Оценка потенциального микробного риска распространения водообусловленных инфекционных заболеваний на участке реки с интенсивным водопользованием
Б.И. Марченко1, П.В. Журавлев2, Л.А. Дерябкина3, О.А. Нестерова1
1Южный федеральный университет, Российская Федерация, 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, 105/42
2Ростовский научно-исследовательский институт микробиологии и паразитологии, Российская Федерация, 344000, г. Ростов-на-Дону, пер. Газетный, 119
3Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области – филиал в городе Таганроге, Российская Федерация, 347930, г. Таганрог, Большой пр., 16а
Повышение эффективности мероприятий по предупреждению распространения кишечных инфекций, передаваемых водным путем, определяет необходимость совершенствования методов и технологий санитарно-микробиологического мониторинга, представляющего собой одно из направлений системы социально-гигиенического мониторинга.
Целью работы является оценка в динамике потенциального микробного риска распространения водообусловленных острых кишечных инфекций на участке Нижнего Дона с интенсивным водопользованием. Объектом исследования были микробные сообщества воды реки Дон в пределах города Азова Ростовской области за период 2005–2020 гг. В работе использованы результаты бактериологических исследований 540 проб речной воды, а также 1800 проб воды на выходе из очистных сооружений и в распределительной сети городского водопровода с определением санитарно-показательных микроорганизмов (общих, термотолерантных и глюкозоположительных колиформных бактерий); потенциально патогенных микроорганизмов (клебсиелл и синегнойных палочек) и патогенных энтеробактерий (сальмонелл).
Выполнена комплексная оценка потенциального микробного риска распространения водообусловленных инфекционных заболеваний, включая ретроспективный анализ его тенденций и сезонных особенностей. Проведен сравнительный анализ точности среднесрочного экстраполяционного прогнозирования микробного риска с применением регрессионной и нейросетевой моделей. Для речной воды Нижнего Дона в 2005–2020 гг. величина рассчитанного по двум санитарно-гигиеническим факторам («Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» и «Рекреационное водопользование») комплексного показателя (0,612) на основе пятиуровневого классификатора позволила диагностировать очень высокий уровень потенциального микробного риска распространения водообусловленных инфекционных нозологических форм при свойственном ему летнеосеннем сезонном подъеме.
За счет проведения оптимизационных мероприятий сформировалась устойчивая благоприятная тенденция по фактору «Централизованное хозяйственно-питьевое водоснабжение». Значение трехфакторного комплексного показателя (0,525) также позволило установить высокий уровень потенциального микробного риска распространения водообусловленных кишечных инфекций. Выявлена статистически достоверная (p < 0,01) прямая средней силы корреляционная связь заболеваемости острыми кишечными инфекциями и сальмонеллезами с уровнем потенциального микробного риска. Подтверждено, что нейросетевые модели обеспечивают более высокую точность среднесрочных прогнозов микробного риска.
- Попова А.Ю. Стратегические приоритеты Российской Федерации в области экологии с позиции сохранения здоровья нации // Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. – 2014. – № 2 (251). – С. 4–7.
- Онищенко Г.Г. Актуальные задачи гигиенической науки и практики в сохранении здоровья населения // Гигиена и санитария. – 2015. – Т. 94, № 3. – С. 5–9.
- Рахманин Ю.А., Доронина О.Д. Стратегические подходы управления рисками для снижения уязвимости человека вследствие изменения водного фактора // Гигиена и санитария. – 2010. – № 2. – С. 8–13.
- Проблемы эпидемической безопасности питьевого водопользования населения России / А.Е. Недачин, Т.З. Артемова, Р.А. Дмитриева, Т.В. Доскина, Т.В. Талаева, Л.В. Иванова, Н.Н. Буторина, Д.В. Лаврова [и др.] // Гигиена и санитария. – 2005. – № 6. – С. 14–18.
