|
Risikovurdering af Giardia og Cryptosporidium i vand 8 Drikkevand
Det er essentielt for vores velbefindende at indtage tilstrækkelig væske, f.eks. i form af drikkevand. Drikkevand er den ubetinget største eksponering til vand, og da vi skal indtage et betydeligt væskevolumen om dagen og da den orale smittevej er den væsentligste for smitte med Cryptosporidium og Giardia, bør der altid være fokus på, om drikkevand udgør en risiko for infektion med disse parasitter. 8.1 Indtag og eksponeringerSelv om det anbefales at drikke to liter væske om dagen, er det kun en mindre del af dette volumen, der er drikkevand, saft eller andet, som ikke på en eller anden måde er behandlet i husholdningen. F.eks. opvarmes vandet til kaffe og te, mens f.eks. juice, mælk, sodavand, øl og vin har gennemgået en egentlig hygiejnisering under produktionen. På den anden side bruges drikkevand i vidt omfang i madlavning, f.eks. til at skylle grønsager, der spises rå, til badning og til tandbørstning, hvilket giver en direkte eksponering. Alle indbyggere eksponeres dagligt for drikkevand i væsentlige doser via husholdningerne. Det er derfor væsentligt, at de naturlige og tekniske barrierer altid er effektive, da eksponeringerne er hyppige og indtaget stort. Fejl og mangler i barriererne kan medføre ikke blot infektion men også risiko for epidemier, hvor mange personer bliver inficeret med protozoer. 8.2 Systembeskrivelse for drikkevandsforsyningVandforsyning omfatter råvandsressource, indvindingsboringer, vandbehandling, opbevaring og distribution, samt installationer i den enkelte husholdning (se figur 8.1). Generelt beskyttes forbrugerne af en række hygiejniske barrierer og foranstaltninger i vandforsyningen, som omfatter
Overfladevand er oftest belastet med protozoer, hvilket behandles nærmere i kapitel 10. Denne belastning medfører, at i vandforsyninger, der er baseret på overfladevand, er det afgørende, at vandbehandlingen fjerner protozoerne. I øjeblikket er der kun en forsvindende del af vandforsyningen i Danmark, der producerer drikkevand fra overfladevand. Langt den overvejende del (ca. 99%) af det producerede drikkevand i Danmark stammer fra grundvand. Grundvand betragtes som velbeskyttet mod mikrobiel forurening, dels fordi det er relativt gammelt, når det pumpes op – typisk 30-50 år – og dels fordi det ligger relativt dybt (dybere end 10 m under terræn – og typisk 50-80 m under terræn).Det infiltrerede vand skal således passere væsentlige lag af jord og sediment, der må formodes at tilbageholde relativt store partikler som Giardia og Cryptosporidium. Det er imidlertid uvist, om disse antagelser holder, når der er tale om ubeskyttede sand- og grusmagasiner, hvor kolonneforsøg har vist, at Cryptosporidium kan transporteres (Harter et al., 2000), eller opsprækket kalk, som en væsentlig del af vandforsyningen indvinder fra, da der her kan være tale om hurtig transport i sprækker.
