Содержание
- Когда хлорирование дает сбой
- Механизмы устойчивости к хлору
- Какие микроорганизмы наиболее устойчивые к хлору
- Как предотвратить распространение патогенов
Плавательные бассейны, всегда являвшиеся популярным местом отдыха и занятий спортом, в последние десятилетия проживают «эпоху возрождения» и перепридумываются во множестве разных форматов. Это вовлекает в отрасль новые аудитории, распространяет и популяризирует культуру плавания и водных процедур.
Помимо традиционных и уже привычных спортивных и оздоровительных бассейнов в районном фитнес-центре или ФОКе, появляется все больше тематических аквапарков с водными аттракционами и горками, акватермальные и банные комплексы, городские аква-курорты, бассейны для отдельных категорий лиц или специализированные по своему назначению – грудничковые, реабилитационные, для флоатинга, бальнеотерапии, СПА-бассейны и многие другие.
Для устранения микробных загрязнений и предотвращения распространения инфекционных заболеваний вода в общественном бассейне обязательно должна обеззараживаться. Требованиями нормативных и санитарно-гигиенических документов большинства стран, и России в том числе, предписывается использовать для этих целей хлорирование. Хлор широко используется в качестве дезинфицирующего средства из-за его эффективности против многих микроорганизмов, относительной доступности, а также достаточному практическому опыту, накопленному за всю истории применения его в качестве дезинфектанта.
Когда хлорирование дает сбой
Тем не менее в новостях нередко освещаются случаи массовых заболеваний, связанных в том числе с посещением бассейнов. За последние три года в России и мире были зафиксированы множество подобных эпизодов. Вот только некоторые из них:
Вирус Коксаки: В ноябре 2024 года в девяти регионах России, включая Москву и Чувашию, были зафиксированы случаи заражения детей вирусом Коксаки. Этот вирус вызывает энтеровирусную инфекцию, сопровождающуюся сыпью, лихорадкой и другими симптомами. iz.ru
Норовирусная инфекция: В январе 2025 года в одной из школ города Маркс Саратовской области около 40 детей пострадали от вспышки норовирусной инфекции. Подобные случаи также были зарегистрированы в Новосибирске и Оренбурге. Норовирусная инфекция характеризуется высокой заразностью и часто приводит к гастроэнтериту. rg.ru
Криптоспоридиоз: В 2023 году в Великобритании 12-летняя девочка была госпитализирована после инфицирования криптоспоридиями при купании на пляже. Криптоспоридиоз — инфекция, поражающая пищеварительный тракт и сопровождающаяся диареей, тошнотой и болями в животе. ria.ru
Норовирусная инфекция: В декабре 2024 года в США за первую неделю было зарегистрировано 91 вспышка норовирусной инфекции. В Великобритании показатели заболеваемости также превысили средние значения за последние пять лет. gov.uk
В чем причина таких случаев? В нарушении режима обслуживания и эксплуатации бассейна или в чем-то другом?
Проблема в хлор-резистентности – некоторые патогены отличаются высокой устойчивостью к хлору. Для их устранения требуются дозы, многократно превышающие разрешенные к применению или длительное время экспозиции. Поэтому эти патогены могут выживать в хлорированной среде, вызывая желудочно-кишечные и респираторные заболевания, передающихся водным путем.
Механизмы устойчивости к хлору
Устойчивость патогенов к хлору обусловлена несколькими механизмами, которые позволяют им выживать и даже размножаться в обработанной воде. Основные факторы, определяющие устойчивость, включают физиологические особенности самих микроорганизмов, защитные структуры и способность адаптироваться к неблагоприятным условиям.
1. Структурные особенности клеточной стенки и оболочек
Некоторые микроорганизмы обладают защитными структурами, которые препятствуют проникновению хлора в клетку:
- Грамположительные бактерии (например, Mycobacterium) имеют толстый слой пептидогликана, который защищает их от повреждений.
- Грамотрицательные бактерии (например, Legionella) имеют наружную мембрану, содержащую липополисахариды, которые могут снижать проницаемость для хлорных соединений.
