СПОСОБ ОЦЕНКИ МИКРОБНОГО РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КИШЕЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ, ПЕРЕДАВАЕМЫХ ВОДНЫМ ПУТЕМ, ИЛИ РАСЧЕТ УРОВНЯ МИКРОБНОГО РИСКА Российский патент 2012 года по МПК G01N33/18 C12Q1/00 

Предлагаемое изобретение относится к области медицины, более конкретно к работам по эпидемиологической оценке санитарно-гигиенических условий в целях профилактики кишечных инфекций, передаваемых водным путем.

В современных условиях здоровье нации во многом определяется его санитарно-эпидемическим благополучием, одним из важнейших факторов которого является создание безопасных условий водопользования населения.

Оценка микробного риска здоровью является одним из элементов методологии анализа риска, включает в себя оценку риска, управление риском и информирование о риске. В научном отношении оценка риска здоровью - это последовательное, системное рассмотрение всех аспектов анализируемого фактора на здоровье человека, включая обоснование допустимых уровней воздействия. В научно-практическом приложении основная задача оценки риска состоит в получении и обобщении информации о возможном влиянии факторов среды обитания человека на состояние его здоровья, необходимой и достаточной для гигиенического обоснования наиболее оптимальных управленческих решений по устранению и снижению уровней риска, оптимизации контроля (регулирования и мониторинга) уровня экспозиций и рисков.

Оценка риска для здоровья человека - это количественная и/или качественная характеристика вредных эффектов, способных развиться в результате воздействия факторов среды обитания человека на конкретную группу людей при специфических условиях экспозиции.

На эпидемический процесс при кишечных инфекциях, передаваемых водным путем, влияют многочисленные факторы природного, биологического и социального характера. При этом социально-гигиенические факторы в значительной мере являются определяющими. Нарушение норм проектирования водоснабжения и водопользования, неудовлетворительное состояние канализования и благоустройства населенных мест, недостаточное обеззараживание питьевых и сточных вод могут иметь решающее значение в возникновении и распространении острых кишечных инфекций.

Изучение вспышечной и спорадической заболеваемости кишечными инфекциями, передаваемыми водным путем, проводимое органами санэпидслужбы, носит описательный характер, что не позволяет устанавливать количественную зависимость между санитарно-гигиеническими условиями и заболеваемостью ОКИ. Это связано с отсутствием соответствующих унифицированных математических методов систематизации и обобщения санитарно-гигиенических данных в количественных показателях. Кроме того, несовершенство оценки опасности микробного загрязнения питьевой воды не дает возможность получить достоверные результаты по их статистической значимости и степени приближения к действительной величине оценки микробного риска.

Наиболее близких аналогов заявленному способу из уровня техники не выявлено.

Технической задачей данного изобретения является снижение или предупреждение заболеваемости, связанное с микробным обсеменением воды с помощью предлагаемой математической модели, по многочисленным качественным признакам с достоверной долей вероятности прогноза.

Технический результат достигается тем, что в способе оценки микробного риска возникновения бактериальных кишечных инфекций, передаваемых водным путем, или расчета уровня микробного риска, учитывающего выделенные при проведении бактериологического анализа качества воды различного назначения патогенные бактерии, дополнительно потенциально-патогенные бактерии с последующей их идентификацией и нормируемые показатели оценки качества воды с последующим осуществлением процесса обобщения всех показателей и факторов в единую оценку порогов микробного риска, проводят путем расчета сначала взвешенных коэффициентов по формуле:

A_n=(P₁·V₁+P₂·V₂+…+P_n·V_n),

где

А_n - взвешенный коэффициент для определения относительного показателя; Р_n - рассчитанная вероятность возникновения кишечных заболевания по каждому относительному показателю; V_n - весовой коэффициент, i - порядковый номер показателя, n - количество показателей, затем по полученным данным по взвешенным показателям рассчитывают интегральный показатель по каждому санитарно-гигиеническому фактору по формуле:

