QMRA

Cryptosporidium
Doświadczenia w implementacji
ustawowej ilościowej analizy ryzyka
mikrobiologicznego (QMRA) w
konsumpcji wody do spożycia w Holandii
Enterowirus
Campylobacter
Centrum kontroli chorób zakaźnych Holandia
Ustawodawstwo z zakresu wody do spożycia
• Wytyczne WHO dot. jakości wody do spożycia (Wyd. 3.)
- Od monitorowania produktu końcowego do planów bezpieczeństwa
wodnego
• Dyrektywa europejska w sprawie jakości wody do spożycia
98/83/EG
- Ogólna zasada: liczba mikroorganizmów w wodzie poniżej poziomów
zagrażających zdrowiu publicznemu
- Brak standardów dla patogenów
• Holenderska ustawa o wodzie do spożycia (luty 2001)
- Ogólne zasady z europejskiej Dyrektywy ws. jakości wody do spożycia
- Maksymalne akceptowalne ryzyko zakażenia 10-4 p-1y-1 jako standard dla
(entero)wirusów, Cryptosporidium i Giardii (Załącznik A, tabela I przypis)
- Obowiązkowy monitoring źródeł wody (Załącznik B)
[email protected]
Pozostałe holenderskie ustawodawstwo z
zakresu wody do spożycia
• Wytyczne dot. ochrony źródeł wód gruntowych (1980)
- Strefa 60 dni
• Rezolucja o ochronie przed bakteriami Legionella w wodzie
wodociągowej (2004)
- Ocena ryzyka, plan postępowania, maksymalnie 100 jednostek
koloniotwórczych na litr
[email protected]
Holenderska ustawa o wodzie do spożycia 2001
• Z europejskiej Dyrektywy ws. wody do spożycia 98/83/EG
„Woda przeznaczona do spożycia nie powinna zawierać
mikroorganizmów, pasożytów lub substancji w stężeniach mających
negatywny wpływ na zdrowie publiczne”
• Kontrola operacyjna
- Wskaźniki kałowe: E. coli i enterokoki
- Brak w 100 ml wody do spożycia
• Ilościowa ocena ryzyka mikrobiologicznego (QMRA)
- Patogeny: enterowirusy, Cryptosporidium, Giardia
- W celu zapewnienia mikrobiologicznego bezpieczeństwa wody
przeznaczonej do spożycia
• Wstępny cel określony na podstawie kryteriów zdrowotnych
- Maksymalne roczne ryzyko zakażenia na osobę 10-4
[email protected]
Jak wykonać QMRA dot. wody do spożycia?
Od ustawodawstwa do praktyki
• Stworzyć zespół z zaangażowanymi stronami
- Inspektorat Ochrony Środowiska
- Decydenci w Ministerstwie Budownictwa, Ochrony Środowiska i Planowania
Przestrzennego
- Zakłady użyteczności publicznej
- Instytuty naukowe
• Wytyczne inspektoratu
Inspektorat
Ochrony
Decydenci
Środowiska
- Opracowanie wytycznych inspektoratu
- Spotkanie w celu przedyskutowania uwag
• Finalizacja dokumentu
- Oficjalne zatwierdzenie
- Wejście w życie: luty 2006
Zakłady
użyteczności
publicznej
[email protected]
Instytuty
naukowe
Wytyczne Inspektoratu Ochrony Środowiska 5318
Wytyczne do Ilościowej Oceny Ryzyka Mikrobiologicznego
• Klasyfikacja źródeł wody
• Definicje wskaźnikowych patogenów i organizmów
• Programy monitoringu wód powierzchniowych i gruntowych
• Efektywność uzdatniania przy wykorzystaniu danych dot. organizmów w
• Jak przeprowadzić ilościową analizę ryzyka mikrobiologicznego (QMRA
• Ewaluacja QMRA przez Inspektorat VROM
• Związek z Planem Bezpieczeństwa Wodnego
[email protected]
Klasyfikacja źródeł wody
A
Woda gruntowa ze swobodnych piaszczystych warstw
wodonośnych
B
Woda gruntowa z (częściowo) związanych warstw
wodonośnych
I
Woda gruntowa sztucznie wzbogacona wodą powierzchniową
po wstępnym uzdatnieniu
K
Woda gruntowa ze swobodnych wapiennych lub krasowych
warstw wodonośnych
Stuyfzand, 1996
O
Woda powierzchniowa (ze zbiorników retencyjnych)
U
[email protected]
woda przybrzeżna
Patogeny i organizmy wskaźnikowe
Kryteria wyboru i uszeregowania patogenów pod względem ważności
• Ryzyko zdrowotne
- Powszechność, skutki chorobowe, zapobieganie/leczenie
• Zakażenie przez wodę
- Wybuchy epidemii przenoszone przez wodę, znaczenie drogi zakażenia
przez wodę, obecność w ściekach i wodzie powierzchniowej, usuwanie
przez uzdatnianie w przypadku wody do spożycia
• Ilościowa ocena ryzyka
- Dostępny stosunek dawka-reakcja, metoda wykrywalności patogenu i
organizmu wskaźnikowego, znane są zbiorniki i źródła zakażenia
Index pathogens
Enteroviruses
20-200 nm
Campylobacter 1-2 mm
Cryptosporidium 5-6 mm
8-10 mm
Giardia
Indicator organisms
Bacteriophages
E.coli
Spores of sulphite
reducing clostridia (SSRC)
[email protected]
20-60 nm
1-2 mm
1 mm
Strategiczny plan pobierania próbek
• Zależny od
produkcji wody do
spożycia
• Wskazówki dot.
