Что такое легионелла? Первый случай вспышки инфекции, тогда еще никому неизвестной, был зафиксирован в 1976 г. в Филадельфии, на съезде Американского легиона — крупнейшей организации ветеранов различных войн в США, основанной в 1919 г. Из 4000 участников съезда 220 попали в больницу, симптомы указывали на воспаление легких, однако незнание болезни и методов лечения привели к тому, что 34 человека погибли. Этот случай не мог остаться без внимания, стали проводиться различные исследования. Спустя полгода американские ученые выделили из ткани умерших бактерии Legionella pneumophila, а саму болезнь назвали «болезнью легионеров». Годом позже первая вспышка болезни была зафиксирована в Великобритании, затем в разные годы болезнь вспыхивала по всему миру. Вот лишь несколько фактов из открытых источников: ❏ в Голландии в 90-е гг. было 200 заболевших, из них 50 человек умерли; ❏ в 90-е гг. эпидемические вспышки болезни были зафиксированы в Грузии и Прибалтике; ❏ в мае 2005 г. в Норвегии было зарегистрировано 42 подтвержденных случая, включая пять с летальным исходом; ❏ в 2006 г. в Париже 15 человек заболели легионеллезом, один из них погиб; ❏ в июне 2006 г. в американском городе Сан-Антонио зафиксировано 10 случаев легионеллеза, трое скончались. В настоящее время, по данным Центров контроля и профилактики заболеваний, легионеллезом ежегодно заболевает от 8000 до 18 тыс. жителей США. Создана и работает над решением проблемы Европейская рабочая группа по легионеллезу (http://www.ewgli.org)*. Исследование бытовых случаев заболевания легионеллезом финансируется Агентством по защите окружающей среды США. На сегодняшний день известно около 40 разновидностей легионеллы, бактерия имеет малый размер — от 0,2 до 0,7 мк в диаметре и от 2 до 20 мк в длину, общим для всех разновидностей бактерии является среда обитания — пресная вода. Высокие адаптивные способности позволяют легионелле успешно колонизировать искусственные водные резервуары и системы хозяйственно-питьевого водоснабжения, так объектами повышенного риска являются системы водопроводной воды, душевые установки, сауны, бассейны, SPA-салоны, автомойки, системы орошения садов и газонов, джакузи, фонтаны, увлажнители, системы кондиционирования и вентиляции. В медицинской литературе указывается еще один очаг обитания бактерии — почва. Легионеллезную пневмонию еще называют «болезнью землекопов», однако медики отмечают, что в основном бактерия передается воздушно-капельным путем. Для человека становится губительным именно водный аэрозоль, т.е. мельчайшие капельки воды, в которых находятся опасные бактерии. Болезнь протекает остро и быстро, длительность инкубационного периода составляет от нескольких часов до 11 дней. Попадая в организм человека, легионелла начинает воспринимать макрофагов (клетки иммунной системы) как амеб и размножаться в них. Это подрывает защитные механизмы организма, что в 5–30 % случаев приводит к летальному исходу. Несмотря на то, что легионеллу можно обнаружить в мокроте заболевших, случаев передачи инфекции от человека к человеку не зарегистрировано, человек является для возбудителя легионеллеза биологическим тупиком. В России ситуация с легионеллезом хуже, чем в развитых странах. По словам Александра Аверьянова, к.м.н., зам. директора НИИ пульмонологии Министерства здравоохранения и социального развития РФ по научной и организационной работе, в нашей стране есть острая необходимость в тест-системах на выявление этой бактерии. Во всем мире применяется простейшая тест-система, позволяющая быстро получить результат через анализ мочи, а у нас она не зарегистрирована. Несколько обнадеживает, что, как говорит, А. Аверьянов, совсем недавно отечественную тест-систему разработал академик НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Н. Гамалеи Игорь Семенович Тартаковский. Возможно, она скоро появится. Три версии случившегося В ходе выяснения причин массового заражения людей в Верхней Пышме в СМИ были озвучены три версии. ❏ Первой стала версия заражения через почву, однако она сразу же отпала, после того как специалисты, искавшие источник заражения, установили, что во время появления первых заболевших в земляных работах принимали участие 245 человек, однако ни один из работников не заболел. ❏ Второй , и как казалось вначале, наиболее правдоподобной версией для