Undersøgelse for patogener i udvalgte vandværker

2 Valgte måleparametre

2.1 Generelle mikrobiologiske parametre
2.2 Indikatororganismer
2.3 Specifikke patogener
2.3.1 Campylobacter
2.3.2 Salmonella
2.3.3 Cryptosporidier
2.3.4 Giardia
   

Det har ikke været muligt at måle for samtlige potentielt patogene mikroorganismer, så derfor er der udvalgt: 1) dels parametre til at beskrive den generelle mikrobielle population, 2) dels indikatororganismer, hvis eventuelle tilstedeværelse indikerer, at den pågældende prøve har været forurenet med overfladevand eller fækalier, 3) dels nogle specifikke patogener, der skønnes at udgøre en særlig risiko.

2.1 Generelle mikrobiologiske parametre

Ved hjælp af generelle mikrobiologiske parametre, som fx kimtal, måles størrelsen af hele den mikrobielle population eller dele af den, fx i form af antallet af bakterier, og formålet med disse målinger er derfor ikke at måle bestemte grupper eller bestemte arter af mikroorganismer. De generelle mikrobiologiske parametre giver udtryk for den mikrobielle kvalitet, og forhøjede værdier kan være et udtryk for en forurening med organisk stof eller med overfladevand.

Standardmæssigt måles der for kimtal bestemt ved 21°C og ved 37°C, der bestemmer antallet af aerobe, heterotrofe bakterier. Disse bakterier kan give æstetiske problemer, men er generelt ikke patogene i sig selv, selv om visse (fluorescerende) Pseudomonader kan være potentielt patogene. For at få et indtryk af forekomsten af fluorescerende Pseudomonader undersøges agarpladerne til bestemmelse af kimtal ved 21°C, også for fluorescerende kolonier.

Forhøjede kimtal kan øge muligheden for overlevelse af patogener. Kimtal bestemt ved 37°C indikerer ofte forurening i forbindelse med installationer og lignende.

2.2 Indikatororganismer

Indikatororganismer er organismer, der ikke er patogene, men som kan indikere en sandsynlighed for forekomst af patogene organismer. Det er næppe muligt at analysere for alle patogener i en vandprøve, og nogle organismer (fx vira) er det vanskeligt at analysere for. Derfor analyseres for indikatororganismer, og hvis de er tilstede, er der en vis sandsynlighed for, at prøven har været udsat for forurening, fx fækal forurening.

Der er undersøgt for coliforme bakterier og ved positive fund af disse organismer er der også analyseret for termotolerante coliforme, der i højere grad indikerer en fækal forurening.

2.3 Specifikke patogener

2.3.1 Campylobacter

Bakterien Campylobacter kan via levnedsmidler og vand overføres fra dyr til mennesker og forårsage tarminfektion i form af diarré, feber og opkastning. Komplikationer i form af tyfus-lignende sygdom eller reaktive ledforandringer kan forekomme, men mange infektioner forløber uden symptomer. Inkubationstiden er ofte 2 - 5 dage, nu og da op til 10 dage afhængig af dosis (Gray, 1994; WHO, 1996).

Campylobacter regnes i dag for at være en af de hyppigste årsager til diarre hos mennesker over hele verden. I Danmark dyrkningsverificeredes 4.402 campylobacterinfektioner i 2000 og dette tal har været stigende gennem de sidste 10 år (Mølbak, 2001). Den stigende forekomst af Campylobacterinfektioner er bekymrende, da antallet af registrerede tilfælde formentlig blot udgør en begrænset del af det samlede antal infektioner. Statens Serum Institut vurderer, at der således potentielt er tale om et større sundhedsproblem end tallene antyder (Mølbak, 2001).

Campylobacter jejuni er den hyppigst forekommende type hos mennesker og udgør omkring 90% af det totale antal infektioner, hvorimod C. coli ud gør ca. 10% af infektionerne. De fleste Campylobacter-arter forekommer i tarmkanalen hos varmblodede dyr, og Campylobacter kan findes i overfladevand (floder, søer og havet) som følge af fækal forurening fra vilde dyr, fugle og mennesker. Bakterien kan ikke formere sig i miljøet, men kan overleve længe i vandige miljøer ved lav temperatur (Varslot et al., 1996).

Infektion af mennesker kan bl.a. skyldes indtagelse af utilstrækkeligt varmebehandlet kød eller fjerkræ, kontaminerede levnedsmidler eller vand (Benenson, 1995). Fækal-oral smitte kan også forekomme, men sjældent. Blebørn kan dog udgøre et problem (McFeters, 1990; Gray, 1994). Den infektiøse dosis er lav, 500-800 bakterier (Blaser, 1995; Altekruse et al., 1999).

