«Доступ к безопасной воде – универсальная необходимость... и основное право человека», – задекларировала директор ВОЗ Гру Харлем Брундланд в речи, посвященной Международному водному дню 22 марта 2001 г., сфокусировав внимание на актуальности данной проблемы.
«Если речь идет о том, чтобы найти истинную причину широкого распространения болезней и некоторых зараз, опустошающих целые селения, то, конечно, качество воды, употребляемой для питья, … гораздо чаще должно быть обвиняемо, чем ветер и непогода». Это мнение врача И.А. Блументаля, опубликованное на страницах Московской медицинской газеты в 1865 г., не утратило своего значения не только в XIX, но и XXI веке.
На пороге третьего тысячелетия около 1,2 млрд человек (18% населения) в развивающихся странах не имеют возможности пить чистую воду, у 2,4 млрд отсутствуют доступные средства санитарии. Недостаточная очистка воды ежегодно приводит к 2 млрд случаев диареи, является причиной 4 млн летальных исходов. Инфекционные болезни, обусловленные водным фактором, составляют около 80% инфекционных заболеваний в мире. «Чистая вода является роскошью, которая для многих остается недосягаемой» (Генеральный секретарь ООН Кофи Аннан) [26]. В связи со сложившейся ситуацией ООН провозгласила 2006-2015 гг. Всемирным десятилетием мероприятий «Вода для жизни».
В США, где большинство населения пользуется централизованным водоснабжением, ежегодно фиксируется 9 млн случаев заболеваний, вызванных употреблением недостаточно очищенной питьевой воды. Так, результаты исследований, осуществленных под наблюдением EPА (США), Министерства здоровья Канады, Национального научно-исследовательского института воды (США), Научного центра AWWA и ряда других организаций и компаний, показали, что до 35% в 1988-1989 гг. и порядка 20% в 1993-1994 гг. гастроинтестинальных болезней были связаны с водопроводной водой, в принципе, соответствующей североамериканским стандартам. Следует отметить, что исследования проводили на участке реки, вода которой не содержала патогенных микроорганизмов, а обработка для повышения качества воды была выполнена в соответствии со всеми действующими инструкциями [39].
Согласно данным Государственного санэпидемнадзора Российской Федерации более 50% населения России используют для питья воду, которая не отвечает санитарно-гигиеническим требованиям [3]. Если число нестандартных проб питьевой воды по микробиологическим показателям с 2000 по 2004 гг. снизилось с 9,4 до 7,3%, то доля проб с обнаружением возбудителей инфекционных заболеваний и цист лямблий возросла за этот период в 2 раза и составила 0,3 и 0,5% соответственно [14].
Анализ вспышек острых кишечных инфекций (ОКИ) за период с 1998 по 2004 гг., проведенный Центральной СЭС Минздрава Украины, показал, что в 41 из 270 случаев (15%) констатирован водный фактор передачи.
Наиболее крупные вспышки ОКИ зарегистрированы в Одессе и Одесской обл. (ротавирусный острый энтероколит – 3143 человека, из них 2277 детей), в Кривом Роге, где с тем же диагнозом выявлено 126 детей; в Торезе Донецкой обл. и Суходольске Луганской обл. (гепатит А – 153 (41 ребенок) и 774 (244 детей) соответственно); в Токмаке Запорожской обл. (шигеллез Зонне – 105 (67 детей)). Только в сентябре 2005 г. зафиксировано 3 вспышки гепатита А и 1 шигеллеза Флекснера (19% от общего количества) [10].
В 1998 г. рабочая группа ВОЗ по безопасной питьевой воде рекомендовала «международную координацию для улучшенного надзора и исследования вспышек ОКИ». В июле 2000 г. группа экспертов под патронатом правительства Великобритании подготовила заключительный отчет, получивший название «Методы констатации взаимосвязи питьевой воды с инфекционными заболеваниями». Книга, содержащая свод главных принципов и стандартов для питьевой воды, оборотных и рекреационных вод, по мнению R. Shademani [43], доказывает многовариантность связи между питьевой водой и инфекционными болезнями.
Сложность решения этих вопросов заключается в том, что этиологическое значение могут приобретать самые разнообразные «оппортунистические» микробы, в частности, представляющие многочисленные роды семейства Enterobacteriaceae, широко распространенного в водных средах. Имеет вполне реальную основу и гипотеза экосистемного «пускового механизма» (В.Ю. Литвин), согласно которой формирование эпидемического варианта возбудителя заболевания может происходить в водной экосистеме путем пассажа бактерий в организмах различных обитателей планктона и бентоса.