Верхней Пышмы, с ее развитой системой предприятии, стал выброс Уральской горно-металлургической компании. Однако местные власти уверяли, что ни одно предприятие Пышмы не выбрасывает вещества, которые могли бы вызвать вспышку инфекции. И действительно, нашлись доказательства того, что заводы и предприятия, которые находятся на территории Пышмы, не стали виновниками возбуждения легионеллиозной пневмонии: в ходе обследования всех госпитализированных в токсикологической лаборатории химии в крови обнаружить не удалось. ❏ Окончательной и официальной причиной случившегося стала горячая вода . По сообщению «Российской газеты», на пресс-конференции главный санитарный врач Свердловской области Борис Иванович Никонов заявил: «В Верхней Пышме в течение 10 дней не было горячей воды из-за того, что не работала станция, подающая воду в город и проводились «опрессовки». Поэтому в системе водоснабжения застоялась оставшаяся вода» . По его словам, Роспотребнадзор дает рекомендации коммунальным службам, чтобы в таком случае не давали воде застаиваться более чем на шесть дней, иначе в ней могут развиваться возбудители инфекций. Б.И. Никонов констатировал, что «в Верхней Пышме вода в системе водоснабжения стояла лишние четыредня, и именно это вызвало такую концентрацию легионелл, что привело к вспышке» Возникает правомерный вопрос: а можно ли было избежать трагедии? Специалисты без малейшего сомнения дают положительный ответ. Меры борьбы с бактериями в системах ГВС Ионов Вадим Станиславович, исполнительный директор Некоммерческого партнерства «Центр Меди», обобщая опыт стран Европы и США, столкнувшихся с легионеллиозной пневмонией, в статье «Легионелла теперь и в России — как защититься?» выделяет следующие меры борьбы с бактериями: 1. периодическая профилактика : ❏ термическая санация системы водоснабжения; ❏ облучение внутренних поверхностей систем водоснабжения (котлы, баки-накопители) и самой воды жестким ультрафиолетовым излучением; ❏ электрохимическое воздействие на воду, насыщение воды ионами меди и серебра, анодное окисление; ❏ химическая санация хлором; 2. постоянная профилактика : ❏ постоянное поддержание температуры воды для систем холодного водоснабжения ниже 20 °С, а для систем горячего водоснабжения — выше 55 °С, в идеале — свыше 60 °С на всем пути от места водоподготовки и тепловых пунктов до потребителя; ❏ конструкция систем водоснабжения, снижающая количество и длину тупиковых участков, где при незначительных объемах водопотребления холодная вода может застаиваться и нагреваться, а горячая — застаиваться и остывать. Далее автор отмечает, что: из числа мер периодической профилактики наиболее практичной в силу простоты и доступности является тепловая санация систем водоснабжения . В основу расчета закладываются данные о жизнестойкости легионеллы при повышенных температурах: ❏ 50 °С — бактерия выживает, но не размножается; ❏ 55 °С — бактерия погибает в течение 5–6 ч; ❏ 60 °С — бактерии погибают за 32 мин; ❏ 65 °С — бактерии погибают за 2 мин; ❏ 70–80 °С — мгновенная безусловная дезинфекция» Если система водоснабжения разветвленная, то важно уделить внимание балансировке, т.е. равномерной циркуляции воды во всех ее контурах. Равномерная циркуляция достигается применением балансировочных клапанов. Гидравлическая балансировка проводится путем ручной установки расхода через клапан, согласно расчетам по необходимому перепаду давления для каждого контура. Для автоматического регулирования клапан оснащен термоэлементом, и выставляют необходимую температуру воды. Термоэлемент поддерживает температуру воды в клапане на заданном значении. Когда температура воды понижается, клапан открывается и увеличивает расход циркулирующего теплоносителя — в результате температура повышается. Когда температура поднимается, клапан уменьшает расход или закрывается совсем в случае, если установленная температура воды достигнута. Таким образом, практически исключается риск застоя воды в ситуациях, когда в одном крыле здания существует большой расход воды, а в другом он временно прекратился. В такой ситуации автоматический балансировочный клапан увеличит циркуляцию в «нежилой» части здания и уменьшит в «жилой», т.