|
Hygiejnisk kvalitet af spildevand fra offentlige renseanlæg 2. Smitstoffer i spildevandMiljøstyrelsen har påbegyndt undersøgelser af forekomst og effekt af smitstoffers udledning til vandmiljøet. Herunder indgår undersøgelser af smitstoffers effekt på mennesker og det omgivende miljø i relation til spildevandshåndteringen på renseanlæg. I det følgende er beskrevet en række af disse smitstoffer og der er søgt at give et aktuelt overblik over deres forekomst i spildevand og den smitterisici der er forbundet hermed. 2.1 Spredning af smitstoffer med spildevandMed spildevand kan der afhængig af håndterings- og behandlingsform ske en forurening af det ydre miljø og tilførsel af smitstoffer i de akvatiske og terrestriske fødekæder. Dette er illustreret i figur 2.1.
Figur 2.1 Udledning af spildevand kan forårsage en forurening af vandmiljøet med smitstoffer og dermed medføre en sundhedsmæssig risiko for mennesker ved badning og en forurening af fødevarer. Badende, fiskere og surfere kan blive eksponeret for både urenset og renset spildevand, som udledes til badeområder og rekreative områder. Ophold ved og i disse vandområder kan udgøre en sundhedsmæssig risiko, da spildevandet, på trods af rensning, indeholder en lang række mikroorganismer som i større eller mindre grad vil kunne medføre sygdom. Risikoen afhænger af styrken af hygiejnebarrierene i forhold til spildevand, dvs. opbygningen af afløbssystemet, driften af systemet, opbygningen og driften af renseanlægget samt recipienten. Hygiejnebarrierer omfatter både arbejdsprocedurer, handlings- og adfærdsformer og fysiske forhold. Der er flere barrierer end de anførte i figur 2.1. Med hensyn til spildevandsslam er der flere hygiejnebarrierer, f.eks. i forbindelse med vedligeholdelse og rengøring af slambehandlingsudstyr på renseanlæggene og ved udspredning af slam på landbrugsjord. I forbindelse med håndtering af mekanisk affald efter forrensning på renseanlæg, såsom sand og fedt, er der i selve de tekniske tiltag og arbejdsprocedurer en række hygiejnebarrierer. 2.2 Beskrivelse af udvalgte smitstoffer (mikroorganismer)Der gives en kortfattet beskrivelse af de udvalgte mikroorganismer, som er undersøgt i dette projekt. Der bør dog bemærkes, at der findes en lang række af andre sygdomsfremkaldende mikroorganismer, som kan forekomme i spildevand. Udvælgelsen af smitstofferne er sket med følgende begrundelser: Generelt har mikroorganismer med en lav infektionsdosis, og som forventes udskilt i stor mængde fra mennesker og dyr, interesse i forbindelse med en vurdering af de sundhedsmæssige risici. Interessante mikroorganismer er endvidere mikroorganismer, som kan smitte gennem vand. Specielt er Campylobacter og Salmonella valgt på grund af, at de regnes for at være de væsentligste årsager til diarré hos mennesker. Mikroorganismerne er valgt, da de er traditionelle mikrobielle spildevandsparametre. 2.2.1 Bakterier2.2.1.1 Campylobacter Det naturlige levested for de fleste Campylobacter er tarmkanalen hos varmblodede dyr, herunder fugle. Den er påvist i forurenet overfladevand og forurenet drikkevand. Mennesker smittes sædvanligvis peroralt (via munden) via forurenede fødevarer eller vand og i sjældnere tilfælde fra person til person. I Danmark blev der i 2000 registreret 4.402 tilfælde af human campylobacteriose. C jejuni er den hyppigst forekommende type hos mennesker og udgør omkring 90% af det totale antal infektioner, mens C. coli udgør omkring 10% (SSI, 2001). 2.2.1.2 Salmonella Salmonella bakterier kan forekomme i naturen og i store dele af husdyrproduktionen. Mennesker smittes sædvanligvis peroralt via forurenede fødevarer eller vand og i sjældnere tilfælde fra person til person. Der findes mere end 2.300 Salmonella serotyper, og de fleste serotyper giver anledning til diarré af kortere eller længere varighed. Hovedparten af sygdomstilfælde i Danmark skyldes S. enteritidis og S. typhimurium. Salmonellose er den næsthyppigste bakterielle zoonose i Danmark og i 2000 blev der registreret 2.344 tilfælde hos mennesker (SSI, 2001). 