Figur 8-1 Smitteveje for protozoer i drikkevand. 8.2.1 VandforsyningsstrukturI Danmark er vandforsyningen ekstremt decentraliseret. Vandforsyningen består af 2.740 almene vandforsyninger (DANVA, 2002) og i landområderne forsynes ca. 71.000 husstande fra små private vandindvindingsboringer og brønde, som hver forsyner op til ni husstande (Brüsch et al., 2004). De almene vandforsyninger er fordelt på 165 kommunalt ejede vandforsyninger og 2.575 privatejede. De kommunalt ejede vandforsyninger står for 61% af den samlede vandindvinding og en kommunal almen vandforsyning indvinder i gennemsnit ca. 1.54 mio. m³/år i modsætning til de private vandværker, der i gennemsnit indvinder 63.000 m³/år (DANVA, 2002). Relativt få vandforsyninger (6%) står dermed for langt størstedelen af vandforsyningen, mens de resterende vandforsyninger er relativt små. Vandforsyningen i Danmark er reguleret gennem Bekendtgørelse om vandkvalitet og tilsyn med vandforsyningsanlæg (Miljø- og Energiministeriet, 2001a). 8.3 Forekomst8.3.1 Vandressourcen - grundvandDer er kun publiceret få systematiske undersøgelser for Giardia og Cryptosporidium i brønde og boringer, og der foreligger kun tre undersøgelser, hvor koncentrationer af protozoerne er angivet – se tabel 8-1 og 8-2 (Albrechtsen, 2003; Hancock et al., 1998; Robertson & Gjerde, 2000). En amerikansk undersøgelse af lodrette boringer/brønde (Hancock et al., 1998) fandt Cryptosporidium i 5% (7 ud af 149 boringer) (tabel 8-1), og Giardia i 1% af prøverne (2 ud af 149 boringer) (tabel 8-2).Værdierne i tabel 8-1 og 8-2 er angivet for alle de undersøgte grundvandstyper: lodrette og vandrette boringer, kilder og infiltrationsgallerier. Værdierne for de positive prøver er dog ikke fordelt på de enkelte grundvandstyper, men er angivet samlet for alle fire grundvandstyper. Der blev ikke opgivet oplysninger om dybde, udformning eller beskyttelse af boringerne, og det er derfor umuligt at vurdere, om tallene kan overføres til danske forhold. Et efterfølgende arbejde konkluderede imidlertid, at tilstedeværelse af organismer fra overfladevand, navnlig alger, var en klar indikator for forekomst af Cryptosporidium og Giardia i dette datasæt (Moulton-Hancock et al., 2000), og de påviste forekomster må derfor tilskrives, at de undersøgte grundvandsprøver må have haft meget tæt kontakt med overfladevand. Tabel 8-1 Forekomst af Cryptosporidium oocyster i grundvandsprøver (se flere detaljer om de enkelte undersøgelser i bilag D)
Tabel 8-2 Forekomst af Giardia cyster i grundvand (se detaljer om de enkelte undersøgelser i bilag D)
En dansk undersøgelse (Albrechtsen, 2003) fandt ikke Cryptosporidium i nogen af de 31 udtagne råvandsprøver fra grundvand, men én enkelt positiv Giardia prøve med 30 cyster pr. 100 L, som dog ikke kunne bekræftes i efterfølgende omprøver. Den positive prøve blev udtaget på et vandværk med overfladenært grundvand. En norsk undersøgelse (Robertson & Gjerde, 2000) fandt 10 Cryptosporidium oocyster pr. 100 L i den ene af to undersøgte prøver, og ingen Giardia. En enkelt undersøgelse har fokuseret på forekomst af antistoffer mod Cryptosporidium i blod hos forbrugere i forskellige vandindvindingsområder i USA (Frost et al., 2003). Undersøgelsen viste en højere prævalens i blodet hos forbrugere fra et område, der blev forsynet med overfladevand, end hos forbrugere fra et område, der var baseret på grundvand. Ligeledes var der en lavere prævalens hos forbrugere, der drak flaskevand eller som kun havde boet kort tid i det område, der blev forsynet med overfladevand. Dette kan tyde på, at der er mindre risiko for at få en Cryptosporidium infektion i en grundvandsbaseret vandforsyning. Grundvand vil formodentligt yderst sjældent være belastet med protozoer, med mindre der er kontakt mellem grundvandsmagasinet og overfladevand, men datagrundlaget for disse vurderinger er yderst spinkelt. 8.3.2 Vandressourcen - overfladevandI dansk overfladevand er der både påvist Giardia (i 5 ud af 7 råvandsprøver) og Cryptosporidium (i 2 ud af 7 råvandsprøver) (Albrechtsen, 2003). Ved dimensioneringen af vandbehandling for overfladevandværker skal der tages hensyn til at ressourcen sandsynligvis er belastet med Giardia og Cryptosporidium. 8.4 Kvalitativ risikovurderingDa datagrundlaget for forekomst af protozoerne i dansk, ikke-desinficeret grundvandsbaseret drikkevand er yderst sparsomt, er det ikke muligt at udføre en kvantitativ risikovurdering. I stedet gennemføres risikovurderingen kvalitativt, hvor de forskellige risici fra ressourcen, indvindingen, vandbehandlingen og distribution frem til forbrugeren vurderes (se figur 8-2).