При определенных условиях поверхностные и подземные воды, представляющие важнейшую часть используемых человеком природных ресурсов, могут стать заражающей средой и способствовать распространению инфекции [11].
Сказанное иллюстрируется следующими фактами. Резистентная к хлору Escherichia coli (штамм O157:H7), обнаруженная в биопленках на внутренней поверхности стальных труб [42], является фактором риска спорадических инфекций [35] и болезни Крона [31]. Этой проблеме посвящен специальный меморандум ВОЗ [40], в котором акцентировано внимание на способности этого микроорганизма продуцировать сильные токсины и вызывать особо острую форму колита – гемморрагический колит (ГК). Последствием для 10% пациентов с ГК является развитие гемолитического уремического синдрома (ГУС), который характеризуется острой почечной недостаточностью, гемолитической анемией и тромбоцитопенией. При некоторых вспышках доля пожилых пациентов с ГУС составляет 50%.
Подтверждением пристального внимания исследователей к проблеме контаминации питьевой воды E. coli (штамм O157:H7) является фундаментальный обзор [36] со ссылками на 368 источников литературы.
Согласно Международной классификации болезней 10-го пересмотра (1995) в рубрику «Вирусные и другие уточненные кишечные инфекции» включены ротавирусный энтерит, острая энтеропатия, обусловленная возбудителем Norwalk, аденовирусный энтерит, другие вирусные энтериты, вирусная кишечная инфекция неуточненной этиологии и другие кишечные инфекции [20].
Ротавирус является главной причиной вирусного гастроэнтерита во всем мире, о чем свидетельствуют воднообусловленные вспышки, которые сопровождаются существенным экономическим ущербом ввиду прямых медицинских затрат, потери работы, снижения качества жизни и повышения смертности. Вирус является обычным контаминантом сточно-фекальных вод поверхностных водоемов. Результаты экспериментов на добровольцах показывают, что ротавирусы являются наиболее контагиозными среди всех энтеровирусов. Разработка модели оценки ежедневного и ежегодного рисков инфицирования, заболеваемости и смертности при потреблении питьевой воды и использовании водных рекреационных ресурсов позволила установить, что они наиболее опасны для лиц очень молодого, пожилого возрастов и страдающих различными формами иммунодефицита. Уровни фатальности заражения в Соединенных Штатах составили: 0,01% – в целом для населения, 1% – для лиц пожилого возраста, 50% – для лиц с различными иммунодефицитными состояниями. Результаты анализа показывают, что существенный риск болезни (5х10-1 – 2,45х10-3) касался потребления питьевой воды и поверхностных вод, в которых ротавирус был обнаружен. В настоящее время главным ограничением в оценке риска воднообусловленной ротавирусной инфекции является недостаток данных относительно ее возникновения в воде и потенциале воздействия на человека [29].
Согласно статистическим данным [38] в США ротавирус был наиболее общим патогеном, идентифицированным у 16,5% больных диареей с тенденцией к повышению от 13,3 в 1993 до 18,9% в 1995 г. Кроме того, этот патоген способен вызывать геморрагический шок и энцефалопатию у детей [34].
Предполагается, что в городах с численностью населения 1 млн человек ежесуточно может возникать 600 клинических и субклинических форм заболеваний энтеровирусной этиологии, связанных с использованием загрязненных объектов окружающей среды, в том числе питьевой воды [8].
Как отмечает F.B. Taylor [44] (1974), контаминация питьевой воды различными вирусами может быть причиной возникновения таких заболеваний, которые, на первый взгляд, не имеют никакого отношения к инфицированию вирусами (спонтанный аборт, острый аппендицит, саркома, синдром Дауна). Энтеровирусы Коксаки В, частота обнаружения которых в поверхностных водоемах и сточных водах в нашей стране увеличилась в последние годы [4, 5], являются пусковым механизмом развития сахарного диабета [41].
За последнее время на территории Республики Беларусь зарегистрированы вспышки энтеровирусных инфекций (ЭВИ), одним из факторов передачи которых была загрязненная энтеровирусами (ЭВ) питьевая вода [1]: в 1997 г. – в Гомеле (эпидемические штаммы вирусов ECHO 30 – 460 человек); в 2001 г. – в Витебске (вирус Коксаки В4 – 54 человека); в 2003 г. – в Гродно (вирус Коксаки В4 – 205 человек); в Минске (ECHO 30, ECHO 6 и Коксаки В5 – 1351 человек).