włączenia sytuacji
ryzyka
• Krótkoterminowe
wahania
Westrell et al., 2006
[email protected]
Efektywność uzdatniania
System wielobarierowy
Z1
Z2
Z3
Preferowane badania
dla danej lokalizacji
Organizmy wskaźnikowe
[email protected]
Z4
QMRA dla zużycia wody do spożycia
Stężenie mikroorganizmów w źródle wody
Zakaźne mikroorganizmy
1
DR
D  C   I 10  Cons
R
Wydajność
Pinf; day  D  Pm
Pm, prawdopodobieństwo
zakażenia
Pinf; year  d  Pinf; day
Ułamek mikroorganizmów
przechodzących
uzdatnianie
Spożycie nieprzegotowanej wody
wodociągowej
[email protected]
Internetowe narzędzie do modelowania ryzyka
• Narzędzie dla osób nie zajmujących się modelowaniem
• Standardyzowany format
• Raport wyjściowy
Roczne ryzyko zakażenia
Ustawowy
poziom ryzyka
zakażenia
Mediana
Kwartyle
Cape Town 2003
[email protected]
Ewaluacja QMRA
• Przedsiębiorstwa produkujące wodę do spożycia przygotowują dokumentację QMRA
Opis produkcji wody przeznaczonej do spożycia i dane
Wstępna QMRA: dane historyczne
Następne QMRA: dane z okresów 3-letnich
Liczba danych dot. patogenów wskaźnikowych stosownie do zdolności produkcyjnej wody
do spożycia
- Szacunki punktowe i część QMRA (Monte Carlo)
-
• Ewaluacja dokumentacji QMRA przez Inspektorat Ochrony Środowiska
- Źródło danych
- Kompletność i rodzaj danych: kalkulacje, wielkość próbki, stężenia, wartości zerowe,
wydajność
- Jeśli dane kompletne – QMRA z uwzględnieniem zmienności/niepewności (Monte Carlo)
• Dyskusja ewaluacji (przedsiębiorstwo produkujące wodę do spożycia, inspektorat
ochrony środowiska)
• Raport z ewaluacji
• Ogólne wrażenie
- Szczegółowe informacje z dużą liczbą danych historycznych
- Jakościowe dane nieodłączną częścią oceny ryzyka
- Wielki wysiłek przedsiębiorstw produkujących wodę do spożycia
[email protected]
Przedsiębiorstwa produkujące wodę do spożycia 11
Raporty QMRA
29
Miejsca produkcji
211
13; 6%
5; 2%
7; 3%
9; 4%
79; 38%
98; 47%
[email protected]
Unconfined
Swobodneaquifers
warstwy wodonośn
Confined
aquifers
Związane
warstwy wodonośne
Dune
passage
Filtracja
piaskowa
Karst
aquifers
Krasowe warstwy wodonośne
Surface
water
Woda powierzchniowa
River
bank filtration
Przefiltrowane
wody przybrzeż
Final
water
Wodaopen
otwarta
Woda zwater
ujęcia
Intake
16
Source
water for
of index pathogens
Woda źródłowa
doanalysis
analizy patogenów
wskaźnikowych
14
2
12
5
5
9
9
Cryptosporidium
Giardia
6
10
Liczba
miejsc
Number
of production
8
produkcji
locations
6
12
4
8
2
0
Enteroviruses
Enterowirusy
Campylobacter
Index
pathogen
Patogen
wskaźnikowy
[email protected]
Wody gruntowe
Unconfined
aquifer
Semi-confined
aquifer
Karst aquifer
River bank
filtration
Total
5
6
1
3
6
Production locations
79 (100%)
98 (100%)
7 (100%)
13 (100%)
197 (100%)
Vulnerable
23 (29%)
4 (4%)
3 (43%)
1 (8%)
31 (16%)
Possibly vulnerable
10 (13%)
14 (14%)
0 (0%)
0 (0%)
24 (12%)
Contamination history (E.coli, fecal coliforms)
2 (3%)
8 (8%)
1 (14%)
1 (8%)
12 (6%)
Contamination history (Enterococci)
0 (0%)
0 (0%)
0 (0%)
10 (77%)
10 (5%)
Well heads not hermetically sealed and/or
leakages
2 (3%)
15 (15%)
1 (14%)
0 (0%)
18 (9%)
No provision against water flow from the
surface to the well head
3 (4%)
13 (13%)
3 (43%)
0 (0%)
19 (10%)
52 (66%)
46 (47%)
3 (43%)
3 (23%)
104 (53%)
Flooding of well head with surface water