- Механтьев И.И. Санитарно-гигиенические и эпидемиологические аспекты рекреационного водопользования населения бассейна Верхнего Дона // Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. – 2020. – № 12 (333). – С. 23–29. DOI: 10.35627/2219-5238/2020-333-12-23-29
- Is detection of enteropathogens and human or animal faecal markers in the environment associated with subsequent child enteric infections and growth: an individual participant data meta-analysis / A. Mertens, B.F. Arnold, J. Benjamin-Chung, A.B. Boehm, J. Brown, D. Capone, T. Clasen, E.R. Fuhrmeister [et al.] // Lancet Glob. Health. – 2024. – Vol. 12, № 3. – P. e433–e444. DOI: 10.1016/s2214-109x (23) 00563-6
- Source-Associated Gastroenteritis Risk from Swimming Exposure to Aging Fecal Pathogens / B. Wu, C. Wang, C. Zhang, M.J. Sadowsky, M. Dzakpasu, X.C. Wang // Environ. Sci. Technol. – 2020. – Vol. 54, № 2. – P. 921–929. DOI: 10.1021/acs.est.9b01188
- Bacteria communities and water quality parameters in riverine water and sediments near wastewater discharges / C.O. de Santana, P. Spealman, D. Azulai, M. Reid, M.E. Dueker, G.G. Perron // Sci. Data. – 2022. – Vol. 9, № 1. – P. 578. DOI: 10.1038/s41597-022-01686-8
- Pereira M.A., Palmeira J.D., Ferreira H. Contamination of a Water Stream and Water Drainage Reaching Matosinhos Beach by Antibiotic-Resistant Bacteria // Microorganisms. – 2023. – Vol. 11, № 12. – P. 2833. DOI: 10.3390/microorganisms11122833
- Трухина Г.М., Ярославцева М.А., Дмитриева Н.А. Современные тенденции санитарной микробиологии в реа-лизации санитарно-эпидемиологического надзора за безопасностью водных объектов // Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. – 2022. – Т. 30, № 10. – С. 16–24. DOI: 10.35627/2219-5238/2022-30-10-16-24
- Сравнительная оценка санитарно-эпидемической значимости индикаторных колиформных показателей качества питьевой воды / Ю.А. Рахманин, Л.В. Иванова, Т.З. Артемова, Е.К. Гипп, А.В. Загайнова, Т.Н. Максимкин, А.В. Красняк, П.В. Журавлев [и др.] // Гигиена и санитария. – 2019. – Т. 98, № 3. – С. 237–249. DOI: 10.18821/0016-9900-2019-98-3-237-249
- Савилов Е.Д., Анганова Е.В. Микробиологический мониторинг водных экосистем // Гигиена и санитария. – 2010. – Т. 89, № 5. – С. 56–58.
- Diversity and abundance of bacterial pathogens in urban rivers impacted by domestic sewage / Q. Cui, Y. Huang, H. Wang, T. Fang // Environ. Pollut. – 2019. – Vol. 249 – P. 24–35. DOI: 10.1016/j.envpol.2019.02.094
- Holcomb D.A., Stewart J.R. Microbial Indicators of Fecal Pollution: Recent Progress and Challenges in Assessing Water Quality // Curr. Environ. Health Rep. – 2020. – Vol. 7, № 3. – P. 311–324. DOI: 10.1007/s40572-020-00278-1
- Korajkic A., McMinn B.R., Harwood V.J. Relationships between Microbial Indicators and Pathogens in Recreational Water Settings // Int. J. Environ. Res. Public Health. – 2018. – Vol. 15, № 12. – P. 2842. DOI: 10.3390/ijerph15122842
- Quantitative microbial risk assessment of the gastrointestinal risks to swimmers at Southeast Asian urban beaches using site-specific and combined autochthonous and fecal bacteria exposure data / T. Denpetkul, M. Pumkaew, O. Sittipunsakda, M. Sresung, N. Chyerochana, A. Kongprajug, S. Rattanakul, Y. Patarapongsant [et al.] // Sci. Total Environ. – 2023. – Vol. 902. – P. 165818. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.165818
- Gorski L., Rivadeneira P., Cooley M.B. New strategies for the enumeration of enteric pathogens in water // Environ. Microbiol. Rep. – 2019. – Vol. 11, № 6. – P. 765–776. DOI: 10.1111/1758-2229.12786
- Оценка микробного риска для установления зависимости между качеством воды и заболеваемостью населения кишечными инфекциями / А.В. Загайнова, Ю.А. Рахманин, Ю.Г. Талаева, С.И. Иванов, Т.З. Артемова, А.Е. Недачин, Е.К. Гипп, Н.Н. Буторина // Гигиена и санитария. – 2010. – № 3. – С. 28–31.