где N - число показателей, используемых при оценке санитарно-гигиенических условий, влияющих на качество питьевой воды; i - порядковый номер показателя; V_n - весовой коэффициент i-го показателя; Р_n - рассчитанная вероятность возникновения кишечных заболевания по каждому относительному показателю; W - сумма весовых коэффициентов, затем по поученным результатам с учетом всех санитарно-гигиенических факторов рассчитывают обобщенный показатель риска возникновения бактериальных инфекций, передаваемых водным путем по формуле:

где N - число факторов, используемых при расчете обобщенного показателя уровня микробного риска; i - порядковый номер фактора; G - весовой коэффициент; R_fac - интегральный показатель риска каждого санитарно-гигиенического фактора; W - сумма весовых коэффициентов, на основании полученного обобщенного показателя путем сравнения с пороговым значением выявляют уровень риска бактериальных заболеваний, распространяющихся водным путем

Предлагаемый способ содержит основные рискообразующие факторы: степень и характер микробного загрязнения источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения централизованное хозяйственно-питьевое водоснабжение; источников нецентрализованного водоснабжения; хозяйственно-бытовое водопользование населения и зоны рекреации; коммунальное благоустройство и комплексная оценка санитарно-гигиенических условий водопользования (эти показатели могут варьировать), позволяющие:

- обосновать вклад каждого конкретного показателя в общую интегральную оценку риска по каждому санитарно-гигиеническому фактору с целью определения обобщенной оценки риска по всем санитарно-гигиеническим факторам в целом;

- прогнозировать эпидемическую ситуацию на основании полученных обобщенных данных с учетом интегрального и обобщенного показателей риска;

- выявить факторы внешней среды, способствующие или препятствующие возникновению и распространению кишечных инфекций, связанных с водным путем передачи, поскольку в каждом населенном пункте возможно действие одного или определенной группы факторов;

- дать комплексную оценку по обобщенному показателю микробного риска с учетом всех санитарно-гигиенических условий в населенном пункте;

- на основании полученных данных разрабатывать мероприятия по устранению или максимально возможному ослаблению действия неблагоприятных факторов;

- определять приоритетность мероприятий по улучшению санитарно-гигиенических условий водопользования в конкретном населенном пункте в целях профилактики кишечных инфекций, обусловленных водным фактором передачи;

- дать оценку степени микробного риска возникновения острых кишечных инфекций и возможность реализации водного пути передачи инфекции.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Оценка качества воды проводится согласно действующему законодательству для конкретного вида водопользования: 1) для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения - с учетом уровня бактериального загрязнения питьевой воды по содержанию в воде патогенных бактерий в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01 (Vibrio cholera 01 группы, Campilobacter jejuni, E.coli О 157:H7, Salmonella typhi, Salmonella paratiphi А и В, Shigella, Legionella pneumonia, Yersinia pseudotubaerculesis) и потенциально-патогенных (Klebsiella, Pseudomonaaeruginosa, протеи, энеробактеры, цитробактеры и другие бактерии семейства Enterobacteriaceae, идентифицированных по международной схеме типирования), интенсивности загрязнения, показателей водообеспечения населения, санитарно-технического состояния разводящей сети, регулярности подачи воды населению; 2) для источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения - определяют уровень бактериального загрязнения воды в источнике до и после ее обеззараживания, наличие зон санитарной охраны (в соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01, СанПиН 4.2.1884-04, СанПиН 2.1.4.117502); 3) для источников нецентрализованного водоснабжения - учитывают уровень и интенсивность бактериального загрязнения воды, соответствие эксплуатации источника требованиям СанПиН 2.1.4.1175-02; 4) для условий хозяйственно-бытового водопользования населения и зон рекреации учитывают степень использования населением воды поверхностных водоемов для хозяйственно-бытовых нужд, выявления частоты проб, превышающих допустимый уровень, и интенсивность загрязнения в местах купания и обнаружение в воде возбудителей инфекционных заболеваний (Vibrio cholera 01 группы, Campilobacter jejuni, E.coli О 157:H7, Salmonella typhi, Salmonella paratiphi A и В, Shigella, Legionella pneumonia, Yersinia pseudotubaerculesis) и потенциально-патогенных бактерий (Klebsiella, Pseudomonaaeruginosa, протеи, энеробактеры, цитробактеры и другие бактерии семейства Enterobacteriaceae, идентифицированных по международной схеме типирования), влияние выпусков хозяйственно-бытовых сточных вод на зону водопользования и т.д. (в соответствии с СанПиН 2.1.5.980-00); 5) для условий коммунального благоустройства населенного пункта производится оценка водообеспечения и канализования жилого фонда в коммунальном и частном секторах, развитие водопроводной и канализационной сети.

