Risikovurdering af anvendelse af opsamlet tagvand

8 Beregning af risiko

8.1 Beregningsmetode
      8.1.1 Opstilling af risikomodel
      8.1.2 Beregningsmetode
8.2 Resultater af beregninger
8.3 Risikoreducerende tiltag

I kapitel 4, 6 og 7 er alle input til risikovurderingerne angivet. I nærværende kapitel gennemgås kort beregningsprincipperne generelt hvorefter resultaterne præsenteres.

8.1 Beregningsmetode

8.1.1 Opstilling af risikomodel

Følgende resultater ønskes beregnet:

Indikatorer  Dosis pr eksponering, Dosisoralt og Dosisresp
Patogener    Risiko for infektion pr. eksponering, Pinf
                        
Risiko for infektion pr år , Pinf, år

Beregninger foretages konkret ved først at bestemme den dosis, som en person vil indtage i en konkret eksponering. Det foregår ved at udvælge en koncentration af patogen eller indikator og multiplicere den med et valgt indtag. Koncentrationen og indtaget vælges ud fra de sandsynlighedfordelinger der er beskrevet i hhv. kapitel 4 og 6. Dernæst udregnes for patogenerne den risiko der er ved den konkrete eksponering, dels pr. gang og dels pr. år.

Matematisk formuleres det på følgende måde:

Matematisk formel for opstilling af risikomodel

hvor

Cpatogen er koncentrationen af patogener i tagvand, defineret i figur 4.6,
Qindtag,i  er indtaget af tagvand pr. tømning der medfører hhv. oral og respiratorisk eksponering, defineret i afsnit 6.2,
Pinf  er defineret ved hhv. (7.1) og (7.2) med parametre fra bilag A,
oralt       er andelen af tømninger der medfører orale eksponeringer 6.2.1, 
a resp       er andelen af tømninger der medfører respiratoriske eksponeringer, defineret i afsnit 6.2.2, og
n er antallet af eksponeringer pr år, defineret i figur 6.1.

Dermed er risikomodellen fastlagt. På baggrund af de tidligere kapitler fremgår det, at parametrene i ligningerne skal betragtes som stokastiske variable, både fordi der er en naturlig variation i de værdier som de kan antage eller som følge af og fordi viden om den faktiske naturlige variation er mangelfuld. Dermed er resultaterne også stokastiske variable, som kan beskrives ud fra f.eks. middelværdi, spredning, største og mindste værdier osv.

8.1.2 Beregningsmetode

Hvis alle de stokastiske variable har samme fordelingstype er det relativt enkelt at udregne den resulterende fordeling eksakt. I denne sammenhæng benyttes flere typer af fordelinger, f.eks. log-normal fordeling for Ctagvand mens der for Qindtag benyttes en trekant fordeling. I det tilfælde benyttes ofte Monte Carlo simuleringer som en hurtig og bekvem måde at beregne den resulterende fordeling.

Monte Carlo simuleringer er simple at udføre og tolke når modellen er opstillet og usikkerheden på de stokastiske variable beskrevet. Simuleringen udføres ved mange gange tilfældigt at udtage mulige værdier af input variablene og dermed udregne mulige udfald af indtag af indikatorvariable, risikoen for infektion pr gang og risikoen for infektion pr. år. Hvert af disse mulige anfald anses for at være lige sandsynlige. Ved simuleringens afslutning rangordnes de (lige sandsynlige) udfald og beskrives som en fordelingsfunktion for den resulterende fordeling.

De afrapporterede risici i nærværende rapport er udført med EDB-programmet @RISK (Palisade, 2002) på baggrund af 5.000 simuleringer. Derved er de resulterende fordelinger så godt beskrevet som muligt ud fra de fordelinger der er angivet.