Figur 8-2 Oversigt over vandforsyning fra grundvand til forbrugeren 8.4.1 IndvindingsboringerGrundvand til drikkevandproduktion oppumpes via indvindingsboringer. DS 441 (Dansk Standard, 1988a) og 442 (Dansk Standard, 1988b) opstiller kravene til udførelse af forerørsafslutning og råvandsstationer. Boringer udført efter 1980 er udført i henhold til Bekendtgørelse nr. 4 af 4. januar 1980 (Miljøministeriet, 1980), som i 2002 blev afløst af en ny bekendtgørelse (Miljøministeriet, 2002a). En undersøgelse af risikoen for pesticidforurening via utætte boringer (Miljøstyrelsen, 2002) viste, at hovedparten (84%) af de undersøgte 172 boringer var behæftet med en eller anden defekt (figur 8-3). Der var flest utætte samlinger i filtersatte boringer med forerør af PVC (ca. 60%), mens der var flest huller i boringer, hvor stålrør var benyttet som forerør (ca. 40%). I ca. 60% af undersøgelserne var der mulighed for skorstenseffekter, hvilket vil sige at forerøret ikke slutter tæt til det omgivende sediment, så overfladevand kan løbe ned langs forerøret. Det var imidlertid ikke kun ældre boringer, der var defekte, mange af de undersøgte relativt nyetablerede boringer (efter 1980) var også fejlbehæftede, specielt med utætte samlinger (over 40%) og risiko for skorstenseffekt (over 40%), blandt andet som følge af ingen eller forkert placerede forerørstætninger. Selv om risikoen for forurening af den enkelte boring er lav er der i den offentlige vandforsyning flere tusinde potentielt utætte boringer. Kortere, utætte indvindingsboringer med lav indvinding kan således blive forurenet med pesticid fra nedsivende overfladevand (Miljøstyrelsen, 2002). Vandopløselige pesticider transporteres imidlertid bedre end større partikler som (oo)cyster, som forventes at blive tilbageholdt i jordmatricen, og risiko for indtrængning af (oo)cyster i denne situation må betragtes som lav. I forbindelse med oversvømmelser fx ved kraftige nedbørshændelser, kan utætte boringer blive forurenet med overfladevand. Overfladevand vil ofte indeholde Giardia og Cryptosporidium, men er kloaknettet også oversvømmet må kloakvandet forventes at øge koncentrationen af Giardia og Cryptosporidium (se afs. 9.3 Forekomst i spildevand). Der har været enkelte tilfælde i Danmark, hvor boringer er blevet forurenet med spildevand, hvilket har givet store mikrobiologiske forureninger i ledningsnettet: f. eks. Klarup (spildevand) og Uggeløse (overfladevand) (Engberg et al., 1998; Laursen et al., 1994). Der blev ikke analyseret for Giardia eller Cryptosporidium i disse tilfælde. Selv om der hverken er Giardia eller Cryptosporidium i grundvand, kan overfladevand forurene indvindingsboringerne, så råvandet er forurenet inden det når frem til vandværket. Sådanne forureninger kan forekomme, hvis (se figur 8-3)
Figur 8-3 Muligheder for indtrængning af overfladevand ved boring. (Efter Bastrup & Vesterby, 2002). 8.4.2 VandbehandlingEnkelte danske vandværker har ingen vandbehandling (Albrechtsen, 2003) og her er det naturligvis afgørende, at det benyttede grundvand ikke er forurenet. Langt de fleste vandværker har imidlertid en hurtig sandfiltrering, som i forbindelse med jernfjernelse formodes at fjerne Giardia og Cryptosporidium rimeligt effektivt (se afsnit 6.2.1 Behandling af drikkevand). Grundvandsbaserede vandværker i Danmark benytter ikke klordesinfektion, som derimod benyttes i behandlingen af overfladevand. Selv om Giardia er mere følsom overfor klordesinfektion end Cryptosporidium, er klordesinfektion ikke særligt effektiv (se afsnit 6.2.3.1 om kemisk desinfektion). Kombinationen af denne teknik med kemisk fældning og efterfølgende sandfiltrering, synes imidlertid tilsammen at give en rimelig beskyttelse. En undersøgelse af 12 danske vandværker (Albrechtsen, 2003) påviste hverken Giardia