OX: ministerie van verkeer en waterstaat
l$6oz8
rijkswaterstaat dienst binnenwateren/riza
Verslag van het International Symposium on Health-Related Water Microbiology 1990 in Tubingen
Werkdocument 90101 X
5A RIJKS°
m)
WATERSTAAT BIBLIOTHEEK
auteur: afd. IOLA, microbiologic, H . Ruiter datum: juni 1990
RIJKSWATERSTAAT Dienst Binnenwateren R i Z A M a e r l a n t 4-6 8224 A C P o s t b u s 17 8200 A A Lelystad
Inhoud 1. Inleiding 2. Normen, epidemiologic en risico-analyse 3. Bacterien 4. Virussen 5. Parasieten 6. Desinfectie 7. Workshop kwaliteitsborging in microbiologic 8. Slotconclusie
hvzl824.vsl
-1 -
INTERNATIONAL SYMPOSIUM O N HEALTH-RELATED WATER MICROBIOLOGY 1990
1.
Inleiding Het tweejaarlijkse symposium van de IAWPRC Specialist Group on Health Related Water Microbiology werd in 1990 van 1 tot 6 april georganiseerd in Tubingen (B.R.D.). Het symposium bestond uit een aantal lezingen, workshops en posterpresentaties, die qua inhoud sterk gericht waren op methode ontwikkeling en het inventariseren van gezondheidsrisico's. Beiden erg zinvol bij het bepalen van de te volgen koers binnen de afdeling microbiologic van DBW/RIZA. Het was een perfect georganiseerde bijeenkomst die werd bezocht door meer dan 200 deelnemers uit 35 landen. Een grote verscheidenheid aan onderwerpen passeerde de revue in 52 voordrachten, 74 posters en 3 workshops. De belangrijkste bevindingen worden behandeld in dit verslag.
2.
Normen, epidemiologic en risico-analyse R. Helmer (WHO Geneve) gaf aan dat, ondanks het feit dat chemische contaminanten in kleine hoeveelheden een dominante plaats in de huidige wetenschappelijke literatuur en media innemen, de gevolgen in de vorm van het aantal zieke mensen en sterftegevallen veroorzaakt door ziekteverwekkende bacterien in water, over de gehele wereld gezien het grootst zijn. De opgang van het internationale reisverkeer leidt in de ontwikkelde landen tot hernieuwde interesse in deze. Het is nodig dat er methoden komen om een beeld te krijgen van de aanwezigheid van virussen, b.v. in de vorm van indicatororganismen zoals bij bacterien. Het onderzoek bij de afdeling microbiologic van DBW/RIZA omtrent indicatororganismen zoals F-specifieke RNA-fagen is derhalve een goede zaak. De indicatorgroep "totaal aantal bacterien van de coligroep" wordt in het vervolg alleen geschikt geacht voor de controle van drinkwater. Faecale streptococcen blijken een betere correlatie te geven met het voorkomen van gastro-enteritis dan bacterien van de coligroep. Door de W H O zijn onlangs nieuwe eisen geformuleerd voor de zwemwaterkwaliteit. Voor zowel thermotolerante bacterien van de coligroep als faecale streptococcen betreffen deze een mediaan van < 100/100 ml en een 90-percentiel van < 1.000/100 ml. Op de vraag van Havelaar of de norm voor faecale streptococcen niet eigenlijk ongeveer een factor 10 lager zou moeten zijn, werd bevestigend gereageerd. De huidige norm moet duidelijk gezien worden als een compromis. J.B. Rose (U.S.A.) introduceerde het gebruik van risico-analyses met behulp van modellen om tot microbiologische normen te komen. Ze evalueerde een tweetal modellen om het risico op infectie bij blootstelling aan lage aantallen organismen te schatten. Bij een acceptabel risico van 1 : 10.000 per jaar (de huidige norm in de U.S.A.) moet het aantal virussen en parasieten (als geometrisch gemiddelde) in drinkwater kleiner zijn dan 1 per 100 m . 3
P. Payment (Canada) heeft een onderzoek gedaan naar de invloed van de bacteriologische gesteldheid van drinkwater op de gezondheid van de mens. Als referentie werd een groep mensen gebruikt die een omgekeerde osmose-installatie op hun waterleiding gemonteerd kregen. Uit de resultaten bleek dat bij de drinkwatergroep 25% meer gevallen van een milde gastro-enteritis werd waargenomen. Tot de risicogroep behoorden vooral jonge kinderen en die mensen die meer water dronken. Vreemd was dat wanneer er sprake was van verhoogde aantallen zieke mensen door drinkwater, er op dat moment geen bacteriologische of virulogische verminderde kwaliteit van het drinkwater kon worden waargenomen.
