Неэффективное и чрезмерное использование воды рек бассейна Аральского моря в течение 40 лет для орошения сельскохозяйственных земель вызвало резкое сокращение акватории водного бассейна, опустынивание и засоление огромных площадей, нехватку воды. Все это привело к существенному ухудшению условий жизни, изменило экономическое положение местного населения, его занятость, доход, условия труда, инфраструктуру жизнеобеспечения. Все эти компоненты проявились в резком изменении состояния здоровья населения Приаралья в целом, в т.ч. и заболеваемости инфекционными болезнями [1-6]. Особую опасность для населения представляют возбудители бактериальных кишечных инфекций, паразитарных заболеваний, которые в своем биологическом цикле имеют период нахождения во внешней среде, где они и могут размножаться [7-9]. Однако, систематических исследований состояния здоровья населения с учетом степени загрязнения объектов внешней среды и выраженности тяжести экологического бедствия, в этом регионе не проводились.
Постановлением Правительства РК от 1992 года N1162 – XII Казахстанская часть Приаралья объявлена регионом экологического бедствия в результате усыхания моря и опустынивания больших территорий [10]. По выраженности тяжести экологической ситуации районы Кызылординской области подразделены на зоны: экологической катастрофы (Аральский, Казалинский районы), экологического кризиса (Кармакчинский, Жалагашский и Шиелийский районы). В результате сложившейся экологической ситуации изменился характер ведения хозяйственной деятельности, как в аграрном, так и в промышленном секторах. Изменился и уровень социально-экономической жизни населения. Как известно, уровень жизни населения во многом определяет его заболеваемость и кишечными инфекционными болезнями (ОКИ), возбудители которых передаются контаминированной водой. В связи с этим мониторинг обсемененности объектов (почвы и воды) внешней среды на территории районов бактериями кишечной группы и ранжирование районов по степени обсемененности территорий и заболеваемости населения ОКИ составили цель исследования.
Материалы и методы исследования
Работа проводилась в районах зоны экологической катастрофы (Аральский, Казалинский) и в районах зоны экологического кризиса (Кармакчинский, Жалагашский и Шиелийский).Изучены и обобщены сведения департаментов санэпидэкспертизы районов о загрязненности объектов внешней среды (почвы и воды) биологическими факторами за 2004-2013 гг., а также данные исследования проб воды и почвы, собранные на территориях изучаемых районов экологического бедствия. В населенных пунктах из разных точек почвы и из открытых водоемов отбирали пробы почвы и воды. Всего собрано 350 проб. Сбор, обработку, подготовку к анализу и исследование проб на наличие бактерий кишечной группы (БГКП) проводили согласно методических рекомендаций [11].
Ранжирование территорий по загрязненности БГКП и заболеваемости населения ОКИ проводили по степени уменьшения значения показателей согласно рекомендаций [12, 13].
Результаты исследования и их обсуждение
Целью исследования являлось проведение биологического мониторинга загрязнения объектов внешней среды (почва, вода) изучаемых территорий Приаралья.
Анализ данных мониторинга загрязненности почвы БГКП лабораториями санэпидэкспертизы показал выраженную обсемененность почвы. Так, показатель ОМЧ в районах, кроме Шиелийского, колебался от 2,1 до 6,7. Самое низкое ОМЧ (0,9-3,0) отмечалось в Шиелийском районе.
Результаты исследования собранных проб почвы на наличие БГКП приведены в табл. 1.
Как видно, выявляемость E.coli по районам колебалась от 12,5 % в Шиелийском до 33,3 % в Аральском. S.aureus выявлялся в пределах от 9,1 % (Кармакчинский район) до 20 % (Жалагашский район). Обнаружение E.coli свидетельствует о свежем загрязнении почвы. Другие бактерии выявляются нерегулярно.
Характеристика бактериального состава собранных проб воды приведены в табл. 2.