- Простейшие (Cryptosporidium parvum) защищены прочной оболочкой (ооцистами), которая делает их невосприимчивыми к хлору.
2. Способность образовывать биопленки
Биопленки – это многоклеточные сообщества бактерий, окруженные защитной полисахаридной матрицей. Хлор плохо проникает через биопленку, поэтому микроорганизмы внутри неё остаются жизнеспособными. В биопленках могут обитать Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa (Синегнойная палочка) и Mycobacterium, что усложняет их уничтожение.
3. Выработка антиоксидантных ферментов
Некоторые микроорганизмы способны нейтрализовать активные формы хлора с помощью ферментов. Антиоксидантные ферменты, такие как каталаза (CAT), супероксиддисмутаза (SOD) и глутатионпероксидаза (GPx), помогают микроорганизмам защищаться от окислительного стресса, вызванного воздействием хлорных соединений.
4. Споровая форма жизни
Споры имеют плотную оболочку из белков и липидов, которая предотвращает повреждение ДНК и белков хлором. Например, бактерии рода Bacillus и Clostridium способны образовывать споры, которые крайне устойчивы к хлору.
5. Адаптационные механизмы
Существуют и более сложные механизмы хлор-резистентности. Некоторые бактерии способны адаптироваться к сублетальным дозам хлора, активируя механизмы экспорта токсичных веществ из клетки (т.н. эффлюксные насосы), повышая активность механизмов восстановления (репарации) поврежденной ДНК или изменяя липидный состав клеточной мембраны, делая её менее восприимчивой к повреждениям.
Какие микроорганизмы наиболее устойчивы к хлору?
Микобактерии (Mycobacterium avium, Mycobacterium intracellulare) - вызывают нетуберкулезные микобактериальные инфекции, поражающие кожу, легкие и лимфатические узлы. У людей с ослабленным иммунитетом могут вызвать болезнь легких, схожую с туберкулезом. Возможны инфекции кожи и мягких тканей, проявляющиеся в виде узелков, язв, абсцессов.
Размножаются в биопленках на стенках бассейна и фильтрах. Устойчивы к хлору благодаря защитным клеточным структурам (толстая клеточная стенка), а также способности вырабатывать защитные антиоксидантные ферменты. Исследования показывают, что значения параметра CT₉₉,₉% (концентрация дезинфектанта, умноженная на время экспозиции, необходимая для инактивации 99,9% микроорганизмов) для M. avium в 580–2300 раз превышают аналогичные показатели для Escherichia coli при использовании хлора.
Легионеллы (Legionella pneumophila) - вызывают легионеллез (болезнь легионеров) – тяжелую форму пневмонии. Симптомами являются высокая температура, озноб, кашель, затрудненное дыхание, головные боли, боли в мышцах. Легионеллез передается воздушно-капельным путем при вдыхании капель воды.
Размножаются в теплой воде (25-45°C) или влажном воздухе, могут обитать в водных системах, включая бассейны, или системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Legionella pneumophila способны выживать в условиях хлорирования, особенно при наличии биопленок, которые защищают их от воздействия дезинфицирующих средств.
Криптоспоридии (Cryptosporidium parvum) являются возбудителями острой кишечной инфекции – криптоспоридиоза. Среди симптомов водянистая диарея, рвота, спазмы в животе, тошнота. Особенно опасен криптоспоридиоз для детей, пожилых людей и лиц с ослабленным иммунитетом.
В воду бассейнов попадают вместе с зараженными фекалиями (например, если инфицированный человек купается в бассейне). Ооцисты криптоспоридий устойчивы к хлору и могут сохраняться в хлорированной воде в течение длительного времени (до 10 дней), что повышает риск заражения при случайном проглатывании воды. Для надежной инактивации требуется суперхлорирование дозой 20 мг/л в течение около 12 часов.
Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) - бактерия, вызывающая кожные, ушные инфекции и респираторные осложнения. Образует биопленки, которые защищают ее от хлора и позволяют сохраняться в бассейнах и джакузи. Для эффективной инактивации требуется уровень хлора выше 5 мг/л.
|
Микроорганизм |
Заболевание |
Устойчивость |
|
Cryptosporidium parvum |
Криптоспоридиоз |
Очень высокая (ооцисты защищены оболочкой) |
|
Legionella pneumophila |
Легионеллез |
Высокая (живёт в биопленках, устойчива к хлору в воде) |
|
Mycobacterium avium |
Микобактериоз |
Высокая (толстая клеточная стенка) |
|
Pseudomonas aeruginosa |
Инфекции кожи и дыхательных путей |
Средняя (биопленки, защитные антиоксидантные ферменты) |
|
Escherichia coli (EHEC) |
Диарея |
Средняя (может выживать при низких дозах хлора) |
Норовирус (Norovirus) – высоко заразный вирус, вызывающий острый гастроэнтерит с рвотой и диареей. Устойчив к низким уровням хлора. Норовирусы устойчивы к обработке свободным хлором в концентрации 0,5— 1,0 мг/л, инактивируются при концентрации 10 мг/л в течение как минимум 30 минут (МУ 3.1.1.2969-11).
Аденовирус (Adenovirus) вызывает респираторные заболевания, конъюнктивит и гастроэнтерит. Может сохраняться в хлорированной воде и заражать пловцов. Для инактивации требуется доза хлора в концентрации 2–3 мг/л в течение более 60 минут.
Лямблии (Giardia lamblia) - еще один вид простейших, вызывающий лямблиоз. Симптомы включают длительную диарею, обезвоживание и потерю веса. Образует устойчивые цисты, клеточная стенка которых обеспечивают защиту от хлора, может сохраняться в бассейнах и приводить к диарейным инфекциям. Концентрации хлора, рекомендуемые для бактериального обеззараживания воды, неэффективны по отношению к цистам лямблий. При концентрации хлора 1 мг/л цисты погибают лишь через 72 часа.
Как предотвратить распространение устойчивых к хлору патогенов?
Для обеспечения микробиологической безопасности воды в бассейнах наиболее действенной стратегией будет использование комбинированных методов обеззараживания, учитывая специфику каждого из них и потенциальную устойчивость патогенов. Среди таких методов наиболее широко применяются и хорошо зарекомендовали себя:
Ультрафиолетовое (УФ) облучение – УФ-излучение эффективно уничтожает патогенные микроорганизмы, включая те, которые устойчивы к хлору. Стоит учитывать, что эффективность УФ-обработки зависит от обеспечиваемой дозы облучения и для особо стойких патогенов (например, таких как криптоспоридии) требуются дозы не менее 40-45 мДж/см2, что существенно превышает минимальную рекомендованную дозу в 16 мДж/см2. Поэтому при подборе УФ-оборудования стоит обязательно учитывать этот момент.
Также, эффективность УФ-обеззараживания сильно зависит от качества обрабатываемой воды и ее прозрачности, а оборудование требует регулярного обслуживания. Поддержание чистоты и прозрачности кварцевых чехлов УФ-ламп, а также своевременная замена самих УФ-ламп – это непременное условие эффективной обработки воды.
Озонирование – Озон обладает сильными окислительными свойствами и эффективен против широкого спектра микроорганизмов, включая устойчивые к хлору патогены. Однако озон быстро разлагается, его действие кратковременно, поэтому озон, как и УФ-излучение, в общественном бассейне требуют сочетания с хлорированием. Помимо этого, озон требует контроля его концентрации в воде бассейна и воздухе технического помещения.
Помимо этого, существует ряд эксплуатационных мер, придерживаясь которых, можно контролировать распространение особо стойких патогенов:
- Надлежащее техническое обслуживание – регулярно промывайте систему фильтрации и циркуляции воды;
- Регулярная очистка и дезинфекция всех поверхностей и оборудования бассейна;
- Регулярный мониторинг качества воды – санитарные нормы предписывают операторам общественных плавательных бассейнов регулярно проводить мониторинг качества воды, включая тестирование на наличие специфических патогенов.
- Информирование и контроль за посетителями – эту меру сложно назвать легко реализуемой, тем не менее необходимо информировать купающихся о правилах личной гигиены и запрете купания при заболеваниях ЖКТ.