Bacterien J. Ahtiainen heeft gekeken naar het voorkomen van staphylococcen en vond in oppervlaktewater in Finland concentraties van 10 en 10 en in afvaiwater concentraties van 10 . Van de gebruikte media voldeed 5 L M S A beter dan het VJ-medium. Campylobacter wordt, volgens M . Kadar (Hongarije) en W. Stelser (D.D.R.) steeds in ruim 80% van alle onderzochte rivieren met een watertemperatuur beneden de 15 °C aangetroffen met aantallen van < 10/100 ml. De hoogste waarden worden gevonden bij temperaturen beneden de 8 °C. Campylobacter wordt gezien als een van de belangrijkste veroorzakers van enteritis, gastritis en andere bij de mens voorkomende ziektes. Als een van de besmettingsbronnen is drinkwater te noemen. Het is daarom zinvol na te gaan in hoeverre Campylobacter voorkomt in Nederlands oppervlaktewater met een temperatuur lager dan 15 °C dat wordt gebruikt als grondstof voor drinkwater. Ruw rioolwater bevat aantallen van lOVlOO ml. In effluent van RWZI's werd echter in tegenstelling tot het slib geen Campylobacter aangetroffen. W.O.K. Grabou (Zuid-Afrika) heeft vastgesteld dat Ps Putida erg gevoelig is voor toxiciteit en gebruikt het voorkomen van deze bacterien derhalve als maat voor de toxiciteit van water. Volgens A . Barsily (Israel) zijn Gram-positieve bacterien veel resistenter tegen allerlei milieu-invloeden, zoals vermindering van 0 . Verder vond hij dat afdoding door verhoging van de temperatuur in tegenstelling tot vele andere bacterien bij Salmonella pas optrad bij 60 °C. Een uitzondering hierop vormde Salmonella typhirium, die reeds bij 40 °C een snelle afdoding te zien gaf. Bij 50 °C bleken Salmonella's de eigenschappen waarvan bij agglutinatietesten gebruik gemaakt wordt te verliezen, terwijl identificatie met behulp van biochemische testen goed mogelijk bleef. Hetzelfde is geconstateerd voor Shigella Sonei. Misschien is dit fenomeen het gevolg van een verandering in eiwitten of polysachariden als aanpassingsreactie aan het slechtere milieu. Hiermee moet bv. rekening gehouden worden bij de bepalingsmethode voor het nagaan van afdoding van Salmonella door thermofiele slibgisting. E. Schulze (D.D.R.) bevestigde dat Gram-positieve bacterien beter bestand zijn tegen diverse milieu-invloeden. Verder heeft hij aangetoond dat metalen in de bodem (met name Fe ) een toxisch effect hebben op bodembacterien. De 1
2
3
2
n
aanwezigheid van organische verbindingen die met metalen tot complexvorming kunnen leiden, kan dit effect te niet doen. Er is geen correlatie gevonden tussen de concentratie F e en aantallen bacterien. J.F. Hernandez (Frankrijk) heeft goede resultaten verkregen met een M P N methode in microtiterplaten voor E Coli en enterococcen met behulp van M U G en M U D . Met zeewater bleek, in vergelijking met de huidige M P N en M F methoden, deze methode veel specifieker te zijn. Vooral de methode met M U D gaf goede resultaten. Misschien ook een goed alternatief voor het bepalen van faecale streptococcen in zoet oppervlaktewater. Evenals C.M.E. de Wet (ZuidAfrika) vond hij een lage specificiteit van MF-media. n
