Мокієнко Андрій Вікторович. Эколого – гігієнічні основи безпечності води, що знезаражена діоксидом хлору

Краткое описание

Мокієнко Андрій Вікторович. Эколого гігієнічні основи безпечності води, що знезаражена діоксидом хлору : Дис... д-ра наук: 14.02.01 2009

Мокієнко А.В.Экологогігієнічні основи безпечності води, що знезаражена діоксидом хлору.Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук за спеціальністю 14.02.01 гігієна та професійна патологія. Державна установа „Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзєєва Академії медичних наук України”, Київ, 2009.
Дисертація присвячена інтегральним еколого-гігієнічним дослідженням з обґрунтування епідемічної безпечності і хімічної нешкідливості питної води, що знезаражена діоксидом хлору (ДОХ). Встановлено недостатню ефективність водопідготовки стосовно вірусів і високий ризик вторинної контамінації води вірусами у водорозподільних мережах. Обґрунтовано значимість ДОХ як засобу знезаражування питної води, що забезпечує її епідемічну безпечність і не впливає на неінфекційну захворюваність. Встановлено, що ДОХ у дозах 1,0 - 1,5 мг/дм3є ефективним і надійним засобом інактивації вірусів та збудників нозокоміальних інфекцій. Обґрунтовано нешкідливість ДОХ і його похідних (хлоритів і хлоратів) у концентраціях 1,35; 1,35; 1,67 мг/дм3при тривалому (100 днів) вживанні лабораторними тваринами питної води. Встановлено ефективність ДОХ у дозах 2 мг/дм3при знезаражуванні вторинно-очищених стічних вод. Визначено безпечні рівні хлоритів як похідних ДОХ стосовно різно-циклічних гідробіонтів на рівні 1,0 мг/дм3. Обґрунтовано необхідність застосування ДОХ як засобу, що мінімізує персистуючо - мультиваріантний ризик водних патогенів для людини при знезаражування питних і стічних вод.

На основі проведених інтегральних еколого-гігієнічних досліджень і отриманих результатів обґрунтовано наступне: ДОХ забезпечує епідемічну безпечність питної води внаслідок високої віруліцидної, бактерицидної і мікоцидної дії, і є токсикологічно нешкідливим як у контексті впливу на організм лабораторних тварин, так і стосовно гідробіонтів при скиданні знезаражених стічних вод.