8.2 Resultater af beregninger

Risikoen for at blive inficeret ved at tømme en regnvandsbeholder udregnes i alt 5000 gange ved at simulere 5000 forskellige kombinationer af koncentration i beholderen, volumen indtaget, dosis-respons for den konkrete person samt antallet af eksponeringer pr. år. For hver af disse simuleringer beregnes risikoen for infektion pr. eksponering og pr. år i den konkrete situation. Den konkrete situation betyder i denne sammenhæng, at en given person med en given modtagelighed (dosis-respons sammenhæng) under tømning af tagvandsbeholderen indtager en given mængde af tagvand med en bestemt koncentration af patogener.

I nogle tilfælde vil der være tale om at en person med høj resistens overfor det pågældende patogen indtager en lille dosis tagvand med lav koncentration af patogener. I denne situation er risikoen for infektion lavere end normalt. I andre tilfælde vil det være en sårbar person (f.eks. barn eller immuno-suprimeret) der på grund af en uheldig håndtering indtager usædvanligt meget vand der tilfældigvis har en høj koncentration af patogener. I den situation vil risikoen for infektion være meget højere end i de fleste tilfælde.

I denne rapport er der fokuseret på den "typiske risiko" og en "worst-case" risiko. Den typiske risiko er den infektionshyppighed der beregningsmæssigt overskrides i 50% af eksponeringerne. Risikoen svarende til "worst-case" er den risiko, der beregningsmæssigt vil være i op til 5% af eksponeringerne. Denne værdi svarer til den værst mulige situation, hvor det er en sårbar person der indtager mere vand end normalt og hvor vandet er mere forurenet end normalt.

Ud over en beregning af risikoen pr. eksponering udregnes også risikoen for infektion pr. år. Denne beregning har tre væsentlige antagelser:

  • Koncentrationen af patogener i beholderen er den samme hele året.
  • Mængden af indtaget af tagvand er det samme for alle eksponeringerne
  • Det er den samme person (eller flere personer med samme modstandsdygtighed), der eksponeres hver gang.

Det betyder at man må forvente, at den årlige risiko alt i alt overvurderes i "worst-case" beregningerne, om ikke andet så fordi indtaget ikke hver gang vil være højt samtidigt med at der er mange mikroorganismer i tagvandsbeholderen.

Risikoen i "typisk" og "worst-case" er angivet i tabeller, hvor den beregnede risiko kan aflæses. I figur 8.1 er hele fordelingen af beregnet infektionsrisiko for vanding i haven beregnet, scenarie 1. Det ses, at der typisk er en faktor 100 på den risiko som man i almindelighed udsætter sig for og den risiko som sårbare grupper i værste tilfælde udsætter sig for.

Det ses, at den største risiko er knyttet til Campylobacter og til protozoer. For Campylobacter vil man som worst-case scenarie have, at der er en risiko for at blive inficeret pr. tønde på 1 ud af 50 år eller at 1 ud af 50 tønder pr husstand vil medføre en infektion årligt. For de øvrige patogener er der en væsentligt mindre risiko for infektion.

Figur 8.1  Simuleret fordelingsfunktion for den årlige risiko for infektion ved vanding i haven. Den resulterende fordelingsfunktion spænder typisk over 3-4 størrelsesordner. Den viste kurve for Legionella er et øvre skøn baseret på meget konservative skøn over forekomst af Legionella pneumophilia.

Figur 8.1
Simuleret fordelingsfunktion for den årlige risiko for infektion ved vanding i haven. Den resulterende fordelingsfunktion spænder typisk over 3-4 størrelsesordner. Den viste kurve for Legionella er et øvre skøn baseret på meget konservative skøn over forekomst af Legionella pneumophilia.

 

Figur 8.1  Risiko for infektion pr. år for Campylobacter for de forskellige scenarier. 

Figur 8.1
Risiko for infektion pr. år for Campylobacter for de forskellige scenarier.

