Opracowanie programów monitoringu wirusów do celów oceny ryzyka w Niemczech Dr.rer.nat.et med.habil. Hans-Christoph Selinka, Federalna Agencja Środowiska, Berlin, Niemcy EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Nadzór wirusologiczny Nadzór nad chorobami przenoszonymi przez wodę i ogniskami chorób powiązanych z wodą do spożycia oraz wodą nie przeznaczoną do spożycia – Stany Zjednoczone, 2005-2006. (www.cdc.gov/mmwr; wrzesień 2008) EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Przykłady wodopochodnych ognisk infekcji wirusowych w Europie wywołanych złamaniem przepisów Rok Kraj Infekcji Przyczyna Literatura Echowirus 1997 Białoruś 461 Nieodpowiednie uzdatnianie i dezynfekcja wody rzecznej Amvrosieva et al., 2001 Norowirus 1998 Finlandia około 3000 Nieodpowiednie uzdatnianie i dezynfekcja wody z ujęcia powierzchniowego Kukkula et al., 1999 Szwajcaria Około 1800 Zanieczyszczenie studni ściekami Häfliger et al., 2000 2000 Włochy 344 Zanieczyszczenie zbiornika wody pitnej ściekami Boccia et al., 2002 Rotawirus Francja 202 Nieodpowiednia dezynfekcja (chlor) wody z ujęcia podziemnego Gallay et al., 2006 2001 Szwecja 200 Zanieczyszczenie prywatnej studni (woda do spożycia) Nygard et al., 2003 Coxsackie- wirus 2003 1351 Zanieczyszczenie komunalnego systemu zaopatrzenia w wodę Amvrosieva et al., 2006 Niemcy (Saksonia) 88 Niedozwolone połączenie między wodociągiem wody do spożycia i wody do innych celów (podczas prac na wodociągu) RKI, 2004 EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Europejska Sieć Wirusologii Środowiskowej i Żywnościowej COST 929 - ENVIRONET www.cost929-environet.org Europejska Sieć Wirusologii Środowiskowej i Żywnościowej Celem Environet jest zwiększenie wiedzy o roli środowiska i żywności w przenoszeniu chorób wirusowych układu pokarmowego Dr. Jens Fleischer Dr. A.M. de Roda Husman Prof. Beata Mizak bmizak@piwet.pulawy.pl Dr. Artur Rzezutka arzez@piwet.pulawy.pl EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Obecność wirusów ludzkich w wodzie wody powierzchniowe woda do spożycia ścieki ? ? ~ 10.000 -100.000 / 1 L ~ 10 -1000 / 1 L EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

L 1 infekcja / 10.000 narażonych / rok (według US EPA; WHO 2004) Akceptowalne ryzyko infekcji wodopochodnych: 1 infekcja / 10.000 narażonych / rok (według US EPA; WHO 2004) L → konieczność badań na bardzo dużą skalę! kontrola produktu końcowego nie jest wystarczająca konieczność kontrolowania procesu (“system wielobarierowy“) „ryzyko” lub „brak ryzyka” określane na podstawie zdefiniowanego procesu zarządzania ryzykiem EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

System wielo-barierowy Sposoby ochrony wody do spożycia Zarządzanie ryzykiem System wielo-barierowy HACCP Bild: Drei-Schluchten-Staudamm, China; www.spiegel.de EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Zarządzanie ryzykiem Podstawowa ocena ryzyka Zbieranie danych Ocena narażenia Charakterystyka ryzyka EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Zalecenia dla wprowadzonego systemu monitoringu wirusów w Niemczech Podstawowe kroki i dalsze działania Trzy podstawowe kroki: Powtórna ocena stref ochronnych ujęć wody Zbieranie danych i ewaluacja jakości wody surowej Określenie wymogów dla dalszych działań EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Schemat blokowy procesu decyzyjnego EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Krok 1: Ocena zasobów i stref ochronnych Woda surowa status bezpieczeństwo J L chronione niechronione Zasoby wód podziemnych J L chronione niechronione Zbiorniki otwarte L Wody bieżące EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Krok 2: Ocena jakości wody surowej Woda surowa Bakterie wskaźnikowe bezpieczeństwo E.coli < 1/100 ml i Enterococci < 1/100 ml J Wody podziemne L E.coli > 1/100 ml i/lub Enterococci > 1/100 ml E.coli < 5/100 ml i Enterococci < 5/100 ml J Zbiorniki otwarte E.coli > 5/100 ml i/lub Enterococci > 5/100 ml L L Wody bieżące EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