Таблица 1
Выявляемость БГКП в пробах почвы (летние месяцы)
Районы |
Выявляемость потенциально-патогенных бактерий (в %) |
||||
E. coli |
S. aureus |
A. niger |
Proteus |
Klebsiella |
|
Аральский |
33,3 |
13,3 |
26,7 |
6,7 |
40,0 |
Казалинский |
31,5 |
21,1 |
- |
21,1 |
36,8 |
Кармакчинский |
18,1 |
9,1 |
18,1 |
- |
36,3 |
Жалагашский |
13,3 |
20,0 |
- |
- |
26,6 |
Шиелийский |
12,5 |
15,6 |
15,6 |
9,4 |
31,2 |
Таблица 2
Выявляемость БГКП в пробах воды (летние месяцы)
Районы |
Выявляемость потенциально-патогенных бактерий (в %) |
||||
E. coli |
S. aureus |
A. niger |
Proteus |
Ps. aeruginoza |
|
Аральский |
25,0 |
50,0 |
12,5 |
- |
- |
Казалинский |
22,2 |
44,4 |
- |
- |
- |
Кармакчинский |
20 |
40,0 |
- |
- |
- |
Жалагашский |
18,9 |
27,3 |
- |
9,1 |
- |
Шиелийский |
17,6 |
29,4 |
- |
11,7 |
5,9 |
Таблица 3
Выявляемость БГКП в пробах воды (зимние месяцы)
Районы |
Выявляемость потенциально-патогенных бактерий (в %) |
||||
E. coli |
S. aureus |
A. niger |
Proteus |
Ps. aeruginoza |
|
Аральский |
18,0 |
34,2 |
- |
- |
- |
Казалинский |
20,2 |
21,7 |
- |
- |
- |
Кармакчинский |
18,1 |
25,2 |
- |
- |
- |
Жалагашский |
22,1 |
16,1 |
- |
- |
- |
Шиелийский |
13,3 |
14,3 |
- |
4,7 |
- |
Таблица 4
Ранговые позиции районов по загрязненности почвы E. coli и заболеваемости населения острой кишечной инфекцией (ОКИ)
Районы |
Летние месяцы |
Зимние месяцы |
Усредненный показатель загрязненности ( %) |
N ранга |
Показатель заболеваемости (0/0000) |
N ранга |
||
Показатель загрязненности ( %) |
N ранга |
Показатель загрязненности ( %) |
N ранга |
|||||
Аральский |
33,3 |
1 |
26,7 |
2 |
30,0 |
1 |
109,1 |
3 |
Казалинский |
31,5 |
2 |
28,3 |
1 |
29,9 |
2 |
237,5 |
1 |
Кармакчинский |
18,1 |
3 |
9,1 |
4 |
13,6 |
3 |
194,8 |
2 |
Жалагашский |
13,3 |
4 |
7,1 |
5 |
10,2 |
5 |
99,3 |
4 |
Шиелийский |
12,5 |
5 |
10,0 |
3 |
11,3 |
4 |
85,1 |
5 |
Таблица 5
Ранжирование районов по загрязненности воды E. coli и заболеваемости населения острой кишечной инфекцией (ОКИ)
Районы |
Летние месяцы |
Зимние месяцы |
Усредненный показатель загрязненности ( %) |
N ранга |
Показатель заболеваемости (0/0000) |
N ранга |
||
Показатель загрязненности ( %) |
N ранга |
Показатель загрязненности ( %) |
N ранга |
|||||
Аральский |
25,0 |
1 |
18,9 |
3 |
21,8 |
2 |
109,1 |
3 |
Казалинский |
22,2 |
2 |
22,2 |
1 |
22,2 |
1 |
237,5 |
1 |
Кармакчинский |
20,0 |
3 |
18,1 |
4 |
19,0 |
4 |
194,8 |
2 |
Жалагашский |
18,9 |
4 |
22,1 |
2 |
20,5 |
3 |
99,3 |
4 |
Шиелийский |
17,6 |
5 |
13,3 |
5 |
15,5 |
5 |
85,1 |
5 |
Как видно, наибольшее количество загрязненных проб выявлено в Аральском районе: E. coli – 25 %, S. aureus – 50 %, A. niger – 12, 5 %. Меньшее число загрязненных проб воды выявлено в Шиелийском районе. Однако там обнаружены микроорганизмы рода Proteus (11 %) и Ps. Aeruginoza – 5,9 %. Наиболее регулярно и в высоком проценте случаев выявлялись E. coli (от 17,6 % до 25 %). Довольно широко распространен S. aureus – (27,3 – 50 %).
Исследовали также пробы воды, собранные в холодное время года на наличие бактерий (табл. 3).
В зимних пробах воды также регулярно по районам обнаруживались E. coli (колебания от 13,3 % до 20,2 %) и S. aureus (от 14,3 до 34,2 %). Однако, количество позитивных находок в зимний период заметно ниже, чем летом. По-видимому, это связано со снижением риска контаминирования воды бактериями в зимний период, а также нельзя исключить фактор адсорбции их на взвешенных частицах почвы (адсорбенты) и оседания в ил и другие моменты, такие как отсутствия фактора купания.
Надо отметить, что в большинстве исследованных проб почвы и воды выявлено сочетанное содержание разных видов микроорганизмов (по 2 или 3 вида). Во всех исследованных пробах по всем районам постоянно выявлялись E. coli, которые приняты как индикаторный возбудитель.
Ранжирование территорий по загрязненности бактериями кишечной группы проводили по показателю частоты выявления E.coli в пробах, собранных на данной территории (табл. 4).
Как следует из табл. 4, ранговые позиции районов по загрязненности почвы в летние и зимние месяцы близки, за исключением Шиелийского района (3 и 5). В то же время ранговые номера районов по усредненному показателю загрязненности и заболеваемости ОКИ близки, за исключением Аральского района, где ранг по загрязненности N 1, а по заболеваемости ОКИ- N 3.
Далее сопоставляли ранговые позиции районов по загрязненности водоемов E. coli и заболеваемости ОКИ (табл. 5).
Ранговые позиции районов по загрязненности воды E. coli в летние и зимние месяцы близки в Казалинском, Кармакчинском районах, совпадают в Шиелийском районе и заметно разнятся в Аральском (N 1-3) и Жалагашском (N2-N4) районах. Однако при сравнении позиций по средней загрязненности и заболеваемости выявлено, что, за исключением Кармакчинского района, во всех других они очень близки.