Med hensyn til Legionella er der ikke tilstrækkelig information til at beregne en risiko for infektion fordi der ikke er nogen viden om forholdet mellem dosis og respons og fordi fordelingen af forekomsten i beholderen er skønnet meget konservativt. Der er beregnet en øvre grænse for risikoen for infektion ud fra antagelser om, at alle Legionella spp er Legionella pneumophilia og at dosis-respons kurven er den værst tænkelige. Begge antagelser vides at være forkerte og derfor vil den faktiske risiko være skønsmæssigt 100 - 10.000 gange lavere.

Tabel 8.1
Scenarie 1: Vanding i haven. Beregnede værdier for indtag og risiko for infektion. For Legionella angives det respiratoriske indtag, mens der for de øvrige patogener angives det totale indtag. For Legionella er angivet den maksimale risiko hvis det antages at alle legionella er legionella pneumophilia og at dosis-respons kurven er maksimum risk. Den reelle risiko vil være skønsmæssigt 100 - 10.000 gange lavere.

  Indtag Risiko pr. eksponering Risiko pr. år

       Typisk Worst case Typisk Worst case Typisk Worst case

E. coli 2 10-1 8 100 - - - -
Oppor. 4 10-4 2 10-2 4 10-11 8 10-9 4 10-10 7 10-8
Legionella 2 10-8 2 10-6 < 10-8 < 10-6 < 10-7 < 10-5
Campylobacter 2 10-4 7 10-3 4 10-6 2 10-3 4 10-5 2 10-2
Protozo 2 10-5 9 10-4 2 10-7 1 10-5 2 10-6 1 10-4

Tabel 8.2
Scenarie 4: Bilvask. Beregnede værdier for indtag og risiko for infektion. For Legionella angives det respiratoriske indtag, mens der for de øvrige patogener angives det totale indtag. For Legionella er angivet den maksimale risiko hvis det antages at alle legionella er legionella pneumophilia og at dosis-respons kurven er maksimum risk. Den reelle risiko vil være skønsmæssigt 100 - 10.000 gange lavere

  Indtag Risiko pr. eksponering Risiko pr. år

       Typisk Worst case Typisk Worst case Typisk Worst case

E. coli 3 10-1 2 101 - - - -
Oppor. 8 10-4 4 10-2 8 10-11 2 10-8 7 10-10 2 10-7
Legionella 3 10-8 4 10-6 < 10-8 < 10-6 < 10-7 < 10-5
Campylobacter 3 10-4 1 10-2 9 10-6 4 10-3 8 10-5 3 10-2
Protozo 4 10-5 2 10-3 4 10-7 3 10-5 4 10-6 3 10-4

Tabel 8.3
Scenarie 5: Børns leg i haven. Beregnede værdier for indtag og risiko for infektion. Risikoen for infektion med Legionella beregnes til at være nul fordi der ikke dannes aerosoler ved børns leg.
  Indtag Risiko pr. eksponering Risiko pr. år

  Typisk Worst case Typisk Worst case Typisk Worst case

E. coli 3 100 2 102 - - - -
Oppor. 7 10-3 5 10-1 7 10-10 2 10-7 6 10-9 2 10-6
Legionella 0 0 0 0 0 0
Campylobacter 3 10-3 2 10-1 8 10-5 4 10-2 7 10-4 3 10-1
Protozo 4 10-4 2 10-2 4 10-6 4 10-4 3 10-5 3 10-3

Den amerikanske miljøstyrelse har foreslået at værdien 1 10-4 (1 ud af 10.000 personer) som en acceptabel årlig risiko for protozoforårsaget infektion i forbindelse med indtagelse af drikkevand. Denne værdi er overholdt for protozoer, men ikke for Campylobacter. Protozo-infektioner anses normalt for at være mere komplicerede end infektion med Campylobacter. Haas (1996) har foreslået en kravværdi på 1 10-3 som en generel regel for infektion ved infektioner. Dette krav ses at være opfyldt for alle patogener i den typiske situation.