Virussen Volgens D. Cubitt (Engeland) is in de loop der tijden bewezen dat faecale besmetting van oppervlaktewater de veroorzaker is van het uitbreken van gastroenteritis. Onder andere als gevolg van de consumptie van schelpdieren zoals mosselen, oesters enz. uit dit met virussen besmette water. In Europa zijn nog weinig rapporten omtrent het voorkomen van virussen en de gevolgen daarvan geschreven. Waarschijnlijk is dit het gevolg van het feit dat slechts enkele laboratoria faciliteiten en reagentia hebben om de benodigde bepalingsmethodieken uit te voeren. Tot voor kort was men bij de detectie van virussen afhankelijk van elektronenmicroscopie. Hiervoor zijn echter alternatieve bepalingen in ontwikkeling gekomen, zoals b.v. voor het astrovirus. Vastgesteld is dat besmettingen door zwemwater niet alleen optreden door het binnenkrijgen van water via het maagdarmkanaal, maar ook door het inademen van een aerosol via de luchtwegen. Virussen blijken verder door chloor moeilijk af te doden, met 10 mg/l chloor wordt nog geen afdoding van 100% bereikt. M . van Olphen (Nederland) heeft geconstateerd dat in Nederland in 8 van de 51 zwemwatermonsters (juni - September 1989), zowel zoet als zout water, de virulogische norm (niet aantoonbaar in 1 liter) overschreven wordt. Farrah (U.S.A.) heeft gevonden dat gecoate vaste materialen zoals microfilters met metaaloxiden (met name Mg-oxide) of hydroxyden een hoge mate van adsorptie van virussen (50 - 80%) aan deze materialen geeft. Bovendien gaan ze de groei van bacterien tegen. De elutie om de virussen er weer af te halen verloopt echter nog moeilijk. Bij de concentratie van het hepatitis A-virus zijn door A Bosch (Spanje) opbrengsten van 60 - 100% met een glaspoedermethode (GPAE) verkregen. M . Korst heeft een aantal concentratietechnieken vergeleken. Hij constateerde een verschil tussen stammen als M S en natuurlijke stammen. Met de laatste groep verkreeg hij de beste resultaten met elektropositieve filters. De opbrengsten konden hierbij worden verhoogd door het monster te laten bubbelen met anione detergenten. MS,, bleek beter te concentreren met een flocculatie-techniek. Hij heeft hierbij steeds gebruik gemaakt van colifagen. U
Parasieten Cryptosporidium is een protozoa parasiet die gastro-enteritis kan veroorzaken en in geringe mate gastheerspecifiek is. Ze produceren oocysten die in hoge aantallen voorkomen in faeces. Deze oocysten vertonen een grote mate van persistentie en resistentie tegen desinfectiemiddelen, zelfs tegen chloor. Tot de risicogroep behoren vooral kinderen, terwijl mensen boven de 50 nauwelijks risico lopen. In Engeland, waar de ziekte nogal eens voorkomt, vindt besmetting plaats door het drinken van rauwe melk en het voederen van lammeren door kinderen. Er zijn nu echter zowel in Amerika als in Engeland een aantal gevallen bekend die het gevolg zijn van een besmetting door water. Een epidemie door Cryptosporidosis is in Engeland in februari 1989 met oppervlaktewater in verband gebracht (J. Colbourne). Het ging hierbij om water uit de bovenstroom van de Thames dat gebruikt wordt als grondstof voor drinkwater. Het vreemde hierbij is dat in dit deel van de Thames geen effluent van RWZI's terechtkomt, maar dit deel wel door een gebied loopt waar veel landbouw is. J.L. Sykora (U.S.A.) heeft onderzoek gedaan naar het voorkomen van Giardia cysten in afvaiwater. Het blijkt dat deze in ruw afvaiwater in grote mate voorkomen (600 - 3.000/1). In 50% van de effluenten werden deze tegen chloor resistente protozoa (cysten) teruggevonden. In slib kwamen vaak zeer hoge aantallen voor (max. 30.000/1). In uitgegist slib werden echter nooit cysten aangetroffen. W. Jakubowski (U.S.A.) heeft vastgesteld dat van het voorkomen van Giardiasis in een bepaald gebied een indruk kan worden verkregen door te meten in het ruwe afvaiwater van zo'n gebied. Het voorkomen bleek onafhankelijk te zijn van de geografische ligging. Bovendien bleken deze cysten veel voor te komen in zwemwater en zelfs in drinkwater. Gezien de bevindingen in Amerika en Engeland is het interessant na te gaan in hoeverre beide protozoa in Nederland problemen kunnen opleveren.