Таким образом, исследованиями выявлена существенная загрязненность внешней среды бактериями группы кишечных инфекций, в частности E. coli.
Прослеживается связь между загрязненностью внешней среды и заболеваемостью населения ОКИ. Однако эти показатели слабо коррелируют со степенью тяжести экологической ситуации в районах. Эти данные обосновывают необходимость постоянного мониторинга за загрязненностью внешней среды и заболеваемостью ОКИ.
Бактериальный состав собранных проб воды показал, что наибольшее количество загрязненных проб выявлено в Аральском районе: E. coli – 25 %, S. Aureus – 50 %, A. niger – 12,5 %. Меньшее число загрязненных проб воды выявлено в Шиелийском районе.
Анализ данных мониторинга загрязненности почвы БГКП показал выраженную обсемененность общее микробное число колебалось от 2,1 до 6,7. Выявляемость E. coli по районам колебалась от 12,5 % (Шиелийский район) до 33,3 % (Аральский район). S.aureus выявлялся в пределах от 9,1 % (Кармакчинский район) до 20 % (Жалагашский район).
В большинстве исследованных проб почвы и воды выявлено сочетанное содержание разных видов микроорганизмов (по 2 или 3 вида). Во всех исследованных пробах по всем районам постоянно выявлялись E. coli, которые приняты как индикаторный возбудитель.
Ранговые позиции территорий по загрязненности бактериями E. coli и заболеваемости ОКИ совпадают или очень близки, однако слабо коррелируют со степенью тяжести экологического бедствия на территориях.
Исследованиями, выполненными в течение 80-х – 90-х годов XX века показано, что в Кызылординской и Южно-Казахстанской областях постоянно регистрировалась высокая заболеваемость острыми кишечными бактериями, вирусными и паразитарными болезнями [27, 28, 29, 30]. По показателям заболеваемости указанной группой инфекционный патологии эти области и сейчас опережают другие регионы Казахстана [31-35].
В изучаемых районах Приаралья нет коммунальных служб, ответственных за благоустройство территорий (общественных туалетов, свалок). Отсюда следует, что мониторинг за загрязненностью объектов внешней среды (почвы и воды) необходимо проводить шире и чаще, анализировать и сопоставлять с заболеваемостью острыми кишечными инфекциями в районах. Подобная работа должна проводиться и в других регионах республики.
Проведенные исследования показали выраженную загрязненность объектов внешней среды бактериями кишечной группы. Загрязненность внешней среды биофакторами неравномерна по районам и объектам внешней среды. Анализ данных мониторинга загрязненности почвы БГКП показал выраженную обсемененность почвы: общее микробное число доходило до 6,7. Выявляемость E.coli по районам колебалась от 12,5 % до 33,3 %. S.aureus выявлялся в пределах от 9,1 % (Кармакчинский район) до 20 % (Жалагашский район).
Бактериальный состав собранных проб воды показал, что наибольшее количество загрязненных проб выявлено в Аральском районе: E. coli – 25 %, S. Aureus – 50 %, A. niger – 12,5 %. Меньшее число загрязненных проб воды выявлено в Шиелийском районе. Однако, там обнаружены микроорганизмы рода Proteus (11 %) и Ps. Aeruginoza – 5,9 %. Обнаружение протея в воде указывает на загрязнение объектов разлагающимися субстратами и свидетельствует о санитарном неблагополучии. При обнаружении протея в воде не разрешается употреблять ее для питья. Синегнойная палочка способна размножаться во внешней среде и чаще в виде трудно распознаваемых беспигментных форм. Обнаруживается чаще в сточных водах. Роль ее возрасла в связи с распространением антибиотикоустойчивых штаммов и появлением большого количества носительства среди людей.
Таким образом, наиболее регулярно и в высоком проценте случаев в изученных пробах выявлялись E. coli – до 25 %. Кроме того, широко распространен S. Aureus – (27,3-50 %). Результаты биомониторинга объектов внешней среды показали сочетанное содержание разных видов микроорганизмов. Во всех исследованных пробах по всем районам постоянно выявлялись E. coli, которые приняты как индикаторный возбудитель.
Выводы
1. Ранговые позиции территорий по загрязненности бактериями E.coli и заболеваемости ОКИ совпадают или очень близки, однако слабо коррелируют со степенью тяжести экологического бедствия на территориях.
2. Объекты внешней среды (почва, вода) территории районов обсеменены неравномерно возбудителями бактериальных ОКИ.
3. Изучаемые районы различаются как по степени интенсивности загрязнения внешней среды биофакторами, так и по показателям заболеваемости изучаемыми патологиями.
4. В ряде районов наблюдается синхронность интенсивности загрязнения и заболеваемости населения, однако, не везде, что очевидно связано с упущениями в работе по регистрации больных и индикации возбудителей в объектах внешней среды.
5. Интегральным индикатором биориска могут служить показатели загрязненности внешней среды бактериями кишечной группы, а в качестве индикаторных заболеваний для этих регионов рекомендуются показатели заболеваемости группы ОКИ.