выживания легионелл в искусственных сооружениях оказываются более благоприятными, чем в естественных, что приводит к накоплению возбудителя в значительных концентрациях и реальной возможности попадания в организм человека.

        Для развития легионеллеза необходимо попадание в легкие человека мелкодисперсного гидроаэрозоля, содержащего легионеллы. Величина вирулентной дозы не установлена, однако известно, что заражение здоровых людей происходит при концентрации легионелл в воде более 10⁴ КОЕ/л. В этой связи основным средством профилактики должны быть мероприятия, направленные на снижение концентрации возбудителей легионеллеза в водных системах. 
 

2. ХИМИЧЕСКИЕ  ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

2.1 Общая характеристика токсических загрязнителей питьевой воды 

        Считается, что до 80 % всех химических соединений, поступающих  во внешнюю среду, рано или поздно попадают в природную воду с промышленными, бытовыми и ливневыми стоками. В результате в питьевой воде могут одновременно находиться десятки, а иногда и сотни токсичных химических веществ, способных негативно влиять на состояние здоровья людей.

        В этой связи выбор  значимых, загрязнителей представляет собой сложную задачу и должен основываться на критериях, учитывающих всю совокупность характеристик токсических агентов и особенностей возможного их действия на здоровье населения. К таким критериям, согласно Международной программе по химической безопасности, относятся:

  • широкое распространение токсиканта в водоисточниках и питьевой воде;

  • возможное присутствие в питьевой воде на уровнях, способных вызывать неблагоприятные изменения в состоянии здоровья у населения;

  • устойчивость токсического вещества к  воздействию факторов среды, в том числе водной, возможность включения его в природные процессы циркуляции веществ и накопление в организме;