Для расчета обобщенного показателя микробного риска необходимо использовать весовые коэффициенты G_i исходя из значимости этого фактора в комплексной оценке: для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения G₁=1,0; для источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения G₂=0,7; для нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения G₃=0,6; для культурно-бытового водопользования по санитарно-бактериологическим показателям G₄=0,8; для оценки влияния условий коммунального благоустройства G₅=0,7.

Предлагаемый способ поясняется примерами.

Пример 1.

Расчет взвешенной оценки микробного риска, связанной с условиями централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения г.Каттакургана в 1986 г. (таблица 1-7). В г.Каттакургане исследовали централизованно хозяйственно-питьевое водоснабжение (см. таблица 1). Таблицы 2-6 приведены для установления весового коэффициента и аналитических зависимостей каждого расчетного показателя. Таблица 7 - пример расчета каждого помесячного показателя для г.Каттакургана при хозяйственно-питьевом водопользовании населения.

Численное значение каждого помесячного показателя сравнивали по таблице 2-6 с приведенным значением для соответствующего вида водопользования показателем Р_n и устанавливали весовой коэффициент. Затем согласно формуле (1) производили расчет взвешенного коэффициента по каждому показателю (таблица 7).

На основании вычисленного значения показателя R (при проведении интегральной оценки микробного риска - это R_fac, при проведении комплексной оценки микробного риска - это С_A), обусловленного условиями водопользования, определяют оценку микробного риска бактериальных кишечных инфекций, передаваемых водным путем (или уровень микробного риска) (табл.8).

Расчет оценки обобщенного показателя риска заболеваемости кишечными инфекциями, распространяемыми водным путем, иллюстрируется на графике (фиг.1). На графике изображен расчетный обобщенный показатель оценки риска г.Каттакургана (1), реальная заболеваемость на 10 тыс. населения (2) и пороги уровней риска по пятиуровневому и трехуровневому классификаторам (3). При сопоставлении расчетного обобщенного показателя и уровня реальной заболеваемости населения г.Каттакургана уровень достоверности прогноза составляет от 75 до 95%.

Полученные данные показывают перспективы использования разработанной математической модели оценки риска в зависимости от состояния санитарно-гигиенических условий водопользования и реальной бактериальной нагрузки (с уровнями достоверности прогноза р<0,01-0,05), которая позволяет дать углубленную обобщенною оценку реальной бактериальной нагрузки, обусловленной водопользованием.

Таким образом, разработанный способ оценки микробного риска позволяет не только прогнозировать изменения санитарно-эпидемиологической обстановки, но и оценить вклад каждого фактора, которыми эти изменения обусловлены, обосновать противоэпидемические мероприятия, обеспечивающие безопасность водопользования. Разработанные критерии оценки каждого из рассматриваемых санитарно-гигиенических и бактериологических показателей (по трехуровневой и пятиуровневой оценке микробного риска) дают возможность оценить результат оценки по степени их возможного влияния на эпидемическую опасность возникновения бактериальных кишечных инфекций. Определены аналитические зависимости для каждого показателя качества воды, позволяющие перевести его фактическое значение в вероятностную величину, изменяющуюся в диапазоне риска от 0 до 1.