Проведено аналіз моніторингу якості води як на етапах очищення, так і питної, яка споживалась популяціями населення, що досліджувались Встановлено взаємозв'язок якості питної води і води вододжерел, що визначає відповідність якості питної води нормативним вимогам у мм. Одеса, Іллічівськ, Ізмаїл і невідповідність за рядом показників у мм. Болград і Бєлгород - Дністровський. Обґрунтовано ризики забруднення поверхневих водойм у зв’язку з їх транскордонністю та необхідність врахування відносності взаємозв'язку індикаторних показників якості хлорованої питної води з водно - обумовленою захворюваністю.
Виконано аналіз результатів вірусологічних досліджень якості води різних водних об'єктів Одеської області за 1994-2008 рр. Показано персистуючий характер вірусного забруднення водних об'єктів. Обґрунтовано епідемічну значимість перевищення рівнів контамінації вірусами (РВ, ЕВ, ВГА, АдВ, НВ) питної води у порівнянні з такими для стічних і/або поверхневих вод внаслідок незадовільного санітарно-технічного стану водорозподільних мереж. Вірогідність розходжень () між забрудненням водних об'єктів вивченими вірусами зростає у ряду питна - стічна (22,5562 - 521,7394) < річкова - морська (7,6801 - 311,1097) < стічна - морська (10,3640 - 231,0708) < стічна - річкова (8,6836 - 122,0153) < питна - річкова (35,6092 - 91,7816), що свідчить про недостатню ефективність очищення і знезаражування питних і стічних вод та необхідність їхньої оптимізації. Обґрунтовано недостатню ефективність існуючої системи водопідготовки на ВОС «Дністер» по відношенню до значимих вірусних контамінантів та високий ризик вторинної контамінації води вірусами (АдВ і ВГА) у водорозподільних мережах міста.
Вивчено питому вагу водного фактору в структурі інфекційної та неінфекційної захворюваності Одеської області, в цілому, і популяцій населення, що досліджувались, зокрема. Показано істотне превалювання «невстановленності» збудника (ГКІ) у порівнянні з «встановленністю» (ЕКГ) за 1990-2005 рр. в Одеській області (r = 0,9116), при цьому ЕКГ (0,8566) і ГКІ (0,8113) в Україні корелюють з захворюваністю в Одеській області. Встановлено високу кореляційну залежність між контамінацією води водних об'єктів ВГА (стічна, річкова + озерна, морська + лиманна, питна) (r=0,6712; 0,4237; 0,6587; 0,7502 відповідно) і захворюваністю населення ВГА, а також аналогічна залежність для питної води м. Одеси - r=0,877 (р<0,05) (1996 - 2003 рр.) та (r=0,73; р<0,05) (1994 - 2004 рр.). Встановлено, що найбільш виражена негативна тенденція для ВГА (-91,544) у м. Іллічівськ (ДОХ) істотно перевершувала аналогічний показник для інших територій і України у цілому (хлор) за різні періоди спостережень: у 2,1 - 3,5 рази за 1994-2004 рр. і в 1,8 - 2 рази за 1993 - 2003 рр. Висловлено припущення, що «водний» фактор внаслідок неефективності хлорування води впливає на періодичність, циклічність і сезонність водно-обумовлених інфекцій ВГА та РІ, результатом чого є спорадична і спалахова інфекційна захворюваність населення. Обґрунтовано значимість ДОХ як засобу знезаражування питної води, що забезпечує її епідемічну безпечність і не впливає на неінфекційну захворюваність.
Досліджено віруліцидну дію ДОХ стосовно значимих вірусних контамінантів питної води (поліовірусу, аденовірусу, вірусів Коксакі та ЕСНО). Встановлено, що ДОХ у дозах 1,03±0,09 - 1,02±0,04 і 1,01±0,07 - 1,03±0,07 мг/дм3відповідно є ефективним і надійним засобом інактивації поліовірусу і аденовірусу з титрами 110-6, 110-5; у дозі 1,03±0,05 мг/дм3- вірусу Коксакі з титром 110-5; у дозі 1,51±0,06 мг/ дм3- вірусу ЕСНО з титром 110-5з високою вірогідністю розходження у порівнянні з контролем у всіх випадках (= 16,200; р<0,05). Встановлено, що резистентність вірусів до ДОХ зростає у ряду поліовірус ~ аденовірус < вірус Коксакі < вірус ЕСНО. Обґрунтовано ефективність знезаражування води від зазначених вірусів, а також вірусу пташиного грипу з гемаглютініном H5ДОХ у дозах 1,0±0,02; 1,51±0,04 мг/дм3при температурах + 4 та + 36оС відповідно.
Вивчено залежності «доза час - ефект» при знезаражуванні води, що містить еталонні (P. aeruginosa, S. аureus, C. albicans) і мультирезистентні (P. aeruginosa, S. аureus і гриби роду Candida) штами збудників нозокоміальних інфекцій. Встановлено, що еталонні штами відрізняються меншою резистентністю до антимікробних препаратів і ДОХ, що узгоджується з даними літератури: для інактивації еталонних штамів P.aeruginosa, S. аureus, C. albicans ефективна доза ДОХ становить 0,89 мг/дм3при максимальному рівні зараження 103КУО/см3(=11,2599; 7,4446; 53,0632 відповідно); для інактивації мультирезистентних штамів P. aeruginosa, S. aureus і грибів роду Candida найбільш ефективними є дози ДОХ у діапазоні концентрацій 0,98 - 1,52 мг/дм3: вірогідність розходження між впливом мінімальної (0,31 мг/дм3) і двох максимальних (0,98; 1,52 мг/дм3) доз ДОХ на вивчені мікроорганізми висока: = 14,1907; 14,0675; 25,4983 і 26,7086; 16,2025; 22,6384 (р<0,05) відповідно. Показано, що резистентність еталонних і шпитальних штамів до ДОХ у вивчених дозах зростає у ряду P. aeruginosa < S. аureus < (C. albicans) гриби роду Candida. Таким чином, ДОХ у дозах 0,98 - 1,52 мг/дм3є ефективним і надійним засобом знезаражування води як можливого джерела нозокоміальних інфекцій, що свідчить про доцільність проведення досліджень з оцінки ефективності ДОХ при дезинфекції медичного інструментарію, устаткування і поверхонь.
Досліджено вплив ДОХ і його похідних (хлоритів і хлоратів) в еквімолярних (0,02 мМ) концентраціях 1,35; 1,35; 1,67 мг/дм3на організм лабораторних тварин (білі щури-самці лінії Вістар) при тривалому вживанні питної води впродовж 100 днів. Встановлено відсутність достовірних змін (р > 0,05) показників крові, перекисного гемолізу еритроцитів, балансу перекисного окислення ліпідів/антиоксидантної системи. Відсутність вірогідності досліджених параметрів у порівнянні з контролем у щурят-самців з першого потомства самок, що споживали воду з тим же ранжуванням питного режиму, дозволяє зробити припущення щодо відсутності ембріотоксичності і тератогенності ДОХ, хлоритів і хлоратів у вивчених концентраціях. Показано, що при заданих умовах експерименту вивчені сполуки не спричиняють у шлунково - кишковому тракті та органах репродукції патологічних змін. Разом з тим, встановлено збільшення щільності розподілу сперматогоніїв у канальцях яєчок під впливом ДОХ (констатовано деяке підвищення плідності у групі самців і самок, що споживали воду с ДОХ, у порівнянні з контрольною та іншими дослідними групами) і деяке зростання активності NO-S у тканині селезінки у всіх дослідних групах, що, вірогідно, пояснюється ефектом гормезису, а також наявність діапедезних виходів еритроцитів у тканинах печінки і кишківнику під впливом хлоратів. Отримані дані свідчать щодо необхідності подальшого вивчення цих аспектів впливу ДОХ, хлоритів и хлоратів на організм.

Встановлено ефективність діоксиду хлору у дозах 2 мг/дм3при знезаражуванні вторинно-очищених стічних вод. Визначено безпечний рівень хлоритів для довго - циклічного бентосного гідробіонту - водоростіUlva rigida,що складає 1,0 мг/дм3, і токсикометричні показники хлоритів для коротко-циклічних планктоних гідробіонтів: медіанна летальна концентраціяLC50дляA. salinaіD.мagnaстановить 1,2 та 0,8 мг/дм3відповідно.
Проведено аналіз теоретичних і експериментальних досліджень резистентності мікроорганізмів до антимікробних засобів. Висловлено гіпотезу про єдність природи резистентності, що дозволило запропонувати концепцію персистуючо - мультиваріантного ризику водних патогенів для людини. Обґрунтовано необхідність застосування діоксиду хлору як засобу, що мінімізує такий ризик, для знезаражування питних і стічних вод.