stężenia incydentalne Fluktuacja wartości bakterii wskaźnikowych? stężenia stałe stężenia szczytowe stężenia incydentalne fluktuacja sezonowa EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Colifagi F-specyficzne Wskaźnik Zalety Wady Bakterie wskaźnikowe E. coli Łatwe do oznaczenia; wskaźnik zanieczyszczenia kałowego (z kilkoma wyjątkami) Niska odporność w środowisku; niska odporność na dezynfekcję chlorem; Coliformy Łatwe do oznaczenia Niektóre coliformy mają pochodzenie niekałowe i mogą rozwijać się w środowisku Enterococci jelitowe Łatwe do oznaczenia; wskaźnik zanieczyszczenia kałowego (z kilkoma wyjątkami); bardziej odporne w środowisku, niż E. coli; bardziej odporne na dezynfekcję niż E. coli Obecne w znacznie niższych stężeniach, niż E. coli Wskaźniki wirusowe Colifagi somatyczne Bakteriofagi DNA; łatwe do oznaczenia; wskaźnik zanieczyszczenia kałowego Niska odporność na dezynfekcję chlorem Colifagi F-specyficzne Bakteriofagi RNA; wskaźnik zanieczyszczenia kałowego; bardziej odporne na dezynfekcję chlorem niż fagi somatyczne Bardziej skomplikowana metoda detekcji; obecne w wodzie w niższych stężeniach, niż fagi somatyczne Adenowirusy Ludzkie wirusy patogeniczne; wskaźnik zanieczyszczenia kałowego Bardziej skomplikowana metoda detekcji (biologia i wirusologia molekularna); obecne w wodzie w niższych stężeniach, niż fagi somatyczne EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Wskaźniki zanieczyszczeń antropogenicznych Wskaź. chemiczny Zaleta Wada Komentarz Literatura Wskaźniki nieorganiczne (np. Bor) łatwe do oznaczenia CAVE: możliwy wpływ czynników geologicznych Kölle, 2003 Środki farmaceutyczne (e. g. Diclofenac, Carbamazepin) występowanie niezależne od czynników geologicznych; obecne w ściekach antropogenicznych; niekiedy duża trwałość mogą nie występować w bardzo małych oczyszczalniach Anonymus, 2003 Kofeina występowanie niezależne od czynników geologicznych; obecne stale w ściekach antropogenicznych szybki rozpad; skomplikowana metoda detekcji preferowany wskaźnik w przypadku świeżych lub niedostatecznie oczyszczonych ścieków Buerge et al., 2003; Prösch et al., 2005 TCPP występowanie niezależne od czynników geologicznych; obecne stale w ściekach antropogenicznych; bardzo trwałe skomplikowana metoda wykrywania uniwersalny wskaźnik dla ścieków antropogenicznych Meyer et al., 2004; Prösch et al., 1998 Chlor łatwy do oznaczenia CAVE: błędna interpretacja stężenia podczas stosowania soli przez służby drogowe zimą Metoda stosowana być może jedynie w regionach o „miękkiej” wodzie powierzchniowej możliwość wykrycia poszczególnych źródeł zanieczyszczenia EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