Der er registreret i hvert fald et tilfælde i Danmark med drikkevandsbåren smitte af Campylobacter jejuni i forbindelse med en forurening med kloakvand ved Klarup, hvor 1600 personer blev påvirket (Laursen et al., 1994).

2.3.2 Salmonella

I 1997 kulminerede den hidtil stigende forekomst i Salmonella-infektioner i Danmark, idet der blev registreret 5.015 tilfælde af salmonella-infektioner. Størstedelen af disse infektioner skyldtes smitte fra inficerede æg (Mølbak, 2001).

Infektioner med Salmonella skyldes overvejende S. typhimurium, og S. enteriditis, hvortil kommer de ofte multiresistente S. typhimurium-typer som DT104. Sygdommen er en akut maveinfektion med pludselig hovedpine, smerter i underlivet, diarré, kvalme og nogen gange opkast. Sygdommen giver næsten altid feber. Inkubationstiden er sædvanligvis 12-36 timer (Benenson, 1995).

Infektion af mennesker kan bl.a. skyldes indtagelse af utilstrækkeligt varmebehandlet kød, fjerkræ, æg, mælk, kontaminerede levnedsmidler eller vand. Direkte fækal-oral smitte kan også forekomme ved diarré (Benenson, 1995). Salmonella findes i tamkanalen i et stort spektrum af både husdyr, vilde dyr og fugle, og bakterien kan potentielt opformeres i miljøet, fx i mælk. Dette betyder, at selv om den infektiøse dosis ofte er relativt høj (105-107), kan en opformering i forurenede fødevarer resultere i infektiøse bakteriekoncentrationer.

Der er rapporteret om et udbrud i USA med 25.000 tilfælde, og hvor smittekilden var en kommunal vandforsyning, der leverede ikke-kloret vand (Benenson, 1995).

2.3.3 Cryptosporidier

Cryptosporidier er protozoer (dvs. encellede, eukaryotiske organismer) og tarmparasitter, som er almindeligt forekommende hos dyr. Hos mennesker kan de give anledning til diarré, hvor der typisk forekommer stærke mavesmerter og voldsom vandig diarré. Inkubationstiden er 1-12 dage.

Der findes flere arter af cryptosporidier, men Cryptosporidium parvum er den eneste, som med sikkerhed vides at være humanpatogen. Den forekommer og kan fremkalde cryptosporidiosis hos alle pattedyr. Hos andre pattedyr end mennesket er cryptosporidiosis typisk en sygdom hos nyfødte og unge dyr. C. parvum forekommer hyppigt i fx kalve og lam, men også hunde og katte kan udgøre en smittekilde. Den forekommer ikke i tarmkanalen i fugle og fjerkræ (O'Donoghue, 1995).

Cryptosporidier kan danne et hvilestadie: oocyster, der kan overleve længe uden for værten, og som udskilles med fæces fra inficerede dyr. Disse oocyster forekommer i overfladevand (søer, floder, vandløb og havet). Oocysterne opformeres ikke i vandet, men kan forblive infektiøse i 2 - 6 måneder i fugtigt miljø (Benenson, 1995). Oocysterne fremtræder som 4,5-5 µm runde til let ovale organismer. Den infektiøse dosis er lav, normalt 10 – 100 oocyster.

Cryptosporidiosis overføres med de infektionsdygtige oocyster, som udskilles med fæces fra inficerede individer. Vandbåren og levnedsmiddelbåren smitte samt smitte fra person til person er de væsentligste smitteveje (Benenson, 1995). Oocysterne kan også føres via kloaksystemet til rensningsanlæg, hvorfra de kan overføres til vandløb, søer og hav. I områder, hvor overfladevand anvendes til drikkevand, er der risiko for udbrud med cryptosporidiosis, hvis der er tilført oocyster til drikkevandet. Søer, floder, drikkevand og pools, der er forurenet med oocyster, kan således være en smittekilde (McFeters, 1990; WHO, 1990; Andersen & Hald, 2001).

I Danmark diagnosticeres cirka 180 tilfælde af cryptosporidiosis om året (Andersen & Hald, 2001). I Milwaukee i USA i 1993 blev 403.000 personer inficeret med Cryptosporidium parvum fra drikkevand på grund af utilstrækkelig vandbehandling på et af byens vandværker, der indvinder overfladevand fra Lake Michigan (MacKenzie et al., 1994).