Предлагаемый способ оценки микробного риска дает также возможность на основании объективных показателей выявить недостатки в системе коммунального водоснабжения пунктов: систем водоподготовки, эффективность очистки и обеззараживания воды, состояние водопроводных сетей, а также определить степень потенциальной эпидемической опасности распространения бактериальных кишечных инфекций, связанных с водным фактором, что позволит установить приоритетность тех или иных мероприятий по улучшению санитарно-гигиенических условий водопользования и снижению острых кишечных инфекций, вызванных водным фактором их передачи.

Таблица 1. Взвешенная оценка микробного риска, связанная с централизованным хозяйственно-питьевым водоснабжением населения г.Каттакургана. Показатели Месяцы (X)   сентябрь октябрь ноябрь декабрь январь Процент нестандартных проб воды перед поступлением в распределительную сеть Процент нестандартных проб воды в распределительной сети. Средний индекс ОКБ в распределительной сети (КОЕ/100 мл). Процент проб воды в распределительной сети с индексом ОКБ более 20 ОМЧ в 1 мл воды в распределительной сети Обнаружение патогенных бактерий (%) 0 0 0 0 Интегральный показатель R_fac 0,35 0,28 0,15 0,45 0,03 Оценка риска для трехуровнего классификатора 0.2≤0.35<04
R_2
Повышенная 0.2≤0.28<04
R_2
Повышенная 0≤0.15<0.2 R_1
Приемлемая 0.4≤0.45<1.0
R_3 Высокая 0≤0.03<0.2
R_1 Приемлемая Оценка риска для пятиуровнего классификатора 0.2≤0.35<0.4 R_3
Повышенная 0.2≤0.28<0.4
R_3
Повышенная 0.15≤0.15<0.20
R_2
Приемлемая 0.4≤0.45<0.80
R_4
Высокая 0≤0.03<0.15
R_1
Низкая *числитель - абсолютное значение показателя ** знаменатель - значение взвешенного коэффициента.

Таблица 7. Пример расчета взвешенной оценки микробного риска, связанной с условиями централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения населения г.Каттакургана. Показатели Расчет взвешенных величин по месяцам сентябрь октябрь ноябрь декабрь январь Процент нестандартных проб воды перед поступлением в распределительную сеть Если 0<2,         то Р₁₅=0:2=0 0<2 0<2 0<2 0<2 При V=0,9 Р₁₅=0:2=0 Р₁₅=0:2=0 P₁₅=0:2=0 P₁₅=0:2=0 А=0·0,9=0 V=0,9 V=0,9 V=0,9 V=0,9 (Аналогичный расчет производится по остальным показателя) 0·0,9=0 0·0,9=0 0·0,9=0 0·0,9=0 Процент нестандартных проб воды в распределительной сети. 6,45<15 14,29<15 4,6<15 5,88<15 0<15 Р₁₆=6,45:15=0,43 Р₁₆=14,19:15=0,94 P₁₆=0,31:15=0,31 P₁₆=5,88:15=0,39 P₁₆=0:15=0 V=0,7 V=0,7 V=0,7 V=0,7 V=0,7 0,7·0,43=0,30 0,7·0,94=0,66 0,7·0,31=0,21 0,7·0,39=0,27 0,7·0=0 Средний индекс ОКБ в распределительной сети (КОЕ/100 мл). 21,33>15 4,18<15 4,6<15 3,22<15 3,0<15 Р₁₇=1 Р₁₇=4,18:15=0,28 P₁₇=4,6:15=0,31 P₁₇=3,22:15=0,21 P₁₇=3,0:15=0,2 V=0,7 V=0,7 V=0,7 V=0,7 V=0,7 0,7·1=0,7 0,7·0,28=0,2 0,7·0,31=0,20 0,7·0,21=0,15 0,7·0,2=0,14 Процент проб воды в распределительной сети с индексом ОКБ более 20 4,3<5 2,04<5 2,3<5 0<5 0<5 Р₁₈=4,3:5=0,86 Р₁₈=2,04:5=0,41 P₁₈=2,3:5=0,46 P₁₈=0:5=0 P₁₈=0:5=0 V=0,8 V=0,8 V=0,8 V=0,8 V=0,8 0,8·0,86=0,69 0,8·0,41=0,33 0,8·0,46=0,37 0,8·0=0 0,8·0=0 ОМЧ в 1 мл воды в распределительной сети 19,33<40 29,43<40 6,14<40 4,73<40 2,72<40 Р₁₉=19,33:40=0,48 Р₁₉=29,43:40=0,74 P₁₉=6,14:40=0,15 P₁₉=4,73:40=0,12 P₁₉=2,72:40=0,07 V=0,5 V=0,5 V=0,5 V=0,5 V=0,5 0,5·0,48=0,24 0,5·0,74=0,37 0,5·0,15=0,08 0,5·0,12=0,06 0,5·0,07=0,03 Обнаружение патогенных бактерий (%). 0=0 0=0 0=0 1>0 0=0 Р₂₀=0 Р₂₀=0 P₂₀=0 P₂₀=1 P₂₀=0 V=2 V=2 V=2 V=2 V=2 2·0=0 2·0=0 2·0=0 2·1=2 2·0=0