к. там циркуляция происходит в значительно большем объеме за счет интенсивного расхода воды пользователями. В области дезинфекции воды применяется множество методов с использованием разных веществ. Одним из самых распространенный дезинфектантом является хлор, однако важно отметить, что легионелла устойчива к обычному хлорированию, а в лабораторных условиях зафиксированы случаи, когда колонии сохраняли жизнеспособность даже после гиперхлорирования, поэтому в борьбе с легионеллой необходимо использовать альтернативные вещества. Химическая обработка воды с помощью диоксида хлора (ClO2) является наиболее эффективной в борьбе с легионеллой. Сегодня диоксид хлора все чаще используют в качестве заменителя хлора. В отличие от хлора диоксид хлора не гидролизуется в воде, его активность не зависит от значения pH, а его дезинфицирующие свойства намного сильнее, чем у хлора той же концентрации. Кроме того, диоксид хлора не придает воде неприятного вкуса и запаха, что свойственно обычному хлору. Биохимическое действие диоксида хлора приводит к постепенному разложению биопленки на внутренних поверхностях труб, где буйно развивается легионелла и другие виды бактерий. Вот что рассказали представители ведущего мирового производителя насосного оборудования и систем водоподготовки — компании Grundfos: «Методика дезинфекции воды с помощью диоксида хлора (ClO2) с постоянным контролем содержания дезинфектанта реализована на системах серии Oxiperm Grundfos Alldos. Технических ограничений по применению диоксида хлора для обеззараживания фактически не существует. Именно ClO2 показывает высокую эффективность при борьбе с легионеллами, из-за которых и возникла эпидемия в Свердловской области. Надо также отметить, что легионеллы представляют серьезную проблему в открытых водооборотных циклах, из которых происходит воздушнокапельный унос воды, способствующий широкому распространению патогенных бактерий. Для борьбы с легионеллами, и не только, разработаны системы синтеза и дозирования диоксида хлора Oxiperm серий 164 и 166 производительностью до 10 тыс. г/ч» Многочисленные исследования в системе водоснабжения, показали, что материал, из которого изготовлен трубопровод, напрямую влияет на образование биопленки. На внутренней поверхности пластиковых труб образование биопленки происходит гораздо интенсивнее, чем на медных. Медь оказывает бактериостатическое и бактерицидное воздействие на целый ряд микроорганизмов, в т.ч. и легионеллу. Обращаясь к опыту в других странах, хочется отметить, что во Франции циркуляр DSG 2002/273 по мерам предупреждения заражения легионеллой санитарно-технических установок рекомендует использовать в первую очередь медные трубы. Таким образом, медные изделия для систем водоснабжения являются дополнительной силой в борьбе с микробом-убийцей. От «условно виновных» и «невиноватых» Как видно из вышесказанного, методы предотвращения подобных случаев уже существуют, и для того, чтобы концентрация бактерий в водопроводной системе не достигала критической отметки, достаточно регулярно проводить периодические и постоянные профилактические работы. Что же касается оценок местного водопроводного-канализационного хозяйства, то эксперты неоднозначны в своих выводах. Сергей Андреевич Остроумов, доктор биологических наук, ведущий сотрудник МГУ: «В случившемся безусловно виновны представители и руководители службы водоснабжения. Недостаток квалификации персонала, в т.ч. по тем вопросам, которые связаны с микробиологическими аспектами проблемы — какие факторы способствуют размножению бактерий, что повышает опасность появления возбудителей болезней, что делать, чтобы снижать эту опасность. В Екатеринбурге есть прекрасные биологи и микробиологи, ученые и преподаватели, которых можно и нужно привлекать для повышения квалификации персонала. Из-за бездеятельности руководителей службы водоснабжения в направлении повышения квалификации персонала страдают невинные люди, и если виновные не будут наказаны, то сохраняется опасность того, что ситуация повториться вновь» Олег Григорьевич Примин, д.т.