Salmonella. Shigella. E.coli. E.coli. Yersinia. Campylobacter. Vibrio cholerae. Leptospira. Salmonella

Transcript

1 ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΛΥΜΑΤΩΝ-ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΒΑΚΤΗΡΙΟΦΑΓΩΝ ΩΣ ΕΙΚΤΕΣ Μανδηλαρά Γεωργία Βιολόγος,PhD Επιστηµονική Συνεργάτης Τµήµα Eφαρµοσµένης Μικροβιολογίας Εθνική Σχολή ηµόσιας Υγείας

2 Λύµατα: τα υγρά απόβλητα κατοικιών, ιδρυµάτων, εργοστασίων και άλλων εγκαταστάσεων ή/και τα όµβρια ύδατα. Ποια είναι τα βλαβερά συστατικά των αστικών λυµάτων; Τα ογκώδη στερεά αντικείµενα Η άµµος Τα µικρού µεγέθους στερεά που αιωρούνται τα παραπάνω προκαλούν αισθητική δυσαρέσκεια παρά ουσιαστική ρύπανση του υδάτινου φορέα Τα οργανικά-φυσικά συστατικά (π.χ. υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, λίπη. Οι ουσίες αυτές είναι οι περισσότερο υπεύθυνες για τις δυσάρεστες καταστάσεις ρύπανσης) Οι παθογόνοι µικροοργανισµοί (ευθύνονται για τη µετάδοση ασθενειών στον άνθρωπο και σε άλλους οργανισµούς) Τα θρεπτικά στοιχεία (φωσφόρος, άζωτο που προκαλούν ευτροφισµό). ~99% νερό

3 ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ ΛΥΜΑΤΩΝ Παθογόνοι µικροοργανισµοί (Π.Μ.) από απόβλητα ασθενών και φορέων ασθενειών ο προσδιορισµός των Π.Μ. στα απόβλητα πρακτικά πολύ δύσκολη µέτρηση δεικτών (κοπρανώδη κολοβακτηριοειδή- faecal coliforms) υψηλή συγκέντρωση παθογόνων µ/ο στα λύµατα περιοχών που ενδηµούν γαστρεντερίτιδες κ.λ.π

4 ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΠΑΘΟΓΟΝΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΣΤΑ ΛΥΜΑΤΑ Οργανισµός Ασθένεια Salmonella γαστρεντερίτιδα,τύφος Shigella δυσεντερία E.coli γαστρεντερίτιδα Yersinia γαστρεντερίτιδα Campylobacter γαστρεντερίτιδα Vibrio cholerae χολέρα Leptospira λεπτοσπείρωση Salmonella E.coli

5 ΚΥΡΙΟΤΕΡΟΙ ΠΑΘΟΓΟΝΟΙ ΙΟΙ ΣΤΑ ΛΥΜΑΤΑ Οργανισµός Poliovirus Rotavirus Hepatitis A virus Norovirus Adenovirus Reovirus Echovirus Ασθένεια παράλυση γαστρεντερίτιδα ηπατίτιδα γαστρεντερίτιδα επιπεφυκίτιδα πνευµονοπάθειες µηνιγγίτιδα

6 ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΠΑΘΟΓΟΝΑ ΠΑΡΑΣΙΤΑ ΣΤΑ ΛΥΜΑΤΑ Οργανισµός Giardia lamblia Entamoeba coli Entamoeba histolytica Cryptosporidium Ascaris Ancylostoma Necator Trichuris Ασθένεια διάρροια διάρροια,ελκώσεις αµοιβαδική δυσεντερία κρυπτοσποριδίωση ασκαρίαση αναιµία αναιµία διάρροια,αναιµία Ascaris egg

7 16/11/2009

8 16/11/2009

9 ΑΠΑΙΤΗΣΗ επεξεργασίας λύµατος πριν τη διάθεσή τους στο περιβάλλον!!!...κυα 221/65 : οποιαδήποτε τεχνική επεξεργασία µε την οποία επιτυγχάνεται η τροποποίηση των χαρακτηριστικών των λυµάτων, µε σκοπό τη µείωση ή εξάλειψη των δυσµενών συνεπειών που µπορεί να προκύψουν από τη διάθεσή τους στο περιβάλλον ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ (ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΙ) Σκοπός: Μείωση οργανικού φορτίου Μείωση αριθµού παθογόνων µ/ο Ανακύκλωση επεξεργασµένων λυµάτων