- Комплексное изучение микробного риска возникновения острых кишечных инфекций при оценке эпиде-мической безопасности питьевого водопользования / П.В. Журавлёв, В.В. Алешня, Е.В. Ковалев, М.М. Швагер // Инфекционные болезни: новости, мнения, обучение. – 2018. – Т. 7, № 3 (26). – С. 7–14. DOI: 10.24411/2305-3496-2018-13001
- Риск для здоровья населения и эффективность мероприятий по повышению качества питьевой воды централизованных систем водоснабжения / Н.В. Зайцева, С.В. Клейн, И.В. Май, А.А. Савочкина, Д.А. Кирьянов, М.Р. Камалтдинов, С.А. Вековшинина // Гигиена и санитария. – 2022. – Т. 101, № 11. – C. 1403–1411. DOI: 10.47470/0016-9900-2022-101-11-1403-1411
- Качество питьевой воды: факторы риска для здоровья населения и эффективность контрольно-надзорной деятельности Роспотребнадзора / Н.В. Зайцева, А.С. Сбоев, С.В. Клейн, С.А. Вековшинина // Анализ риска здоровью. – 2019. – № 2. – С. 44–55. DOI: 10.21668/health.risk/2019.2.05
- Развитие методологии анализа риска здоровью в задачах государственного управления санитарно-эпидемиологическим благополучием населения / Н.В. Зайцева, Г.Г. Онищенко, И.В. Май, П.З. Шур // Анализ риска здоровью. – 2022. – № 3. – С. 4–20. DOI: 10.21668/health.risk/2022.3.01
- Онищенко Г.Г. Актуальные проблемы и перспективы развития методологии анализа риска в условиях современных вызовов безопасности для здоровья населения Российской Федерации // Анализ риска здоровью. – 2023. – № 4. – С. 4–18. DOI: 10.21668/health.risk/2023.4.01
- Трухина Г.М. Оценка микробиологического риска среды обитания для здоровья населения в системе социально-гигиенического мониторинга // Здравоохранение Российской Федерации. – 2008. – № 1. – С. 43.
- Contamination Scenario Matters when Using Viral and Bacterial Human-Associated Genetic Markers as Indicators of a Health Risk in Untreated Sewage-Impacted Recreational Waters / M.E. Schoen, A.B. Boehm, J. Soller, O.C. Shanks // Environ. Sci. Technol. – 2020. – Vol. 54, № 20. – P. 13101–13109. DOI: 10.1021/acs.est.0c02189
- Risk of Gastroenteritis from Swimming at a Wastewater-Impacted Tropical Beach Varies across Localized Scales / A. González-Fernández, E.M. Symonds, J.F. Gallard-Gongora, B. Mull, J.O. Lukasik, P.R. Navarro, A.B. Aguilar, J. Peraud [et al.] // Appl. Environ. Microbiol. – 2023. – Vol. 89, № 3. – P. e0103322. DOI: 10.1128/aem.01033-22
- Integrating life cycle assessment with quantitative microbial risk assessment for a holistic evaluation of sewage treatment plant / A. Bhatt, A.C. Dada, S.K. Prajapati, P. Arora // Sci. Total Environ. – 2023. – Vol. 862. – P. 160842. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.160842
- Рахманин Ю.А., Леванчук А.В., Копытенкова О.И. Совершенствование системы социально–гигиенического мо-ниторинга территорий крупных городов // Гигиена и санитария. – 2017. – Т. 96, № 4. – С. 298–301. DOI: 10.18821/0016–9900–2017–96–4–298–301
- Применение новой питательной среды для выделения сальмонелл из водных объектов для оценки эпидемиче-ской безопасности водопользования / Ю.А. Рахманин, П.В. Журавлев, В.В. Алешня, О.В. Панасовец // Гигиена и санитария. – 2016. – Т. 95, № 5. – С. 483–490. DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-5-483-490
- Пархоменко С.С., Леденёва Т.М. Обучение нейронных сетей методом Левенберга – Марквардта в условиях большого количества данных // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Системный анализ и информационные технологии. – 2014. – № 2. – С. 98–106.
- Ремезова А.А., Тынченко В.В. Применение искусственных нейронных сетей для решения задач прогнозиро-вания // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. – 2011. – Т. 1, № 7. – С. 371–374.
- Санитарно-бактериологическая характеристика воды Нижнего Дона / П.В. Журавлев, В.В. Алешня, О.П. Пана-совец, Г.В. Айдинов, М.М. Швагер, Т.В. Митрофанова, А.А. Глухов, Б.Х. Джансейидов [и др.] // Гигиена и санитария. – 2012. – Т. 91, № 4. – С. 28–31.