Desinfectie U V als desinfectie geeft de beste resultaten wanneer daaraan vooraf filtratie heeft plaatsgevonden (T. Hahn, B.R.D.). Bovendien geeft een lagere flow een betere reductie. Voor wat betreft de wat hogere kosten dan bij de gebruikelijke desinfectie, moet bedacht worden dat toxische effecten op den duur ook tot kosten kunnen leiden. M . Sobsey (U.S.A) heeft het effect van de desinfectie met Iodine (8 mg/l) op virussen onderzocht. Het blijkt goed te werken bij een wat hogere p H (> p H 7) en vervuild water. Bij hogere watertemperaturen vindt inactivatie van virussen sneller plaats. Een hogere dosis Iodine leidt niet altijd tot een betere inactivatie. Het HAV-virus bleek gevoeliger te zijn dan de overige geteste virussen. Havelaar heeft vastgesteld dat voor het meten van de mate van desinfectie door UV-reactors monitoring nodig is van natuurlijk voorkomende fagen, zoals mogelijk is met de F-specifieke RNA-fagenbepaling. Op zich geeft dit een beter beeld dan met een modelvirus als M S . H
- 5-
Volgens M.G.C. Boldry (Engeland) is perazijnzuur geschikt als desinfectiemiddel voor virussen en bacterien in afvaiwater, met name wanneer wat langere contacttijden aangehouden worden. K. Seidel (BRD) heeft onderzoek gedaan naar de desinfectiecapaciteit bij zwembaden. In de moderne zwembaden veranderen mogelijke inhalatieroutes, doordat allerlei varianten bedacht worden als b.v. whirlpools enz. Tevens is het toenemend gebruik van kunststof van invloed op desinfectie. Verder blijken de verblijftijden van mensen in het zwembad langer te zijn dan in het verleden. Gezien de toename van recreatie in en op oppervlaktewater geldt dit ook hiervoor. Bij de monstername heeft men het monster 30 cm onder het wateroppervlak, zoals dat ook in oppervlaktewater zou moeten, op verschillende plaatsen in het zwembad genomen. Een goede indruk van de desinfectiecapaciteit bleek te verkrijgen te zijn door de inactivatie van P Aeruginosa te bepalen. M.T. Yahya (U.S.A.) stelt dat koper en zilver virussen kunnen afdoden. Tevens schijnen Zn en N i deze eigenschappen in mindere mate te vertonen. Hiervan gebruik makende is het mogelijk bij desinfectie met lagere concentraties chloor te werken. 7.
Workshop kwaliteitsborging microbiologic Tijdens deze workshop onder leiding van A H . Havelaar (Nederland) werd door ca. 50 personen een discussie gevoerd over diverse aspecten van kwaliteitsborging in de microbiologic Conclusies voortkomende uit deze discussie waren: - Er is behoeft aan een internationale zet van teststammen voor het testen van media, filters etc. - Commercieel verkrijgbare microbiologische referentiematerialen kunnen zeer nuttig zijn. De frequentie van gebruik zal mede afhangen van de kosten voor de materialen. - Meer kontakt tussen microbiologen en statistici is nodig voor goed onderzoek en goede kwaliteitsborgingsprotocols. - Cursussen op dit gebied zijn gewenst. - Er is behoefte aan publicaties over "minder positieve" resultaten. De Newsletter van de LAWPRC Specialist Group on Health-Related Water microbiology zou hiervoor mogelijk de juiste plaats zijn.
8.
Slotconclusie De komende jaren verdient het aantonen van virussen meer aandacht. De volgende argumenten zijn hiervoor aan te voeren: - er zijn weinig virussen nodig om ziek van te worden (EEG-norm zwemwater --> afwezig in 10 liter). - er is een toename van waterrecreatie met langere verblijftijden. - virussen worden door drinkwaterzuiveringen niet in afdoende mate verwijderd.
- virussen worden slecht afgedood door de huidige desinfectiesystemen met chloor zoals bij RWZI's en drinkwaterzuiveringen. Voor het verder ontwikkelen van een goede techniek voor het concentreren van virussen uit water leverde dit symposium veel nuttige informatie op. Campylobacter, Cryptosporidium en Giardia zijn organismen waarvoor het belangrijk is na te gaan in hoeverre ze in oppervlaktewater, met name wanneer het dient als grondstof voor drinkwater, in Nederland voorkomen.