10 Βαθµός Στάδια Καθαρισµού Πρωτοβάθµιος Καθαρισµός Αποµακρύνει: Τα ογκώδη στερεά, την άµµο και τα αιωρούµενα στερεά Δευτεροβάθµιος (βιολογικός) Καθαρισµός Αποµακρύνει: Τα οργανικά συστατικά και τους παθογόνους µικροοργανισµούς Τριτοβάθµιος Καθαρισµός Αποµακρύνει: Τα θρεπτικά συστατικά (φωσφόρος,άζωτο)

11

12 Ποια είναι η τύχη των παθογόνων µ/ο στο βιολογικό καθαρισµό; αποµακρύνονται αδρανοποιούνται καταστρέφονται επιβιώνουν - περνάνε στο τελικό λύµα (effluent) Υπολογισµός ειδικής θνησιµότητας παθογόνου σε ένα σύστηµα x1=x o.e -µ(t-t 0 ) µ:ειδική θνησιµότητα ενός παθογόνου x: συγκέντρωση παθογόνου Καταµέτρηση στην είσοδο (xο) και στην έξοδο (x1) του συστήµατος (t-t 0 ) 16/11/2009

13 Φυσικοί παράγοντες που επιδρούν στην επιβίωση/αδρανοποίηση των µικροβίων Παράγοντας Θερµοκρασία Αφυδάτωση / ξήρανση Συνάθροιση Προσρόφηση σε σωµατίδια ή επιφάνειες ιείσδυση (encapsulation/embedding) Αποτέλεσµα Αδρανοποίηση σε θερµοκρασίες θερµοκρασίες προκαλούν αύξηση ανάπτυξης κάποιων µ/ο: Naegleria fowlerii and other amebas Legionella species Mycobacteria species Aeromonas species Vibrio species Μεγαλύτερη αδρανοποίηση σε υγρασία Τα συσσωµατώµατα προστατεύουν τους µ/ο από αντιµικροβιακούς παράγοντες πιθανότητα καθίζησης Η προσρόφηση προστατεύουν τους µ/ο από παράγοντες αδρανοποίησης µ/ο στο εσωτερικό βιοϋµενίων προστατεύονται από αντιµικροβιακούς παράγοντες πιθανότητα καθίζησης 16/11/2009

14 Οργανικά σωµατίδια: συνήθως υψηλή προστασία βιοϋµένια προστασία των µικροβίων που περιβάλλουν αντιδρούν/καταναλώνουν αντιµικροβιακές ουσίες Ανόργανα σωµατίδια: ποικιλία προστασίας «θολά» σωµατίδια προστατεύουν από ηλιακό φως/uv δεν προστατεύουν πάντα από χηµικές ουσίες βαρέα µέταλλα (χαλκός, άργυρος κ.α.) αντιµικροβιακά Clumped: interior microbes protected Adsorbed: partially protected Embedded: most protected 16/11/2009 Dispersed: least protected : Antimicrobial agent

15 Χηµικοί παράγοντες που επιδρούν στην επιβίωση των µικροβίων Παράγοντας Αποτέλεσµα ph Οι µ/ο επιβιώνουν καλύτερα σε ουδέτερο ph Οργανική ύλη Οι µ/ο προστατεύονται από διαλυµένες οργανικές ουσίες Αµµωνία αντιµικροβιακή δράση σε ph>8 Άλατα αλάτων (π.χ.nacl) αντιµικροβιακή δράση Ένζυµα Πρωτεάσες και νουκλεάσες αδρανοποιούν µ/ο Βιολογικοί παράγοντες που επιδρούν στην επιβίωση των µικροβίων Παράγοντας Ένζυµα Τροφή για άλλους µ/ο Πρωτόζα,έλµινθες Αποτέλεσµα Πρωτεάσες και νουκλεάσες αδρανοποιούν µ/ο Βιοϋµενια / βιοκροκίδες Η προσρόφηση σε βιοϋµενια / βιοκροκίδες προστατεύει από αντιµικροβιακούς παράγοντες 16/11/2009