eller Cryptosporidium i det færdigt behandlede drikkevand, uanset om det blev produceret fra grundvand (28 rentvandsprøver) eller fra overfladevand med protozoer (2 rentvandsprøver). I overfladevandværker er det afgørende, at vandbehandlingen fjerner (oo)cyster, der vil være tilstede i råvandet. De tre behandlingstrin (kemisk fældning, sandfiltrering og klordesinfektion) supplerer hinanden, så de største risici er således knyttet til behandlingens effektivitet og kontinuitet. Selv om der er ringe viden om den reelle fjernelseseffektivitet i hurtig sandfiltre med jern- og manganfjernelse under danske forhold, vil sandfiltrering udgøre en ekstra beskyttelse, som formodentligt vil sikre, at vandbehandlingen hindrer passage af disse (oo)cyster i grundvandsvandværker, hvor der ikke, eller kun sjældent ved forureningshændelser, forekommer (oo)cyster i råvandet. I de tilfælde, hvor der ikke foretages nogen vandbehandling, er denne hygiejniske barriere ikke tilstede. Dette kan være problematisk, da råvandet til disse vandværker antageligt er ret ungt (aerobt) og overfladenært, og dermed potentielt belastet med Giardia eller Cryptosporidium, og der er dermed ikke nogen beskyttelse af forbrugeren, hvis en boring forurenes med overflade- eller spildevand. 8.4.3 Distribution og opbevaringDesinfektion på vandværket eller i ledningsnettet ved tilsætning af f.eks. klor eller monokloramin anvendes kun sjældent i Danmark. Der findes et par vandværker, der enten behandler eller har behandlet overfladevand, hvor der anvendes desinfektion. I hovedtræk baserer man vandforsyningen i Danmark på at kunne levere vand uden desinfektion, hvilket er unikt i forhold til det meste af den øvrige verden. Der er en række muligheder for indtrængning af (oo)cyster i ledningssystemet. Der kan opstå undertryk i forbindelse med brud, utætheder i ledningssystemet eller ved reparation, og forurenet vand fra brud-/reparationsstedet kan trænge ind i ledningssystemet. Dette er navnlig alvorligt, når ledningsbruddet sker i byområder, hvor der kan være risiko for udsivninger eller oversvømmelser fra kloaker. I landområder er der risiko for kontaminering med gylle-forurenet vand, hvor koncentrationerne af (oo)cyster kan være højere end i kloakvand. De større vandforsyninger oplever ledningsbrud mere end hundrede gange om året (se tabel 8-3). En forurening fra et ledningsbrud vil naturligvis kun påvirke den del af ledningsnettet, der ligger efter forureningsstedet. Men hvis ledningsnettet ikke er delt op i sektioner men er ringforbundet, eller hvis bruddet sker før f.eks. en højdebeholder (vandtårn), kan store dele af ledningsnettet påvirkes, afhængigt af hvor mange (oo)cyster, der kommer ind i systemet. Den gennemsnitlige opholdstid i ledningssystemet er sjældent mere end 1 døgn, dvs. at henfald af (oo)cyster er meget begrænset i ledningssystemet. På den anden side vil der naturligvis heller ikke ske nogen opformering af Giardia og Cryptosporidium i ledningsnettet. Vand i nedgravede rentvandstanke i forbindelse med ledningsnet kan også forurenes med (oo)cyster fra f.eks. overfladevand, der siver ned igennem en utæt overdækning. Der findes ikke en systematisk registrering af disse hændelser. De registrerede overskridelser af mikrobielle data på større almene vandforsyninger (dvs. vandforsyninger, der producerer mere end 350.000 m³/år) viser at et ganske stort antal forbrugere modtager drikkevand fra vandforsyninger, der har været mikrobielt forurenet, uden at det dog er givet, at de alle har modtaget forurenet vand (Andersen & Albrechtsen, 2003). Forekomst af sådanne fækale forureninger indikerer desuden en risiko for, at der også kunne forekomme forureninger med Cryptosporidium og Giardia, hvilket dog ikke er undersøgt i forbindelse med de konstaterede forureninger.