Der er lavet en række konservative antagelser i forbindelse med beregningerne. De mest konservative antagelser menes at være følgende:

  • Det er antaget, at alle forekomster af Legionella er Legionella pneumophilia. Det vides ikke at være tilfældet, men det vides ikke hvor konservativ vurderingen er.
  • Det er antaget, at alle forekomster af protozoer er viable og zoonoser. Det vides at analysemetoden ikke skelner mellem døde og viable forekomster ligesom hovedparten af Cryptosporidium formodes at være af af arten C. baileyi der ikke er zoonotisk.
  • De opportunistiske patogeners infektivitet overfor immuno-supprimerede personer er formodentligt voldsomt overvurderet, hvorfor worst-case beregningerne er meget konservative.
  • For Campylobacter er den lille danske undersøgelse vægtet højt i vurderingen, hvilket medfører en højere risiko end hvis alle målinger der repræsenterer danske forhold var vægtet ens.
  • Antallet af Campylobacter er også højt set i forhold til, at der i litteraturen er fundet referencer på, at patogene bakterier ikke kan forventes at overleve i mere end 5-10 dage på tage og i tagvandsbeholdere.
  • Beregningsmetoden bevirker i sig selv, at "worst-case" beregninger for infektioner på årsbases er konservative; svarende til "usædvanligt worst-case". En mere realistisk beregning kunne være at lave en marginal simulering, hvor den samme person eksponeres hver gang, men med varierende indtag af volumen og forekomst af patogenerne.

Som et eksempel er beregnet hvor mange personer, der på årsplan vil blive inficeret med Campylobacter eller protozoer hvis alle parcelhuse installerede og brugte tagvandsbeholdere som beskrevet i nærværende rapport, se tabel 8.4. Internationale undersøgelser indikerer, at tallene i tabellen er konservative, specielt for Campylobacter.

Det totale antal inficerede med Campylobacter og protozoer pr år i Danmark skønnes at være hhv. 50.000 og 70.000, om end disse tal er meget usikre (Christensen et al, 2001, Arnbjerg-Nielsen et al, 2003). Indtag af vand anses aktuelt for at være en mindre smittevej. Hvis tagvandsbeholdere bliver meget udbredte kan denne smittevej dermed øge antallet af inficerede med op til 0,2 %, se tabel 8.4.

Tabel 8.4
Antallet af inficerede personer i Danmark hvis alle 1.000.000 parcelhuse installerer og benytter en tagvandsbeholder. For Scenarie 3 er dog benyttet de 125.000 parcelhuse svarende til antallet af parcelhuse med
små børn. Antallet af infektioner af campylobacter er i høj grad baseret på en lille dansk undersøgelse, mens andre internationale undersøgelser ville medføre et væsentligt mindre antal tilfælde på årsplan.

    Skønnet typisk antal inficerede

    Campylobacter   Protozoer

Scenarie 1: Vanding 40   2
Scenarie 2: Bilvask 80   4
Scenarie 3: Børns indtag af vand under leg 90   4

8.3 Risikoreducerende tiltag

Ud fra de beregnede resultater er der identificeret følgende tiltag, som vil kunne reducere risikoen for infektion.

1. Henstand efter fyldning.
Krampitz og Holländer (1998) påpeger, at patogene bakterier vil have en overlevelsestid på typisk 5-10 dage. Hvis det sikres, at det benyttede tagvand altid har henstået i minimum 10 dage burde risikoen for en Campylobacter infektion være mindsket væsentligt.

2. Fraseparering af den første afstrømning.
Det er i flere undersøgelser påpeget, at der er en tydelig variation i mængden af mikroorganismer i løbet af en afstrømningshændelse. Ved at afskære den første afstrømmede vandmængde vil indholdet af mikroorganismer herved mindskes væsentligt.

3. Forsigtig håndtering af vandet.
Risikovurderingen påpeger, at risikoen primært opstår i forbindelse med større indtag. Ved at undgå at anvende tagvand i haver med børn og undgå at børn leger med tagvandet vil risikoen blive mindsket væsentligt.