16 ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ Για ποιο λόγο γίνεται; Για την καταστροφή των παθογόνων µικροοργανισµών, ώστε η διάθεση των λυµάτων σε υδάτινους αποδέκτες, να είναι ακίνδυνη για τη δηµόσια υγεία. Ποιοι είναι οι σηµαντικότεροι τρόποι απολύµανσης; α) Χλωρίωση (αέριο χλώριο, NaClO, διοξείδιο του χλωρίου) β) Έκθεση σε Υπεριώδη Ακτινοβολία (U.V.) γ) Οζόνωση (παραγωγή όζοντος από ατµοσφαιρικό αέρα ή οξυγόνο)

17 16/11/2009 ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ

18 16/11/2009

19 Indicator Microbe Levels in Raw and Treated Municipal Sewage: Sewage Treatment Efficacy Number/100 ml Raw Treated 16/11/2009 F. col. E. coli Ent. C. p. F+ phg. (geom. mean values of 24 biweekly samples)

20 16/11/2009

21 16/11/2009

22 Pathogen Removal by Wastewater Treatment Effluent Viruses Salmonella Giardia Raw 500,000 42, ,500 Primary 129, ,405 Secondary 117, ,462 Tertiary Infective Dose 1 >1, /11/2009

23 Επεξεργασµένα υγρά λύµατα ιάθεση σε υδάτινο αποδέκτη Επαναχρησιµοποίηση (αξιοποίηση) έλλειψη νερού προστασία περιβάλλοντος προστασία δηµόσιας υγείας Επιφανειακά νερά (πόσιµα, κολύµβησης) Θαλάσσια νερά (κολύµβησης, ιχθυοκαλλιέργειες) Πόσιµο νερό (άµεσα ή έµµεσα) Ιχθυοκαλλιέργειες Άρδευση Βιοµηχανία Επεξεργασµένη ιλύς ιάθεση Θάλασσα Χωµατερή Αποτέφρωση Έδαφος 16/11/2009 Επαναχρησιµοποίηση (αξιοποίηση) Κοµποστοποίηση (εδαφοβελτιωτικό) Βιοαέριο Πετρέλαιο (enersludge process)

24 ιάθεση λυµάτων σε υδάτινο αποδέκτη ΚΥΑ 221/65 : «Περί διαθέσεως λυµάτων και βιοµηχανικών αποβλήτων» διάθεση σε υδάτινο αποδέκτη ώστε να µην καθιστούν τα αποδεχόµενα ύδατα ακατάλληλα για την εκάστοτε προβλεπόµενη χρήση τους (πόσιµα, κολυµβητικά, αλιεία, οστρακο-ιχθυοκαλλιέργεια κ.λ.π.) η θέση και ο τρόπος εκβολής των λυµάτων να εξασφαλίζουν ταχεία και καλή ανάµιξη µε τα ύδατα του αποδέκτη. διάθεση στο έδαφος το έδαφος να είναι πορώδες και άνευ ρωγµών ή οπών, ώστε να µη διαφεύγουν λύµατα άνευ επαρκούς διήθησης και καθαρισµού µέχρι τα υπόγεια ύδατα.

25 Οδηγία 91/271 Ε.Ε.: «Για την επεξεργασία των αστικών λυµάτων» τα κράτη µέλη µεριµνούν ώστε όλοι οι οικισµοί να διαθέτουν δίκτυα επεξεργασία αστικών λυµάτων: - έως 31/12/2000 : για οικισµούς µε πάνω από ισ.πληθυσµό - έως 31/12/2005: για οικισµούς ισ.πληθυσµό η απαιτούµενη «ποιότητα» των επεξεργασµένων λυµάτων εξαρτάται από την ευαισθησία του υδάτινου αποδέκτη. ευαίσθητες περιοχές: : φυσικές λίµνες γλυκών υδάτων,εκβολές ποταµών,παράκτια ύδατα,επιφανειακά γλυκά ύδατα προοριζόµενα για την άντληση πόσιµου νερού όχι γρήγορη εναλλαγή ύδατος, όχι ισχυρά ρεύµατα + τριτοβάθµια επεξεργασία λιγότερο ευαίσθητες περιοχές: : θαλάσσια υδάτινη µάζα, µε κατάλληλη µορφολογία, ανοικτοί όρµοι, εκβολές ποταµών, παράκτια ύδατα γρήγορη εναλλαγή ύδατος, ισχυρά ρεύµατα δευτεροβάθµια επεξεργασία + απολύµανση