L L L J J L J J TAK TAK TAK NIE Krok 3: Wymagania dla monitoringu wirusów Ocena stref ochronnych Standardowy monitoring jakości wody surowej Dodatkowy wymóg: monitoring wirusów L L TAK L J TAK J L TAK J J NIE EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Krok 1: Ocena zasobów i stref ochronnych Krok 2: Ocena jakości wody surowej Krok 3: Wyłącznie w przypadku zauważalnych problemów w kroku 1 lub 2 L 1) Badanie na obecność bakteriofagów somatycznych O to chodzi Duża liczba / wysokie pfu Mała liczba / niskie pfu Badanie na obecność specyficznych ludzkich wirusów wskaźnikowych np. adenowirusów ludzkich O to chodzi Duża liczba / wysokie pfu Mała liczba / niskie pfu 3) Dalsze badania… EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Terminarz monitoringu (1) Częstotliwość monitoringu 1) „MALI“ dostawcy wody ( < 1.000 m3 / dzień ) 1 x / miesiąc 2) „ŚREDNI“ dostawcy wody ( > 1.000 < 100.000 m3 / dzień ) 2 x / miesiąc 3) „DUZI“ dostawcy wody ( > 100.000 m3 / dzień ) 1 x / tydzień EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Monitoring wirusów w wodzie surowej w sytuacjach wyjątkowych Ekstremalne warunki pogodowe (obfite opady deszczu, burze, temperatura wody) Ekstremalne zmiany poziomu wód (susze, powodzie) zwiększone stężenia wirusów? zwięszone ryzyko? zmiany w procesie monitoringu modyfikacja praktyk operacyjnych EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Stężenie wirusów w rzece Elbie w Dreźnie podczas powodzi w sierpniu 2002 r. Rohayem et al., (2005) pobrał 36 prób i przebadał je na obecność: Rotawirusów, Norowirusów, Sapowirusów, Astrowirusów, Enterowirusów, wirusa żółtaczki A, Adenowirusów, 92% pozytywnych dla co najmniej jednego wirusa 53 % pozytywnych dla adenowirusa 40/41 50% pozytywne dla enterowirusa 50% pozytywe dla astrowirusa Stężenie wirusów podczas powodzi nie wzrosło znacząco Prawdopodobne powody: umiarkowana temperatura wody (17,8°C) silne rozcieńczenie zrzucanych ścieków Stężenie wirusów w rzece o dużej zlewni wydaje się być stosunkowo mało zależne od silnych wahań poziomu wody EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Terminarz monitoringu (2) Monitoring rutynowy (1- 4 x / miesiąc) Dodatkowy monitoring w sytuacjach wyjątkowych Sugerowana kampania monitoringowa: 1 rok Powtórzenie i ponowna ocena co 5 lat EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Ocena procesu uzdatniania wody Eliminacja wirusów podczas: Koagulacji: X log10 Sedimentacji: Y log10 Filtracji: Z log10 ------------------------------------------- Wydajność: (X + Y + Z) log10 Dodatkowa dezynfekcja: … ( „podejście wielobarierowe“ ) Koagulacja Sedymentacja Dezynfekcja Filtracja Przechowywanie www.epa.gov/safewater (zmodyfikowane) EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Docelowe wartości oparte na przesłankach zdrowotnych Przykładowe wylicznenia dla ROTAWIRUSÓW (zaadaptowano z „Wytycznych WHO w sprawie jakości wody do spożycia”, 2006. EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Rozwiązanie alternatywne: OCENA RYZYKA J A. Określenie stężenia wirusów w wodzie surowej B. Ocena skuteczności usuwania wirusów w procesie uzdatniania C. Obliczenie teoretycznych stężeń wirusów w wodzie do spożycia i określenie ryzyka domniemanego D. Porównanie wartości teoretycznych z akceptowalnymi EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Badania niezakończone 1-roczne badanie polegające na monitoringu wybranych wód powierzchniowych i podziemnych (na zlecenie Niemieckiej Komisji ds. Wody do Spożycia) Badanie finansowane przez BMBF; celem badania jest określenia podstawowych stężeń adenowirusów i norowirusów w rzekach, zalewach i jeziorach. Ocena skuteczności naturalnych i technicznych systemów filtracyjnych Ulepszenie metod monitoringu i wykrywania EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Im wyższa skuteczność uzdatniania, tym wyższy akceptowalny poziom zanieczyszczenia wody surowej. Jednakże: Skuteczne uzdatnianie nie może zastąpić nadzoru nad wodą surową i stref ochronnych. Jedynie systematycznie kontrolowany system wielobarierowy gwarantuje bezpieczeństwo od źródła do kranu. Dane z monitoringu stanowią podstawę relatywnej i ilościowej oceny ryzyka EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Nadzór na wirusami w Europie EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka

Dziękuję! EU Twinning Project PL06/IB/EN/01, Component 2, Activity 2.3, Warsaw, March 09-13, 2009 Selinka