Figur 8-4 Antal personer, som har modtaget vand fra et vandværk, som har haft overskridelse af pågældende parameter (Andersen & Albrechtsen, 2003). Konsekvenserne af en forurening i ledningsnettet kan være store, da der ikke er nogen hygiejnebarrierer til at beskytte forbrugerne. Tabel 8-3 Forekomst af ledningsbrud i større vandforsyninger.
Referencer: 1: Københavns Vand, 1997; 2: DANVA 2001; 3: Københavns Vand, 2000; 4: Århus kommunale værker www.aakv.dk; 5: Andersen, 2001; 6: WWW.Gentofte.dk; 8.4.4 Installationer i husholdninger eller industrierEn undersøgelse af regn- og gråvandsanlæg (Adeler et al., 2003a) viste, at ca. 6% af disse anlæg har fejlforbindelser mellem det urene vand og vandforsyningens ledningsnet. Den farligste situation ved disse anlæg er imidlertid ikke som forventet, at trykket går af den offentlige vandforsyning, hvorved forurenet vand kan tilbagesuges, men at pumpen i regn- og gråvandsanlægget pumper forurenet vand direkte ud i det offentlige ledningsnet. Dette kan ske, hvis trykket i pumpen i regn- og gråvandsanlægget er højere end forsyningstrykket i den offentlige vandforsyning. Ud fra en modelberegning med en antagelse om 5.000 anlæg, vil 5 til 300 personer om året modtage forurenet vand som følge af en sådan fejl. Konsekvenserne af denne eksponering vil naturligvis afhænge af prævalensen i befolkningen, og dermed af om der er Giardia eller Cryptosporidium i gråvandet, f.eks. fra håndvask og bad. Belastning af regnvand vil derimod afhænge af forureningen fra dyr f. eks. mår, kat, fugle mv. og deres prævalens. En gennemgang af en række industrier viste ligeledes, at der forekommer fejltilslutninger (Adeler et al., 2003b), men disse forureninger forventes ikke at indebære væsentlige risici med hensyn til Giardia og Cryptosporidium, da dette vand næppe har særligt stort indhold af disse protozoer. 8.4.5 Små vandforsyningerUd over de større vandforsyninger, der er omtalt ovenfor, er der ca. 71.000 husstande, der forsynes fra små vandforsyningsanlæg (Brüsch et al., 2004). Små vandforsyninger i Danmark indvinder ofte vand fra overfladenært grundvand og reguleres i henhold til Bekendtgørelse nr. 871 (Miljø- og Energiministeriet, 2001a). Dele af Bekendtgørelse nr. 604 vedrørende erhvervsmæssigt dyrehold, husdyrgødning, ensilage m.v. (Miljøministeriet, 2002b) indgår i beskyttelsen af små vandforsyninger og fastlægger krav til opsamling af alt spildevand inkl. afstrømning fra stalde, møddinger, pladser m.v., så potentielt forurenet overfladevand ikke kan trænge ned til brønde og boringer. I små vandforsyninger behandles vandet sjældent og der er således ingen beskyttende barrierer. Vandbehandling kan forekomme f.eks. ved kompaktfiltre, som dog ikke overvåges af fagligt personale, som på fælles vandforsyningssystemer. Kloring forekommer yderst sjældent. En nyligt afsluttet undersøgelse af 628 små private vandforsyningsanlæg (Brüsch et al., 2004) viste at en eller flere af de fire undersøgte bakterielle indikatorparametre (kimtal ved 22°C og 37°C, coliforme bakterier og E. coli) blev overskredet i 48% af anlæggene. Heraf var der coliforme bakterier i 31% af anlæggene. Selv om der ikke blev analyseret for Giardia eller Cryptosporidium i denne undersøgelse, viser den forurening