Исследователи констатируют, что причиной 86 из 90 (96%) вспышек небактериальных гастроэнтеритов, зарегистрированных в США с января 1996 по июнь 1997 гг., являлись Norwalk-подобные вирусы (NLVs). По другим данным ученых из сектора вирусных гастроэнтеритов Центра контроля и профилактики заболеваний США, NLVs – наиболее общая причина вспышек небактериальных гастроэнтеритов. Анализ 152 таких вспышек в США в 1993-1997 гг. позволил связать пик заболеваемости в 1995-1996 гг. (60 вспышек) с инфицированием этими контаминантами в географически отдаленных штатах США, а также в 7 странах на 5 континентах в течение того же периода. Это первая публикация о глобальном распространении NLVs и новых, ранее неизвестных путях их циркуляции, включая водный.
Согласно данным [21] в воде р. Днестр за период с 1996 по 2002 гг. постоянно обнаруживались маркеры таких эпидемически опасных вирусов, как вирус гепатита А, рота-, рео-, аденовирусы. Увеличение контаминации речной воды ротавирусами с 1998 г. и стабильность ее в течение 1999-2000 гг. коррелировали с идентификацией этих вирусов в водопроводной воде г. Одессы, что явилось причиной вспышки ОКИ в 2000 г., когда заболело порядка 2 тыс. жителей города. Анализ вспышки показал, что 66% заболевших употребляли сырую водопроводную воду, в том числе дополнительно очищенную в домашних условиях бытовыми водоочистными фильтрами, и бутилированную воду. Исследователи утверждают, что даже если 1% проб содержит норовирусы и ротавирусы, полученные данные следует рассматривать как вызывающие беспокойство в силу высокой вирулентности этих вирусов. Ввиду того факта, что даже одна вирусная частица, которая попадает в восприимчивый организм, способна вызывать заболевание, опасность инфицирования людей во время употребления питьевой воды существует постоянно [4].
Чрезвычайно острой эпидемиологической проблемой является контаминация воды различного происхождения вирусом гепатита А. Установлено [9], что рост заболеваемости гепатитом А в подавляющем большинстве районов г. Одессы в течение 2000-2002 гг. связан с ухудшением качества речной, водопроводной и сточной вод по вирусологическим показателям. Это сопоставимо с более ранними данными, когда активизация эпидемического процесса в 1994-1995 гг. сопровождалась значительным инфицированием речной и водопроводной воды в 1994 г. (28,6 и 52,6% исследованных проб). При этом выявление антигена вируса гепатита А в водопроводной воде обусловлено низкой эффективностью современных схем обеззараживания питьевой воды.
Отдельного обсуждения требует проблема загрязнения сточных вод и, как следствие, водоемов ооцистами криптоспоридий, отсутствие которых в питьевой воде регламентируется современными нормативными требованиями Украины. По данным литературы [25], возбудители криптоспоридиоза, водная обусловленность которого доказана [32], широко распространены в окружающей среде. Ооцисты криптоспоридий обнаруживаются в неочищенных (до 103 в л) и очищенных (до 102 в л) сточных водах различных регионов США. Природные воды поверхностных водоемов содержат в среднем от 20 до 91 ооцисты в 100 л, родники – до 4, подземные воды – до 0,3. Во время эпидемий отмечается увеличение их содержания в питьевой воде в 100-1000 раз и достигает 900 ооцист в 100 л.
Томас Эгли [27] приводит данные известных паразитологов C.N. Haas, J.B. Rose [30]: даже концентрация криптоспоридий 0,1 ооцист/л может привести к случаям криптоспоридиоза, а концентрация более чем 0,3 ооцист/л приведет к вспышкам заболеваемости среди населения.
Также доказано [24], что амебы Naegleria fowleri при попадании в носоглотку купающихся могут вызвать быстротекущее, не поддающееся лечению заболевание центральной нервной системы – первичный амебный менингоэнцефалит (ПAM). Разработка экспериментальной модели, характеризующей риск ПAM после плавания или водных процедур как функцию концентрации N. fowleri в воде, позволила установить, что такой риск составляет 8,5х10-8 ед./л. Эта проблема на сегодня недостаточно изучена, и для ее разрешения необходимы специальные подходы.
Результаты исследований проб воды поверхностных водоисточников 1 и 2 категорий, а также сточной воды на наличие ооцист криптоспоридий [12] в г. Одессе и Одесской обл. свидетельствуют о выявлении этих биологических контаминантов в 1, 6 и 14% проб соответственно.
Для возбудителей паразитозов, в частности ооцист криптоспоридий, характерна устойчивость к дезинфектантам и традиционным методам очистки воды. Обычное хлорирование питьевой воды даже после 18-часового контакта неэффективно. Только фильтрация через песок может уменьшить концентрацию ооцист, но не устраняет их полностью. Вследствие неудовлетворительной водоподготовки кишечные простейшие попадают в питьевую воду.