26 Υδατικοί πόροι περιορισµένοι µολυσµένοι Βελτίωση ποιότητας νερών (επιφανειακά, υπόγεια κ.λ.π.) Εναλλακτικές πηγές νερού επαναχρησιµοποίηση / αξιοποίηση λυµάτων Χρήση υδατικών πόρων 18% βιοµηχανία 70% γεωργία 12% νοικοκυριά ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ 10% Παγκόσµιου πληθυσµού κατανάλωση τροφίµων ποτισµένων µε λύµα 20 εκ εκτάρια πότισµα µε λύµα (επεξεργασµένο ή µη) 16/11/2009

27

28 16/11/2009

29 16/11/2009

30 16/11/2009

31 Επαναχρησιµοποίηση επεξεργασµένων λυµάτων άρδευση καλλιεργειών / φυτώρια άρδευση πάρκων, γήπεδα γκολφ, νεκροταφεία βιοµηχανίες (πύργοι ψύξης, βαριές κατασκευές,λέβητες κ.α.) εµπλουτισµός υδροφόρων οριζόντων αναψυχή (λίµνες, τεχνητό χιόνι, ενίσχυση χειµάρρων, ψαρότοπους) αστική χρήση (πυρόσβεση, air condition,τουαλέτες) πόσιµη χρήση (διοχέτευση σε πηγή πόσιµου νερού, απ ευθείας χρήση) 10% πληθυσµού καταναλώνει τρόφιµα που έχουν αρδευτεί µε λύµα Καλιφόρνια: 67% & Ισραήλ 75% λυµάτων επεξ. καλλιέργειες - κήποι

32 16/11/2009

33 16/11/2009

34 16/11/2009

35 16/11/2009

36 Επαναχρησιµοποίηση λυµάτων στην άρδευση Table 1. Results of crop yields by wastewater irrigation Crop Yield (Tonnes/Hectare/Yield) Irrigation water Wheat Beans Rice Potatoes Cotton 1. Raw wastewater Fresh water Plus NPK Mara & Cairncross, WHO (1989)

37 Παραγωγή µελιτζάνας (αριστερά σε tn/ha, δεξιά σε χιλιάδες καρπούς ανά ha) σε συνάρτηση µε την προσθήκη αζώτου. Σε κάθε περίπτωση παρατηρείταιαυξηµένη παραγωγικότητα όταν το νερό αντικαθιστάται από επεξεργασµένα λύµατα. 16/11/2009 Optimisation of the use of nitrogen in the treated wastewater reused for irrigation I. Papadopoulos and S. Savvides

38 Το 1989, ο Π.Ο.Υ. ανακοίνωσε τέσσερις βασικέςκατηγορίες µέτρων για την επαναχρησιµοποίηση λυµάτων (WHO 1989): - Επεξεργασία των λυµάτων - Περιορισµός των τύπων των αρδευόµενων καλλιεργειών - Επιλογή µεθόδου άρδευσης - Έλεγχος της ανθρώπινης έκθεσης στους παθογόνους οργανισµούς των λυµάτων, του εδάφους ή των αγροτικών προϊόντων. Για την ικανοποίηση των πιο επάνω µέτρων ο Π.Ο.Υ. κατέληξε στα εξής συµπεράσµατα: Η άρδευσηµε ακατέργαστα λύµατακαι χωρίς λήψη προληπτικών µέτρωνεγκυµονεί υψηλό κίνδυνο µετάδοσης ασθενειών Η εφαρµογή µερικής επεξεργασίαςτων λυµάτων ή η λήψη µέτρωνγια τηναποφυγή της ανθρώπινης επαφής µε τους παθογόνους µικροοργανισµούςµειώνει τον κίνδυνο, ο οποίος όµως, αν και χαµηλός, εξακολουθεί να υφίσταται Αποτελεσµατικό µέτρο, τουλάχιστο για τους καταναλωτές, αποτελεί ηεφαρµογή της άρδευσης σε περιορισµένους τύπους καλλιεργειώνκαι κυρίωςσε καλλιέργειες που δεν παράγουν προϊόντα που τρώγονται ωµά (περιορισµένη άρδευση) Η πλήρης επεξεργασία των λυµάτωναποτελεί το αποτελεσµατικότεροεργαλείο για την πρόληψη µετάδοσης ασθενειών, χωρίς στην περίπτωση αυτήνα είναι αναγκαίος ο περιορισµός των καλλιεργειών (απεριόριστη άρδευση) 16/11/2009