н., зам. директора по науке ГУП «Мосводоканал НИИ проект»: «В искусственных экосистемах, каковыми являются системы водоснабжения при определенных условиях, концентрация легионелл может возрастать и быть причиной бактериалного заражения питьевой воды. Однако чтобы ответить на вопросы, какова причина вспышки легионеллеза конкретно в г. Верхняя Пышма и каким образом можно было избежать заражения людей, необходимо провести экспертизу с выездом на место технических специалистов и подробным разбором причин этого события. Заочно утверждать о виновности службы ВКХ города я не считаю возможным». Как бы там ни было, наша задача — привлечь внимание к проблеме. Хочется верить, что из случая произошедшего в Верхней Пышме будут сделаны правильные выводы, и предприняты конкретные действия для предотвращения подобных ситуаций в будущем. Химики, инженеры, биологи и работники коммунального хозяйства должны научиться работать сообща, для достижения одной глобальной цели — чистой воды. Легионелла в системах водоснабжения Специально для журнала «С.О.К.» развернутый комментарий В.С. ИОНОВА, исполнительного директора НП «Центр Меди» 1. Пути заражения Следует четко разграничивать два принципиальных источника попадания легионелл в организм (легкие) человека: аэрозоли, образующиеся в результате функционирования систем: а. хозяйственно-питьевого водоснабжения (СХПВ); б. вентиляции и кондиционирования (СВК). Это необходимо потому, что несмотря на единый механизм заражения, способы профилактики и предупреждения различны. Из-за того, что первоначально обнаружена бактерия (Филадельфия) в результате заражения именно от систем вентиляции и кондиционировнаия, до определенного момента времени профи лактике и предупреждению заражения легионеллой от систем водоснабжения внимания уделялось меньше, а в некоторых публикациях СХПВ вообще не упоминалась. В данной публикации, наоборот, идет речь идет о случае заражения и возможных мерах профилактики применительно к СХПВ, но читателю стоит напомнить, что за скобками осталась СВК, заражение посредством которой не менее опасно. Случай в Верхней Пышме и причины произошедшего по версии органов Росэпидназдора соответствуют теории и практике наблюдения за развитием эпидемий легионеллеза в прошлом. 2. Стоит ли бояться легионеллы и при каких условиях она опасна? К легионелле следует относиться во всей серьезностью, поскольку это заболевание приводит к смертельному исходу. Несмотря на то, что лечение считается несложным, лиц целого ряда групп риска — людей с ослабленным иммунитетом, пожилых людей (всилу того, что иммунная система у них ослаблена), курильшиков (лишний повод бросить курить), детей (иммунитет еще не сформировался) — врачи могут не спасти. Другим важным негативным фактором является незаметность заражения — в инкубационный период заболевание себя ничем не выдает, а к моменту диагностирования первого заболевшего (и к моменту начала принятия срочных мер) зараженными оказываются очень много людей, возможности оказания медицинской помощи при эпидемическом характере распространения заболевания могут оказаться недостаточными (любая эпидемия — это аврал). При этом следует помнить, что поскольку легионелла не передается от человека к человеку (теоретически это возможно, но статистика не выделяет по ряду причин такие случаи), то случаи индивидуального заражения одной семьи от, например, своего домашнего душа или оросителя в саду не попадают на страницы прессы, главврач страны не выезжает в этом случае на место события, а иногда и диагноз ставится иной. В случае гибели таким людям не легче. Аналогичные устройства — души госпиталей, гостиниц, кемпингов, общественные фонтаны, автомойки, системы орошения в публичных местах — выделяются в источники риска в первую очередь потому, что содержат потенциал заражения множества людей — эпидемический потенциал, а в случае больниц и еще потому, что большинство больных уже ослаблены. Из этого следует, что опасаться и принимать меры предупреждения и профилактики следует каждому владельцу дома, поскольку если в его индивидуальном случае не будет газетных заголовков, ему и его семье легче не станет (а то может статься, будет даже хуже, поскольку заболевание могут диагностировать неправильно и применить неверные методики лечения). Говоря о СХПВ, следует точно понимать, что средой обитания легионеллы являются все те места, где есть пресная вода и температура выше 20 и ниже 60 °С, т.е. все участки систем холодного водоснабжения от источника водоснабжения (водоема) до крана потребителя, включая фильтры, баки-накопители, стенки труб, арматуры и т.