Таблица 8. Классификация уровней микробного риска Пятиуровневый классификатор Трехуровневый классификатор Вычисленное значение показателя Уровень микробного риска Вычисленное значение показателя Уровень микробного риска 0≤R*<0.15 Очень низкий -   0.15≤R<0.20 Низкий (приемлемый) 0≤R<0.2 Низкий (приемлемый) 0.20≤R<0.40 Средний 0.2≤R<0.4 Средний 0.40≤R<0.60 Высокий 0.4≤R<1.0 Высокий 0.60≤R<1.0 Очень высокий -   Примечание: *R - уровни оценки микробного риска для интегральных показателей (R_fac) и обобщенных показателей (С_А).

Изобретение относится к области медицины, а именно к эпидемиологической оценке санитарно-гигиенических условий воды. Сущность способа заключается в том, что проводят учет выделенных при проведении бактериологического анализа качества воды различного назначения патогенных бактерий, дополнительно потенциально-патогенных бактерий с последующей их идентификацией и нормируемые показатели оценки качества воды с последующим осуществлением процесса обобщения в единую оценку порогов микробного риска, которую проводят путем расчета сначала взвешенных коэффициентов по формуле: A_n=(P₁·V₁+P₂·V₂+…+P_n·V_n). Далее по данным рассчитывают интегральный показатель по каждому санитарно-гигиеническому фактору по формуле: . Оценка риска по трехуровневому классификатору считается высокой при значениях R_fac от 0.4 до 1.0, включая 0.4 и 1.0, средней при значении R_fac от 0,2 до 0,4 и низкой при значениях R_fac от 0 до 0,2, включая 0. Оценка риска по пятиуровнему классификатору считается очень высокой при значениях R_fac от 0.6 до 1.0, включая 0.6 и 1.0, высокой при значениях R_fac от 0,4 до 0,6, включая 0,4, средней при значениях R_fac от 0,2 до 0,4, включая 0,2, низкой или приемлемой при значениях R_fac от 0,15 до 0,2, включая 0,15, и очень низкой при значении R_fac от 0 до 0,15. Затем по полученным результатам рассчитывают обобщенный показатель риска бактериальных кишечных инфекций, передаваемых водным путем С_А, по формуле: Оценка риска по трехуровневому классификатору считается высокой при значениях C_A от 0.4 до 1.0, включая 0.4 и 1.0, средней при значении С_А от 0,2 до 0,4 и низкой при значениях С_А от 0 до 0,2, включая 0. Оценка риска по пятиуровневому классификатору считается очень высокой при значениях С_А от 0.6 до 1.0, включая 0.6 и 1.0, высокой при значениях С_А от 0,4 до 0,6, включая 0,4, средней при значениях С_А от 0,2 до 0,4, включая 0,2, низкой или приемлемой при значениях С_А от 0,15 до 0,2, включая 0,15, и очень низкой при значении С_А от 0 до 0,15. Использование заявленного способа позволяет снизить или предупредить заболеваемость, связанную с бактериальным обсеменением воды. 1 пр., 8 табл., 1 ил.