2.2.2 Protozoer2.2.2.1 Cryptosporidium parvum C. parvum er en encellet parasit, dvs. en protozo, der forekommer hos dyr og mennesker. Cryptosporidier har et infektiøst stadie - oocyst, som er infektiv umiddelbart efter udskillelse med fæces. Overførsel af smitte kan ske fra person til person, fra dyr til person, ved indtagelse af fækalt forurenede fødevarer eller vand eller ved kontakt med fækalt forurenede overflader som f.eks. marker eller græsarealer. Der diagnosticeres ca. 180 tilfælde med cryptosporidiose i Danmark årligt, hvoraf ca. 150 er rejserelaterede (Brøndsted et al., 2000). 2.2.2.2 Giardia intestinalis (=doudenalis) G. intestinalis er en encellet parasit, dvs. en protozo. Mennesket regnes som hovedreservoir, selvom den også er isoleret fra husdyr og vilde dyr. Det animalske reservoir udgør således en mulig smittekilde. Smitten sker som regel ved indtagelse af forurenet vand og sjældnere via fødevarer. Giardia har et infektiøst stadie - cyst, som er infektiv umiddelbart efter udskillelse med fæces. I Danmark diagnosticeres ca. 1.500 human infektioner, hvoraf omkring 80% vurderes at være relateret til rejser i udlandet (Brøndsted et al., 2000). 2.2.3 Virus2.2.3.1 Enterovirus De mest almindelige typer af enterovirus omfatter Poliovirus (3 typer), Coxsackievirus (30 typer) og Echovirus (34 typer). Enterovirus formeres i tarmen og udskilles i fæces i 1-2 måneder efter infektion. De er alle i stand til at forårsage sygdomme. De fleste infektioner er dog milde. Sædvanligvis udvikler kun ca. 50% af mennesker smittet med enterovirus en klinisk sygdom. Coxsackie kan forårsage en del forskellige livstruende sygdomme, som hjertesygdomme, meningitis og lammelse. 2.2.4 IndikatorbakterierIndikatorbakterier anvendes til påvisning af et eller flere smitstoffer. De bakterielle indikatorer der anvendes er følgende: 2.2.4.1 Enterokokker Enterokokker anvendes som indikator på fækal forurening. Den findes i dyrs og menneskers tarmkanal og er mere resistent overfor udtørring, varme og andre ydre påvirkninger end E. coli, Salmonella og andre sygdomsfremkaldende bakterier. 2.2.4.2 Totale coliforme bakterier Gruppen af total coliforme bakterier er gramnegative, stavformede ikkesporedannende bakterier, som er laktose forgærende ved 35-37 °C med produktion af syre og base. Bakterier, der opfylder disse betingelser, hører til familien Enterobateriaceae, som omfatter f.eks. E. coli samt medlemmer af slægterne Enterobacter, Kleibsiella og Citrobacter. 2.2.4.3 Fækale colibakterier (termotolerante coliforme bakterier) Gruppe af termotolerante coliforme bakterier opfylder alle kriterier i definitionen af totale coliforme bakterier, men de skal endvidere forgære laktose med produktion af syre og gas ved 44,5 °C. Disse kriterier betyder, at bakterierne næsten udelukkende stammer fra dyr og menneskers tarmkanal. 2.2.4.4 E. coli E. coli tilhører gruppen af termotolerante coliforme bakterier og findes udelukkende i dyrs og menneskers tarmkanal. E. coli anvendes som indikator for fækal forurening af vand. En gruppe af de sygdomsfremkaldende E. coli kaldes verotoksinproducerende E. coli (VTEC). VTEC er ansvarlig for mange af de symptomer, som man ser hos syge mennesker. Den mest almindelige serotype i forbindelse med fødevarebårne infektioner og vand forurenet med gødning fra kvæg er E. coli O157. E. coli O157 stammer fra drøvtyggere og i særlig grad fra kvæg. Der skal kun et lille antal E. coli O157 til for at give sygdom. Der var 60 tilfælde i Danmark med VTEC i år 2000, hvoraf de 18 var E. coli O157 (Brøndsted et al., 2000). 2.3 Infektiøs dosisSygdomme er resultatet af et komplekst samspil mellem smitstof og vært. Resultatet af dette samspil afhænger af faktorer som: (Nickelsen og Kristensen, 1991, Stenström, 1996)