д. (при этом ниже 20 °С легионелла тоже есть, но неактивна). Применительно к системам горячего водоснабжения: легионелла может туда попасть со свежей холодной водой и развиваться при понижении температуры ниже значения 55 °С. Легионелла неуязвима перед фильтрами и классическим дезинфектантом — хлором (в тех концентрация, в которых хлор разрешен к постоянному использованию в питьевом водоснабжении). При этом даже в случаях с гиперхлорированием отмечалось, что некоторые бактерии сохранились и сохранили способность к размножению. Применение озонирования и УФ-облучения эффективно локально — в месте облучения УФ или введения озона. Эти способы не обладают важнейшим свойством, присущим хлорированию, из-за которого хлорирования стало столь популярным, — последействием и не гарантируют уничтожения бактерий на всей поверхности СХПВ до крана или распытительной головки у потребителя. Понятно, что облучение бесполезно перед вторичным развитием колоний в СХПВ на участках до потребителя. Достаточно эффективно насыщение воды ионами меди и серебра, но это нераспространенные технологии и, вероятно, относительно затратные при массовом применении: кто будет насыщать ионами серебра и меди воду в автомойке? Бактерия легионелла гарантированно погибает при высоких температурах (температурно-временной график имеется). 3. Сложность профилактики Действительно, сегодня из числа известных способов санации СХПВ самым эффективным является «тепловой удар» — периодическаяпромывка всей системы ХПВ водой с t > 60 °С (лучше 70–80 °С, поскольку для этого требуется меньше времени и энергии), поскольку гарантированно уничтожает все бактерии легионеллы. Такая промывка систем централизованного холодного водоснабжения, однако, таит организационные сложности: необходимо обеспечить возможность технического подключения такой горячей воды к системе холодного водоснабжения, обеспечить проточность всех ветвей и контуров системы, и при этом умудриться не ошпарить потребителей (70–80 °С — это гораздо больше, чем привычная всем горячая вода). Представьте, что пожилого человека вовремя не оповестили, он с трудом залез в душ, открыл привычным движением вентиль холодной и горячей воды… Для систем горячего водоснабжения это, конечно, проще. Как указывает известный авторитет в области водоснабжения — исследовательская организация KIWA (Голландия) в отчете по результатам своего многолетнего исследования, «если вы уверены, что температура в системе ХВС никогда не поднимется выше 25(20) °С, а горячего никогда не опустится ниже 60 °С, о проблеме легионеллеза вы можете не задумываться». И вот здесь таится самая большая опасность. Дело в том, что KIWA права. Вопрос только в том, насколько можно быть уверенным, что указанные требования никогда не будут нарушены. По аналогии, если бы все и всегда соблюдали Правила дорожного движения, своевременно и полном объеме ремонтировали автомобили, дорожники своевременно и строго в соответствии с ГОСТ содержали дорожное полотно, а погода не приподносила сюрпризов, то наверняка и смертность в ДТП была бы ничтожно малой. Но водители нарушали, нарушают и будут нарушать, машины были и будут неисправны, полотно дорожное было и будет непредсказуемым, а про погоду даже и упоминать не будем. Заметим, что нарушителей ПДД и виновников ДТП наказывали и сажали, наказывают и сажают, а смертность на дорогах если и меняется, то до ничтожных показателей ей далеко. И поэтому законодатель обязал принимать профилактиченские меры — шлемы для мотоциклистов, ремни и подушки безопасности для автомобилистов. Всех и в самых крайних случаях не спасает, но миллионы живыми остались. Так и в случае с легионеллой: сценариев отступления от правила «20(25)–60 °С» масса, и нет оснований, что соблюдение его будет безупречно. Рассмотрим лишь некоторые, типичные ситуации: ❏ жаркое лето, период отпусков. Температура воды у поверхностного источника (водоема) повышается. Водопотребление суммарно увеличивается (жажда, жара), но в доме №5 по ул. Энской уменьшается, потому что 2/3 его жителей убыли в отпуск. Вероятность нагрева до опасных значений на коротких участках от циркуляционного контура до крана крайне велика; ❏ жаркое лето, частный дом. Бак-накопитель. Хозяева отлучились на два-три дня, вода в баке нагрелась; ❏ жаркое лето. Система орошения газона не включалась несколько дней из-за ограничения водопользования. Остатки воды в трубах нагрелись. И т.