En tysk undersøgelse fandt Cryptosporidium i 47% af råvandet (overfladevand) til 6 vandværker (i gennemsnit 116 oocyster/100 L) og i 30% af drikkevandet (i gennemsnit 3 oocyster/100 L) (Karanis et al., 1998). I USA fandt LeChevallier & Norton (1995) Cryptosporidium i 52% af de undersøgte 262 prøver af overfladeråvand med et geometrisk middel på 2,4 oocyst pr. L. En svensk undersøgelse af 50 råvandsprøver (overfladevand) påviste Cryptosporidium i 32% af prøvene med gennemsnitligt 15 oocyster pr. 10 L (Hansen & Stenström, 1998) og en norsk undersøgelse af 408 råvandsprøver (overfladevand) fra 147 vandværker påviste Cryptosporidium i 13,5 % af prøverne med ca. 1 ocyst pr. 10 L (Robertson & Gjerde, 2000).

I færdigtbehandlet drikkevand i USA produceret fra overfladevand fandt LeChevallier & Norton (1995) Cryptosporidium i 16,8% af de undersøgte 262 vandprøver med et geometrisk middelværdi på 3,3 cyster pr 100 L. En japansk undersøgelse (Hashimoto et al., 2001) fandt Cryptosporidium i alle de undersøgte 13 prøver af ubehandlet overfladevand (geometrisk gennemsnitligt 40 oocyster pr. 100 L), men kun i 35% af de 26 undersøgte prøver efter vandbehandling med coagulation-flocculation, sedimentation og sandfiltrering (med et geometrisk gennemsnit på 0,12 oocyster pr. 100 L).

Udenlandske undersøgelser har således vist, at Cryptosporidium er vidt udbredt i overfladevand, og at Cryptosporidium også er fundet i behandlet drikkevand, omend i meget lave koncentrationer.

2.3.4 Giardia

Giardia intestinalis er ligeledes en protozo, som er almindeligt forekommende i dyr. Hos mennesker kan den give anledning til diarré med mavekramper, opsvulmet mave, kvalme og nedsat appetit, vægttab og til tider feber. Inkubationstiden er 1-45 dage.

Giardia findes hos en række dyrearter og kan forekomme i overfladevand (søer, floder, vandløb og havet), som er forurenet med cyster, udskilt med fæces fra inficerede dyr eller mennesker, idet mennesket regnes for at være hovedreservoir (Andersen & Hald, 2001). Cysterne kan føres via kloaksystemet til rensningsanlæg, hvorfra de kan overføres til vandløb, søer og hav. Cysterne opformeres ikke i vandet, men de kan overleve i mere end 2 måneder ved 4°C, men mindre end 4 døgn ved 37°C (McFeters, 1990; WHO 1996). Giardia cyster er runde til ovale, 8-12 µm. Den infektiøse dosis er lav, under 100 cyster, og en cyste er antageligt tilstrækkeligt til at være sygdomsfremkaldende.

Giardiasis overføres med infektionsdygtige cyster, som udskilles med fæces fra inficerede individer. Person-til-person-smitte er hyppigst, men også dyr kan være smittekilde. I 1997 blev der diagnosticeret omkring 1.500 human infektioner i Danmark (Andersen & Hald, 2001).

En tysk undersøgelse fandt Giardia i 64% af 105 undersøgte råvandsprøver (overfladevand til 6 vandværker) til 6 vandværker (i gennemsnit 88 cyster/100 L) og i 15% af drikkevandsprøverne (i gennemsnit 4 cyster/100 L) (Karanis et al., 1998). I USA fandt LeChevallier & Norton (1995) Giardia i 45% af de undersøgte 262 prøver af råvand (overflade) med et geometrisk middelværdi på 2 cyster pr L. En svensk undersøgelse af 50 råvandsprøver (overfladevand) påviste Giardia i 26% af prøvene med gennemsnitligt 8 cyster pr. 10 L (Hansen & Stenström, 1998) og en norsk undersøgelse af 408 råvandsprøver (overfladevand) fra 147 vandværker påviste Giardia i 9 % af prøverne med ca. 1 cyst pr. 10 L (Robertson & Gjerde, 2000).

I færdigbehandlet drikkevand i USA produceret fra overfladevand fandt LeChevallier & Norton (1995) Giardia i 4,6% af de undersøgte 262 vandprøver med et geometrisk middelværdi på 2,6 cyster pr 100 L. En japansk undersøgelse (Hashimoto et al., 2001) fandt Giardia i 92% af de undersøgte 13 prøver af ubehandlet overfladevand (geometrisk gennemsnitligt 17 cyster pr. 100 L), men kun i 12% af de 26 undersøgte prøver efter vandbehandling med coagulation-flocculation, sedimentation og sandfiltrering (med et geometrisk gennemsnit på 0,08 cyster pr. 100 L).

Udenlandske undersøgelser har således vist, at Giardia er vidt udbredt i overfladevand, men er også fundet i behandlet drikkevand, omend i meget lave koncentrationer.