В настоящее время во всем мире наблюдается замена патогенного бактериального компонента более агрессивным грибным, который привыкли считать условно-патогенным, не учитывая и не предполагая его потенциальных агрессивных возможностей. Резкое увеличение количества больных, страдающих от системных и локальных микозов, вынуждает уделять этой проблеме максимум внимания и более серьезно относиться к выявлению отдельных видов микромицетов при оценке инфекционной опасности окружающей среды. Микозы становятся серьезной угрозой для жизни человека. По распространенности они «наступают на пятки» вирусным инфекциям, особенно обусловленным вирусами группы герпеса, гепатитов, ВИЧ. Международное сообщество медицинских микологов образно характеризуют микозы как «просыпающегося гиганта».
Согласно данным ЮНЕСКО по уровню рационального использования водных ресурсов и качества воды, включая и наличие очистных сооружений, Украина среди 122 стран мира занимает 95 место.
Причина этого, прежде всего, в нерешенности вопроса приоритетного показателя качества питьевой воды – эпидемиологической безопасности, что отражено в таком документе, как «Національний план дій з гігієни довкілля на 2000-2005 роки»: «Питна вода в Україні є небезпечним фактором ризику виникнення інфекційних хвороб, зокрема дизентерії Флекснера, черевного тифу, гепатиту А та інших кишкових інфекцій». Подтверждением этому является констатация тесной и достоверной корреляции между уровнем микробного загрязнения питьевой воды и частотой распространения среди населения всех кишечных инфекций (r=0,691), а также отдельных нозологий: шигеллеза (r=0,641), сальмонеллеза (r=0,790), вирусного гепатита А (r=0,847), гастроентероколитов (r=0,671).
В течение последних 10 лет лаборатория гигиены окружающей среды Украинского НИИ медицины транспорта Минздрава Украины занимается проблемой оптимизации очистки воды в системах централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Это касается и гигиенической оценки внедрения диоксида хлора в технологии водоподготовки. Результаты исследований позволили обосновать необходимость применения этого высокоэффективного окислителя и дезинфектанта в различных технологических схемах очистки воды в городах Ильичевск, Южный, Болград Одесской обл.; Алушта, Севастополь (АР Крым), Кременчуг Полтавской обл., Желтые Воды Днепропетровской обл., Новополоцк Витебской обл. (Республика Беларусь), а также для обеззараживания воды в системе оборотного водопользования (ЗАО «Запорожкокс», г. Запорожье), для дезинфекции активированного угля и локальных систем водоснабжения.
Таким образом, необходимость решения проблемы эпидемиологической безопасности питьевой воды, потребляемой жителями Украины, очевидна. С нашей точки зрения, средством выбора в данной ситуации является диоксид хлора, применение которого при обеззараживании питьевой воды обеспечивает, прежде всего, ее эпидемическую безопасность, в том числе по санитарно-вирусологическим показателям, а также благоприятные органолептические свойства, химическую безвредность, в частности по экспресс-токсикологическим критериям [16]. Это подтверждается эпидемиологическими данными сравнительной оценки заболеваемости населения гепатитом А за период с 1993 по 2003 гг. в Одесской обл., г. Одессе с аналогичными в г. Ильичевске, где в 1996 г. произведен монтаж и пуск в эксплуатацию оборудования по генерированию и дозированию диоксида хлора – первой диоксидной установки на территории стран постсоветского пространства, которая успешно эксплуатируется до настоящего времени. В г. Ильичевске по сравнению с аналогичным показателем других регионов констатировано [13] снижение заболеваемости данной инфекцией в 1,8-2 раза. Наличие корреляции уменьшения заболеваемости населения г. Ильичевска гепатитом А с отсутствием маркеров вируса гепатита в водопроводной воде этого города за последние пять лет является косвенным подтверждением эффективного вирулицидного действия диоксида хлора. Полученные данные позволяют сделать предварительный вывод о том, что диоксид хлора можно рассматривать как средство обеспечения эпидемиологической безопасности питьевой воды.
Анализ данных литературы и результатов собственных исследований [17, 18] позволил прийти к выводу о целесообразности внедрения технологии обеззараживания воды диоксидом хлора в практику централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения населенных пунктов Украины с учетом проведения комплексных исследований в каждом конкретном случае, в том числе в контексте обоснования эпидемиологической безопасности питьевой воды – одного из факторов сохранения здоровья населения.