Способ оценки микробного риска бактериальных кишечных инфекций, передаваемых водным путем, включающий учет выделенных при проведении бактериологического анализа качества воды различного назначения патогенных бактерий, дополнительно потенциально-патогенные бактерий с последующей их идентификацией и нормируемые показатели оценки качества воды с последующим осуществлением процесса обобщения всех показателей и факторов в единую оценку порогов микробного риска, которую проводят путем расчета сначала взвешенных коэффициентов по формуле: A_n=(P₁·V₁+P₂·V₂+…+P_n·V_n),
где A_n - взвешенный коэффициент для определения относительного показателя; P_n - вероятность возникновения кишечных заболевания по каждому относительному показателю; V_n - весовой коэффициент; i - порядковый номер показателя; n - количество показателей, затем по полученным данным рассчитывают интегральный показатель по каждому санитарно-гигиеническому фактору по формуле: ,
где n - число показателей, используемых при оценке санитарно-гигиенических условий, влияющих на качество питьевой воды; i - порядковый номер показателя; V_n - весовой коэффициент i-го показателя; P_n - вероятность возникновения кишечных заболевания по каждому относительному показателю; W - сумма весовых коэффициентов, оценка микробного риска бактериальных кишечных инфекций, передаваемых водным путем, или уровень микробного риска для интегральных показателей по трехуровневому классификатору считается высокой при значениях R_fac от 0,4 до 1,0, включая 0,4 и 1,0, средней при значении R_fac от 0,2 до 0,4 и низкой при значениях R_fac от 0 до 0,2, включая 0, оценка микробного риска бактериальных кишечных инфекций, передаваемых водным путем, или уровень микробного риска для интегральных показателей по пятиуровнему классификатору считается очень высокой при значениях R_fac от 0,6 до 1,0, включая 0,6 и 1,0, высокой при значениях R_fac от 0,4 до 0,6, включая 0,4, средней при значениях R_fac от 0,2 до 0,4, включая 0,2, низкой или приемлемой при значениях R_fac от 0,15 до 0,2, включая 0,15 и очень низкой при значении R_fac от 0 до 0,15, затем по полученным результатам рассчитывают обобщенный показатель риска бактериальных кишечных инфекций, передаваемых водным путем, С_А по формуле: ,
где N - число факторов, используемых при расчете обобщенного показателя уровня микробного риска; i - порядковый номер фактора; G - весовой коэффициент, при этом для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения G₁=1, для источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения G₂=0,7, для нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения G₃=0,6, для культурно-бытового водопользования по санитарно-бактериологическим показателям G₄=0,8, для оценки влияния условий коммунального благоустройства G₅=0,7; R_fac - интегральный показатель риска каждого санитарно-гигиенического фактора; W - сумма весовых коэффициентов, оценка микробного риска бактериальных кишечных инфекций, передаваемых водным путем, или уровень микробного риска для обобщенных показателей по трехуровневому классификатору считается высокой при значениях С_А от 0,4 до 1,0, включая 0,4 и 1,0, средней при значении С_А от 0,2 до 0,4, и низкой при значениях С_А от 0 до 0,2, включая 0, оценка микробного риска бактериальных кишечных инфекций, передаваемых водным путем, или уровень микробного риска для интегральных показателей по пятиуровневому классификатору считается очень высокой при значениях С_А от 0,6 до 1,0, включая 0,6 и 1,0, высокой при значениях С_А от 0,4 до 0,6, включая 0,4, средней при значениях С_А от 0,2 до 0,4, включая 0,2, низкой или приемлемой при значениях C_A от 0,15 до 0,2, включая 0,15 и очень низкой при значении C_A от 0 до 0,15.