Ruolo e significato dei parametri microbiologici nelle acque destinate al consumo umano

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1 Ruolo e significato dei parametri microbiologici nelle acque destinate al consumo umano Corso di aggiornamento Regionale Sorveglianza delle acque destinate al consumo umano Treviso, 21 novembre 2007 Lucia Bonadonna Istituto Superiore di Sanità lucybond@iss.it

2 fonti di informazione sui rischi per la salute 1. studi epidemiologici (sorveglianza malattie) 2. valutazione del rischio (Risk Assessment) entrambi sono impiegati in modo complementare

3 i sistemi di sorveglianza delle malattie di origine idrica sono inefficienti in tutti i Paesi indipendentemente dal loro sviluppo socio-economico (WHO, 2006) mancanza di segnalazioni di epidemie comunque non garantisce che esse non si verifichino, né conferma che l acqua sia da considerarsi salubre ed esente da patogeni

4 Approccio basato sulla Valutazione e Gestione del rischio deve guidare ogni strategia di monitoraggio Water Safety Plans (WSP) criteri centrati su azioni preventive piuttosto che su azioni di risposta agli effetti sulla salute strategie operative analoghe ai principi dell HACCP

5 Valutazione del rischio Gestione del rischio domanda: quanto è salubre quest acqua?

6 I METODI DI VALUTAZIONE/QUANTIFICAZIONE DEL RISCHIO MICROBIOLOGICO SI AVVALGONO IN GENERALE DI MODELLI SIMILI A QUELLI UTILIZZATI PER ALTRI AGENTI AMBIENTALI LIMITAZIONI CHE COMPLICANO QUESTI TIPI DI APPROCCIO: DIFFICILE ENUMERAZIONE DEI PATOGENI INCERTEZZE SU INFETTIVITA VARIAZIONI FRA BIOTIPI DIVERSI VARIABILITA DI DIFFUSIONE NELLE ACQUE

7 DIFFICOLTA PER INDIVIDUARE PATOGENI NELLE ACQUE Elenco dei patogeni incompleto Metodi tradizionali poco sensibili Condizione di quiescenza: stress ambientale/selettivita dei metodi possono ridurre la conta di volte INDICATORI MICROBICI DI CONTAMINAZIONE

8 pericoli di natura microbiologica: i requisiti di qualità dell acqua sono espressi come misure non del pericolo in sé, ma di indicatori che permettono di verificare rispetto dei requisiti di tutela della salute assenza di batteri indicatori in 100 ml di acqua è garanzia di salubrità dell acqua

9 protezione della salute maggiore problema monitoraggio della qualità dell acqua fornisce risposte in tempi lunghi nel sistema ogni evento di contaminazione può verificarsi ore o giorni prima che esso sia individuato tramite il controllo dei parametri microbici

10 Controllo dell acqua potabile Monitoraggio Uso degli indicatori microbici Bassa resistenza ai trattamenti Limitata sopravvivenza nell ambiente Variabile distribuzione stagionale Bassa correlazione con patogeni non batterici WSP Limiti per virus e protozoi Guidelines for Drinking Water Quality Approccio preventivo Approccio preventivo

11 WSP Obiettivi primari Minimizzazione della contaminazione Riduzione o rimozione della contaminazione attraverso i processi di trattamento Prevenzione della contaminazione durante lo stoccaggio e la distribuzione

12 parametri microbiologici Tradizionale ruolo dei parametri indicatori nelle acque : contaminazione fecale rischio teorico per la salute associato alla diffusione di patogeni trasmessi per via fecale-orale! Oltre a Batteri (B), anche Virus (V) e Protozoi (P) causano patologie di natura enterica! V e P hanno comportamenti diversi nell ambiente e capacità di resistenza maggiore rispetto a B

13 Concetto di indicatore gradualmente modificato Ormai il rilevamento dei patogeni non è normalmente associato al concetto di indicatore: ogni patogeno rappresenta solo sé stesso e la sua assenza non indica l assenza di altri patogeni

14 Attuale concetto di Indicatore differenzia : organismo indice : qualsiasi organismo la cui presenza segnala la possibile presenza di organismi patogeni con simili caratteristiche organismo indicatore : organismo la cui presenza rappresenta una carenza delle procedure di produzione del prodotto finito (acqua)

15 definizioni: indice di contaminazione fecale di acque, eventualmente da potabilizzare (superficiali o sotterranee) indicatore di efficienza di rimozione, trattamento o disinfezione indicatore di ricrescita batterica nel sistema di distribuzione dell acqua

16 Limiti degli indicatori considerati in senso tradizionale non idonei a segnalare la presenza di microrganismi a diffusione diversa da quella fecale-orale, che si trasmettono, per e- sempio, per inalazione (miceti, micobatteri, Legionella pneumophila) non idonei a segnalare batteri presenti indipendentemente da contaminazioni, sia perché hanno il loro habitat naturale nelle acque (Legionella pneumophila, miceti, eterotrofi), sia perché la loro presenza è legata a fattori diversi (condizioni di trofia delle acque - Aeromonas). non idonei a segnalare la presenza di microrganismi (batteri, virus e parassiti) con caratteristiche di sopravvivenza maggiori e con forme di diffusione (cisti, oocisti, spore, uova) resistenti ai fattori ambientali e ai trattamenti dell acqua