0 (0%)
7 (7%)
2 (29%)
1 (8%)
10 (5%)
Surface water infiltration
1 (1%)
2 (2%)
0 (0%)
1 (8%)
4 (2%)
Companies
Sewers, septic tanks, manure depots within
60-day zone
[email protected]
Zasada wielobarierowości
Liczba przedsiębiorstw
Liczba miejsc produkcji
Filtracja aktywnym węglem
5
14
Chlorowanie
1
1
Dwutlenek chloru
1
3
Filtracja piaskowa
5
8
Osmoza odwrotna
1
2
Ozonowanie
2
6
Filtracja szybka
5
14
Powolna filtracja piaskowa
3
6
Ultrafiltracja
2
3
Promieniowanie UV
1
1
Nadtlenek UV
1
1
Uzdatnianie
[email protected]
Liczba miejsc produkcji z konkretnymi krokami uzdatniania wody do spożycia
Źródło danych i usunięcie organizmów wskaźnikowych
Indicatororganism
Data source
10
Bacteriophages
Active
and log -
carbon
removal
filtration
Plant scale
0
Chlorine
0
ClO2
0
Dune
Hyper
passage
filtration
0
0
Ozone
2
Rapid
Slow sand
Ultra
filtration
filtration
filtration
1
1
2
UV
UV/H2O2
0
1
Polegają bardziej na danych z literatury dla
zaawansowanego uzdatniania
Potrzeba większej liczby danych w przypadku
niektórych kroków w procesie uzdatniania
Pilot scale
0
0
0
0
0
0
0
2
0
0
0
Lab scale
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
Literature
2
0
0
5
0
2
0
3
0
1
0
No data
7
1
3
2
0
2
13
0
1
0
0
10
0-0.4
-
-
8-9
3.6
1-4.4
0.3
0.6-3.9
>5.4
3.4
>3.7->4.8
Plant scale
6
1
1
0
0
5
9
6
3
0
1
Pilot scale
0
0
0
0
0
0
0
2
0
1
0
Lab scale
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
Literature
2
0
0
5
0
0
0
3
0
0
0
No data
7
0
2
2
0
1
5
0
0
0
0
10
-0.2 -1.4
1
0.9
8-9
3.2
2-3.1
-0.8-1.7
2.5-4.8
1-3.6
7.6
>1.3
Plant scale
0
1
1
0
0
5
5
5
2
0
1
Pilot scale
0
0
0
0
0
0
0
2
0
0
0
Lab scale
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
Literature
2
0
0
5
0
0
0
3
0
1
0
No data
5
0
2
2
0
1
9
0
0
0
0
10
-0.6-1.7
2.5
1.6
8-9
3.2
0.3-1.5
0.3-3.2
0-1.8
3.6
2.5-3.5
1.0
log -removal
(min-max)
E. coli
log -removal
(min-max)
Anaerobic spores
log -removal
(min-max)
[email protected]
Główne wnioski
• Tworzenie zespołu wzmocniło wsparcie implementacji
ustawowej QMRA dla konsumpcji wody do spożycia
• Dostarcza systematycznego przeglądu multidyscyplinarnych
danych znanych dla miejsca produkcji wody do spożycia
• Natychmiastowe korzyści z podejmowania działań np.
mających na celu zwiększenie efektywności etapów
uzdatniania
• Potrzebna bardziej dokładna analiza danych zebranych w
trzyletnim cyklu będących częścią QMRA oraz konkretnych
modeli procesów
[email protected]
Zalecenia badawcze
• Stała nowelizacja ustawowej QMRA
• (Ponownie) pojawiające się patogeny?
• Cele oparte na kryteriach zdrowotnych?
• Grupy ryzyka w QMRA?
• Nadzór?
• Monitoring?
- Znajomość źródeł zmiennej efektywności wydajności
- Woda gruntowa: Definicja odpowiedniej wielkości próbek i
częstotliwości
• Definicja narażenia na ryzyko dla wody gruntowej?
• Uzdatnianie?
- Należy opracować wskazówki nt. zastosowania danych innego niż
dla produkcji wody do spożycia w danej lokalizacji
- Które metody uzdatniania są zmienne, a które stałe w czasie?
- Zmiany w warunkach operacyjnych
- Postępowanie z wartościami zerowymi w uzdatnianiu
[email protected]
Podziękowania
• Przedsiębiorstwa produkujące wodę do spożycia
• Inspektorzy środowiskowi
• Grupa robocza ds. ryzyka zakażeń
Dziękuję Państwu za uwagę
[email protected]