af disse brønde med overfladevand. Dette kan indebære en væsentlig risiko for forurening med Giardia eller Cryptosporidium. I den tidligere omtalte amerikanske undersøgelse (Frost et al., 2003) var prævalens af antistoffer mod Cryptosporidium højere i blod hos forbrugere (i USA), der fik vand fra private brønde end hos forbrugere i et område, med offentlig vandforsyning baseret på grundvand. Dette tyder på en større risiko for Cryptosporidium-infektion, hvis man får vand fra private brønde. Ved dyrehold er der risiko for smitte ved direkte kontakt med dyrene eller ved håndtering af gylle, og det er muligt, at beboerne på sådanne ejendomme opbygger immunitet mod denne smitte. Der er ikke risiko for, at en eventuel smitte spredes i den offentlige vandforsyning via ledningsnet, da disse små vandforsyninger netop ikke er koblet til det offentlige ledningsnet. Der er dog risiko for at gæster på ejendommen kan blive smittet. Sammenfattende har de små vandforsyninger ofte overfladenære boringer, ofte i nærheden af dyrehold og få (hvis nogen) hygiejniske barriere og derfor antageligt større risiko for smitte med Giardia eller Cryptosporidium. Der er tale om et betydeligt antal personer, som har risiko for smitte, men denne smitte vil være lokal. 8.5 DelkonklusionDansk vandforsyning er præget af en meget decentral struktur med mange små vandforsyninger. Vandforsyningen er primært baseret på grundvand, og der anvendes ikke desinfektion. Med disse forhold er det meget vanskeligt at finde sammenlignelige data i den internationale litteratur, og det er ikke muligt at udføre en kvantitativ risikoanalyse. Der er således ingen data om forekomst af Giardia eller Cryptosporidium i dansk grundvand eller om risikoen for forurening af grundvand med Giardia eller Cryptosporidium. Der er heller ikke data om effektivitet af den danske vandbehandling (her tænkes først og fremmest på hurtig sandfiltrering uden koagulant). Desuden giver den danske kontrol med drikkevandskvalitet ingen viden om forekomsten af Giardia eller Cryptosporidium i drikkevand, heller ikke ved påviste mikrobielle forureninger, da der ikke undersøges for Giardia eller Cryptosporidium. En kvalitativ risikoanalyse peger på, at den givne offentlige vandforsyning giver et rimeligt højt beskyttelsesniveau, men der er identificeret en række steder, hvor der kunne forekomme forurening med Giardia eller Cryptosporidium. Der er således ingen beskyttelse af forbrugerne, hvis der sker en forurening af grundvand eller boringer i de vandforsyninger, hvor der ikke foretages nogen vandbehandling på vandværket, og der er generelt ingen beskyttelse af forbrugerne, hvis der sker forurening af ledningsnettet, f.eks. ved ledningsbrud. Risikoen i forbindelse med ledningsbrud kan være betydelig, fordi dette sker relativt ofte, og da relativt få forbrugere påvirkes ad gangen, vil der ikke være opmærksomhed på ledningsbrud som smittekilde. Risikoen vil antageligt være større for forurening i de små vandforsyninger (mindre end ni forbrugere) som findes i et ganske stort antal. Disse forureninger vil imidlertid være meget lokale og vil kun ramme få personer, som dog vil kunne smitte andre personer ad andre veje.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