17 SIGNIFICATO DEI PARAMETRI MICROBIOLOGICI (D.Lgs. 31/2001 e s.m.i.) Escherichia coli Enterococchi indicatori di fecalizzazione indici di patogeni con caratteristiche simili Pseudomonas aeruginosa indicatori di Conteggio colonie a 22 Conteggio colonie a 37 Coliformi a 37 capacità di ricrescita efficienza dei trattamenti qualità all imbottigliamento Clostridium perfringens indicatore di efficienza dei trattamenti (di forme di resistenza)

18 indicatori di fecalizzazione Escherichia coli Enterococchi indici di patogeni con caratteristiche simili

19 E. coli Valore come indicatore / significato più valido indice di contaminazione fecale recente segnala fecalizzazione da parte di m.o. simili temperature dell acqua e trofia presenti in rete non supportano la sua crescita neanche in biofilm

20 Enterococchi Valore come indicatore / significato relativamente specifici per la contaminazione fecale anche se alcune specie isolate dall acqua presenti anche in assenza di contaminazione fecale (suolo, piante) tendono a sopravvivere + a lungo di E. coli + resistenti a disidratazione e clorazione indice di patogeni di origine enterica in acque grezze rafforza i test di E. coli in acque trattate

21 coliformi specie di origine fecale (+) specie di origine acquatica o tellurica (+++)

22 valore come indicatore coliformi utile ma limitato indicatore di efficienza dei trattamenti, per accertare integrità del sistema di distribuzione e potenziale presenza di biofilm (migliore è il conteggio delle colonie) indice non idoneo per segnalare la presenza di patogeni enterici non idoneo come indicatore di disinfezione (+ rapida è la misura del disinfettante residuo)

23 Valore come indicatore conteggio colonie migliore indicatore dei coliformi per definire l integrità del sistema e l efficienza del trattamento: comprende batteri con caratteristiche di sensibilità diverse indicatore di cambiamenti della qualità aumento di ricrescita microbica aumento dell attività del biofilm lunghi tempi di ritenzione o stagnazione rottura dell integrità del sistema

24 conteggio colonie Principali fattori favorenti la crescita o la ricrescita (regrowth) in rete temperatura disponibilità di nutrienti (AOC) mancanza di disinfettante residuo stagnazione

25 conteggio colonie parametro di controllo di gestione degli impianti e integrità del sistema non esistono evidenze che dimostrino che le conte siano correlate ai rischi per la salute (anche per limiti del metodo analitico)

26 (HPC) conteggio colonie andamento nelle acque in rete Processi di trattamento RIDUZIONE delle conte coagulazione sedimentazione clorazione ozonizzazione UV AUMENTO delle conte filtrazione su carbone attivo filtrazione su sabbia

27 conteggio colonie uso del parametro per la verifica dell integrità del sistema e dell efficienza dei trattamenti deve considerare, più che il numero effettivo, l aumento del numero di colonie in corrispondenza di specifici siti nell impianto e lungo la rete di distribuzione dato del controllo analitico + serie storica

28 (HPC) conteggio colonie misure di controllo e procedure in caso di presenza in acque in rete : verifica dell efficienza dei trattamenti verifica disinfettante residuo, temperatura, nutrienti in acque in cisterne e depositi condizioni di stagnazione presenza di biofilm

29 Clostridium perfringens valore come indicatore è proposto come indice di presenza di virus e protozoi (studi contrastanti) indice di efficienza dei trattamenti, soprattutto di processi di filtrazione indicatore di contaminazione intermittente o pregressa

30 Pseudomonas aeruginosa microrganismo ambientale versatilità multifattoriale (degradatore) si moltiplica nell ambiente patogeno opportunista per individui immunodepressi generalmente a concentrazioni troppo basse per costituire un rischio per la salute di soggetti sani tipico dei biofilm

31 Significato Pseudomonas aeruginosa in acque potabili in rete conte non correlate a E. coli alte concentrazioni soprattutto in acqua confezionata e addolcitori e apparecchi casalinghi di trattamento acqua possono alterare le caratteristiche organolettiche (sapore, odore, torbidità) problemi nel trattamento di disinfezione presenza in biofilm a rubinetti, rompigetto, ecc. in acque confezionate carenze nella produzione e nell imbottigliamento esposizione a condizioni ambientali favorevoli (temperatura) tempi prolungati di confezionamento

32 Strategie di controllo sulla diffusione di microrganismi nelle reti di distribuzione qualità dell acqua di approvvigionamento manutenzione dell integrità del sistema prevenzione dei fenomeni di corrosione prevenzione di condizioni di cross-connection e riflusso mantenimento della pressione in continuo mantenimento di disinfettante residuo relazioni tra i diversi parametri gestionali concentrazione dei nutrienti e AOC temperatura

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