Det fremgår, at antal og art af optagne smitstoffer er en væsentlig, men ikke enerådende faktor mht. hvorvidt smitstofoptagelse medfører sygdom. Der er således en række betingelser, som skal kombineres og opfyldes for at smitstofferne bevirker infektion. Disse forhold er ikke dyrket yderligere her. Der henvises til litteratur af bl.a. Gerba og Stenström, 1996 (Sjukdomsfremkallande mikroorganismer i avloppssystem - riskvärdering av traditionella och alternativa avloppslösninger). Infektiøse doser angiver den dosis af et smitstof, som er nødvendig for at fremkalde sygdom hos en anden vært. Doserne varierer meget imellem de forskellige smitstoffer og for enkelte arter. Eksempelvis varierer dosen imellem forskellige Salmonella-arter og er mindre ved inhalation af aerosoler end når bakterierne optages peroralt (Stenström, 1996). Den infektiøse dosis afhænger af påvirkningsmåde og målorgan, dvs. at man f.eks. let kan få øjenbetændelse og at der kræves større doser for at få diarré end at få øjenbetændelse ved eksponering via øjnene. Man kan endvidere ikke få diarré ved at man får bakterier i øjnene. De teoretiske infektiøse doser fremgår af tabel 2.1. Tabel 2.1
Infektionsdosen for Salmonella afhænger af flere faktorer, såsom alder og immunstøtte. (D'aoust, 1989) angiver i forbindelse med et udbrud, at 10 bakterier har været i stand til at forårsage sygdom. De angivne infektiøse doser er anvendt i de senere afsnit til en grov estimering af hvor meget spildevand, der teoretisk skal til for at forårsage sygdom. I tabel 2.2 karakteriseres smitstofferne efter mængde udledt med human afføring/afløbsvand og størrelse af infektionsdosis. I tabellen er ligeledes angivet overlevelsesevne i vandmiljøet i parentes. Tabel 2.2
De interessante og problematiske mikroorganismer er i sundhedsmæssig henseende mikroorganismer med en lav infektiøs dosis og som udskilles i stor mængde til spildevand. Dette er bl.a. Campylobacter, enterovirus, Giardia intestinalis og Cryptosporidium parvum, da disse opfylder kriterierne. 2.4 OverlevelsestidOverlevelsesevnen for smitstoffer i det akvatiske miljø har naturligvis betydning for de sundhedsmæssige risici for de badende og andre brugere. Overlevelsestiden for smitstofferne i vandmiljøet er afhængig af flere faktorer (Nickelsen og Kristensen, 1991):
Visse patogener kan overleve uden for mennesket i meget lang tid, som f.eks. virus, men de kan ikke formere sig i vand. De behøver en værtscelle for vækst. I tabel 2.3 angives mikroorganismernes overlevelsestid ved forskellige temperaturer. Tabel 2.3
?? Mangelfuld eller ukendt viden. Generelt er levetiden for patogenerne længere ved lavere temperatur (4-8 °C) end ved højere temperatur (20-30 °C). For flere af mikroorganismerne fordobles levetiden ved de lave temperaturer. Ved 4-8 °C varierer levetiden fra 3-6 måneder, mens levetiden ved 20-30 °C varierer mellem 14 dage og 3 måneder. Smitstoffernes overlevelsesevne i det akvatiske miljø er beskrevet i litteraturen. Nedenstående er en sammenfatning af de fundne artikler fra 1995-2000 om dette emne mht. til de undersøgte smitstoffer i nærværende undersøgelse. I havvand varierer T90 for E. coli mellem ½ time og 3 døgn. T90 angiver tiden, hvormed 90% af smitstofferne er døde. Henfaldet er 100 gange større i solskin end om natten. Cryptosporidium parvum har en bedre overlevelsesevne i havvand i mørke end Giardia muris, E. coli, Salmonella og Poliovirus, angivet i størrelsesorden. I sollys er rækkefølgen: Cryptosporidium parvum, Poliovirus, Giardia muris, Salmonella og E. coli (Nielsen et al., 1996 og Johnson et al., 1997). Overlevelsestiderne varierer fra 25 til 96 timer i mørke og ½ til 50 timer i sollys. Cryptosporidium parvum kan overleve i fersk flodvand i flere måneder, med størst evne i koldt vand. E. coli og fæk. enterokokker har lavere overlevelsestid end Cryptosporidium parvum, med op til 80 døgn. De to bakterier har samme temperaturafhængighed som Cryptosporidium parvum. Salmonella Typhimurium udviser større overlevelsesevne i ferskvand end E. coli (Medema (1) et al., 1997), (Rajala og Heinonen-Tanski, 1998). 