д., а технических способов охладить нагревшуюся холодную воду нет (не предусмотрено). ❏ холодная зима. Централизованное теплоснабжение. Из-за дефицита энергоносителей температурные графики не соблюдаются, температура ГВС снижается до 40–45 °С; ❏ холодная зима. Дом отдыха. Рачительный собственник экономит на затратах на нагрев воды, или Вариант 2. За ночь в контурах ГВС горячая вода остыла. И т.д. — сценариев множество. В результате таких «отклонений от ПДД» колонии легионеллы, которая в единичных экземплярах присутствует в пресной воде, начинают бурно размножаться. А при 38 °С легионелла размножается темпами «удвоения каждые четыре часа». 4. Сколько колониеобразующих бактерии требуется для заражения? Ответа на этот вопрос у ученых пока нет. Но, разумеется, больше опаснее, чем меньше. 5. Что, кроме температуры, влияет на скорость и темпы роста бактерий? Наличие на поверхности, на которой может «поселиться» легионелла, биопленок или их отсутствие, а также бактериостатические или бактерицидные свойства материала, равно как и бактериостатические и бактерицидные свойства самой воды. Как уже упоминалось, наличие разрешенных количеств хлора не останавливает рост колоний легионеллы, ограниченно-перспективно насыщение ионами меди и серебра, а вот с поверхностями ситуация такова: ❏ стальные поверхности (черная и оцинкованная сталь): бактерицидными и бактериостатическими свойствами не обладают, но быстро покрываются наслоениями минеральных веществ, эдакими «кораллами», в которых легионелла охотно селится. Пригодны для «теплового шока», в практическом смысле пригодны к гиперхлорированию, озонированию, УФ-облучение применимо лишь к котлам, неуязвимы. Имеют другие недостатки, отчего по совокупности в ряде стран просто запрещены для питьевого водоснабжения, в других крайне не рекомендуются; ❏ нержавеющая сталь в некоторой мере бактериостатична, в малой степени подвержена зарастанию и образованию биопленок, пригодна для всех видов профилактики, но сложна в монтаже и дорогостояща, а при снижении температуры до 50 °С демонстрирует эффект вторичного расселения и роста колоний легионеллы; ❏ различные виды пластиковых поверхностей , в первую очередь на основе полиэтилена, полипропилена, ПВХ, способствуют образованию на внутренней поверхности биопленок, в которых крайне охотно селится легионелла, особенно полиэтилены, некоторые пригодны для тепловой профилактики, хотя применяемые в ХВС типы как правило не рассчитаны на t = 70–80 °С, уязвимы перед гиперхлорированием и озонированием и УФ (уязвимы не означает немедленной аварии после применения процедуры, а означает сокращение, а в некоторых случаях существенное срока службы), при снижении t до 50 °С демонстрируют высокие темпы вторичного расселения и роста легионеллы; ❏ медные поверхности : ярко выраженное бактериостатическое и бактерицидное действие — при сравнительных экспериментах при t = 25 °С KIWA лишь с пятой попытки сумела высадить на медной поверхности колонию легионелл), безусловно препятствуют росту колоний Л при t < 25 °С, после «теплового удара» при охлаждении до 50 °С единственные, на поверхности которых легионелла не восстанавливается. В наиболее опасном диапазоне t = 38–42 °С колонии легионелл, тем не менее, размножаются, хотя их количество и темпы роста наименьшие, причем на два порядка, по сравнению с пластиками и оцинкованной сталью. Таким образом, в пограничных ситуациях, наиболее вероятных для распространения легионелл, медные поверхности выполняют роль «шлема мотоциклиста, ремня и подушки безопасности» и способны предотвратить заражение и массовое, и в единичных случаях. В целом, наиболее эффективной защита от легионелл может быть при одновременном выполнении трех условий : 1. конструктивные решения в части топологии и балансировки систем водоснабжения, снижающей вероятность нагрева холодной и остывания горячей воды на любом участке сверх установленных пределов; 2. периодической дезинфекцией гарантированными способами (в первую очередь методом «теплового удара»); 3. выбором материала поверхностей, имеющих контакт с водой, в первую очередь труб, и баков как имеющих наибольшие площади поверхности. Здесь, не без гордости за медь, отмечаю ее роль
* Статистику заболеваемости легионеллезом по Германии приводит в своей статье д.т.н., президент АСИН-КОМ А.Е. Федотов — его статью мы также публикуем в №11/2007 журнала «С.О.К.» (см. стр. 77).