2.5 Arbejdsmiljøproblemer knyttet til spildevandDe personer, der er mest eksponerede for smitstoffer, er primært kloakarbejdere og driftspersonale på renseanlæg. Det vil sige personer som kan blive udsat for smitstofferne, før der foregår en væsentlig reduktion af smitstoffer i de kommunale renseanlæg. Smitterisikoen afhænger bl.a. af smitstoffernes anslagskraft/farlighed, personens modstandskraft og infektionsvejen enten ved indånding, indtagelse eller gennem revner/rifter i huden (Jvf. afsnit 1.5). (Brandt, 2001), (Nielsen, 2001) og (Nickelsen og Kristensen, 1991) 2.5.1 ImmunforsvarModstandskraften er en kombination af flere faktorer, som trækker i forskellige retninger. Det er bl.a. tilpasning/tilvænning, stress, genetik og fysisk arbejde. Spildevandsarbejdere kan være udsat for en stor mikrobiel belastning i det daglige ved kontakten med det smitstofholdige spildevand på arbejdspladsen. Kroppen og immunforsvaret tilvænnes således til smitstofferne. Viden om langtidseffekterne herved er relativt begrænset. Det vides, at nye medarbejdere på renseanlæg ofte får diarré i starten af ansættelsen. Endvidere vides, at nogle spildevandsarbejdere får diarré efter en ferie. Det skyldes antageligt, at tarmfloraen ikke har været eksponeret for mikroorganismer et stykke tid, men bliver efter ferien igen eksponeret (Brandt, 2001). Der er eksempler på, at medarbejdere har været meget syge og har måttet stoppe med denne type arbejde, hvorimod andre medarbejdere ingen problemer har bortset fra start- og feriediarré (Brandt, 2001). Under stress har mennesker en tendens til nemmere at blive syge, idet immunforsvaret er presset og svækket. Flere arbejdsprocedurer på renseanlæg, i kloakker og pumpestationer må betegnes som hårdt fysisk arbejde. Under hårdt fysisk arbejde er luftindtaget meget stort, hvorfor der kan indåndes større mængder mikroorganismer. 2.5.2 SmittevejeFølgende generelle eksponeringsveje er mulige:
Inhalation af aerosoler betragtes som den vigtigste eksponeringsvej for arbejdere på renseanlæg. Optagelsen af bakterier, virus m.v. er stor via aerosoler. Det skyldes, at små mikroorganismer og specielt endotoksiner, kan optages ved indåndingen og samtidig er den infektiøse dosis ved indånding generelt mange gange mindre end ved indtagelse. For Salmonella er påvist infektiøse doser ca. 1.000 gange mindre ved aerogen inhalation end ved oral indtagelse (Nielsen, 2001). Endotoksiner behøver ikke at komme ind over slimhinderne for at have en effekt (Nielsen, 2001). I lægelige termer opdeles smitte i akutte effekter og infektioner/infektionssygdomme. (BST, 2000 og Nielsen, 2001) De dominerende akutte effekter omfatter symptomer for mave-tarm betændelse med diarré, kvalme, symptomer for hud og slimhinder, men også hovedpine, træthed og svimmelhed er hyppigt forekomne. Endotoksiner anses for at være den primære årsagsfaktor hertil. Diarrétilfældene er typisk pludselig opståede, afebrile og af timers til få dages varighed. De akutte effekter kan udvikle sig til kroniske gener, luftvejslidelser (lungefunktionspåvirkning, kronisk bronkitis og øget reaktivitet) og/eller infektionssygdomme. Infektionssygdomme og eksponering for sygdomsfremkaldende mikroorganismer omfatter bl.a. Weills syge, hepatitis A virus, Poliovirus, Legionella, Salmonella enteritidis, Yersinia enterocolitica, Giardia duodenalis og Clostridium tetani. For spildevandsarbejdere er risikoen for eksponering størst ved følgende arbejdsområder opstillet efter eksponeringsvej:
2.6 Registrerede sygdomstilfælde knyttet til vand og spildevandUheldig håndtering af spildevand og drikkevand kan medføre en forurening af det ydre miljø, som yderligere kan resultere i en sundhedsmæssig risiko for mennesker. Oftest skyldes problemerne, at barriererne imellem spildevandet, drikkevandet, badevandet og mennesker er svage, dvs. at de anvendte adfærdsformer, arbejdsprocedurer og tekniske tiltag ikke er tilstrækkeligt tilpassede den faktiske smitterisiko som foreligger. Ovenstående har foranlediget følgende problemstillinger:
Der er i Danmark ikke registreret badevandsrelaterede sygdomme, men i udlandet, specielt i Storbritannien og USA er der foretaget undersøgelser og registreret infektionstilfælde. Der henvises til anden litteratur, som omhandler og opgør tilfældene, evt. Nickelsen et al., 1995 (Bathing Water - Microbiological Control). 2.6.1 Arbejdsbetinget sygdom for spildevandsarbejdereI Danmark har der ikke været foretaget undersøgelser af den forøgede sygdomsrisiko ved arbejde på renseanlæg. For spildevandsarbejdere har sporadiske undersøgelser vist sygdomstilfælde samt en arbejdsbetinget smitterisiko i forhold til andre faggrupper, specielt vandforsyningsarbejdere, se tabel 2.4. De registrerede sygdomstilfælde stammer fra både danske og udenlandske undersøgelser. Det er alene tilfælde, som er knyttet til spildevand, der er medtaget. Tabel 2.4
En canadisk undersøgelse af 50 renseanlægsarbejdere viste, at mange arbejdere ved en slamtørringsproces har fået konstateret influenzalignende symptomer, hoste, øm hals og hudirritationer (Nethercott and Holness, 1988). Der er uvist hvorvidt medarbejderne har anvendt værnemidler. En undersøgelse af de københavnske kloakarbejdere fra 1965-1997 viste 10- 25% større risiko for leverkræft end for den mest sammenlignelige faggruppe, nemlig københavnske vandforsyningsmedarbejdere. (BST, 2000) Årsagen hertil kendes ikke. Det fremgår således, at spildevandsarbejdere udsættes for større smitterisiko på arbejdspladsen end andre faggrupper. Endvidere er antallet af tilfælde med alvorlige sygdomme for den forholdsvis lille gruppe på ca. 3.000 arbejdere relativ stor. Generelt opleves et meget lavt sygefravær ved arbejde på renseanlæg. De lave sygefravær kan skyldes stærkt immunforsvar på grund af hyppig eksponering for det organiske støv og mikroorganismer. Men nogle spildevandsarbejdere får kortvarig diarré efter en ferie (Brandt, 2001). Statens Serum Instituts (SSI) register for anmeldepligtige infektionssygdomme omfatter mindre end 10 anmeldelser for den seneste 20 års periode. De anmeldepligtige infektionssygdomme fremgår af bekendtgørelse nr. 175 af 14. marts 2000 (Bekendtgørelse om fortegnelse over erhvervssygdomme) og omfatter bl.a. følgende infektiøse og parasitære sygdomme: "Infektiøse og parasitære sygdomme overført til mennesker fra dyr eller dyrisk materiale. Samme sygdomme forårsaget af arbejde i renovationsanlæg og ledningsnet hertil og lignende". "Infektionssygdomme hos personer, der som led i deres arbejde har haft kontakt med blod, væv, vævsvæsker eller andet biologisk materiale fra patienter/personer med samme type infektion". Der nævnes som "sygdommens art" bl.a. Weil's syge, stivkrampe, tuberkuløs smitte fra dyr, hepatitis og stafylokokker som eksempler. Det vurderes, at registret er mangelfuldt, da flere sygdomstilfælde, som er kendt af både spildevandsarbejderne og BST, ikke er registreret hos SSI. 2.6.2 Våndbåren udbrudMikrobiel forurening af drikkevand, som har ført til sygdom, kan registreres på følgende måde:
De fleste forureningssager/vandbårne udbrud opdages via analyser af drikkevandet og sjældent ved kontakt til lægen. Af tabel 2.5 fremgår de registrerede tilfælde med mikrobiel forurening i Danmark som følge af uheld ved tekniske anlæg. En del af disse tilfælde er forårsaget af forurening af drikkevand med spildevand. Tabel 2.5
|