39 Επαναχρησιµοποίηση αποβλήτων για άρδευση καλλιεργειών, πάρκων, γηπέδων ποιοτικά χαρ/κά αρδευτικού νερού (χηµική και βιολογική ποιότητα νερού) χαρ/κά περιοχής (τοπογραφία,χαρ/κά εδάφους,γεωλογικές συνθήκες,υπόγεια νερά,χρήσεις γης,κλίµα περιοχής) µέθοδος άρδευσης (πληµµύρισµα, αυλάκια,υπόγεια, καταιονισµό-spray, τοπική) πρακτική άρδευσης (περιορισµένη ή όχι) ανάλογη επεξεργασία τοπικές συνήθειες καλλιέργειας, διατροφής, κουλτούρας, οικονοµικών συνθηκών Περιορισµένη άρδευση ( restricted irrigation): καλλιέργειες φρούτων (δέντρα), βιοµηχανικές καλλιέργειες (πχ. σιτάρι,κριθάρι,βαµβάκι) βοσκοτόπια Μη περιορισµένη άρδευση (unrestricted irrigation): λαχανικά αθλητικά γήπεδα, δηµόσια πάρκα

40 Βαθµός επεξεργασίας που απαιτείται από WHO Ανάλογα µε καλλιέργειες Ανάλογα µε τύπο άρδευσης Υψηλός καλλιέργειες που τρώγονται ωµές δηµόσια πάρκα, πρασιές, γήπεδα γκολφ Μέτριος καλλιέργειες που τρώγονται µαγειρεµένες χλωρός σανός καλλιέργειες που ξεφλουδίζονται πριν καταναλωθούν καλλιέργειες που δεν έρχονται σε επαφή µε λύµα Χαµηλός βιοµηχανικές καλλιέργειες καλλιέργειες που επεξεργάζονται / κανσέρβες εκτάσεις όχι προσβάσιµες σε κοινό σανός ξηραµένος Υψηλός / Μέτριος πληµµύρισµα αυλάκια καταιωνισµός Χαµηλός υπόγεια τοπική

41 Στάγδην Καταιωνισµός 16/11/2009

42 Άρδευση µε πληµµύρισµα Άρδευση µε αυλάκια 16/11/2009

43

44 10 5 FC/100ml <1 αυγό νηµ/l

45 10 3 FC/100ml 0αυγό νηµ/l

46 16/11/2009

47 16/11/2009

48 Νοµοθεσία στον Ευρωπαϊκό χώρο απουσία νοµοθεσίας για τηνεπαναχρησιµοποίηση των επεξεργασµένων λυµάτων σε Ευρωπαϊκό επίπεδο. αναφορά γίνεται στην Οδηγία 91/271 της ΕΕ περί της επεξεργασίας υγρών αποβλήτων, όπου αναφέρεται (άρθρο 12, 1): Τα επεξεργασµένα λύµατα πρέπει να επαναχρησιµοποιούνται, όποτε είναι σκόπιµο. για τον χώρο της Ευρώπης σηµαντική παράµετρος για τηνέλλειψη ενιαίας θεώρησης είναι η ανισοκατανοµή των διαθέσιµων υδατικών πόρων. 16/11/2009

49 16/11/2009

50

51 16/11/2009

52 16/11/2009

53 16/11/2009

54 16/11/2009

55 Ειδικοί όροι δι έκαστον τρόπον διαθέσεως λυµάτων ή βιοµηχανικών αποβλήτων εις το έδαφος. Επιφανειακή διάθεσις λυµάτων ή βιοµηχανικών αποβλήτων. α) Τα διατιθέµενα λύµατα ή βιοµηχανικά απόβλητα θα έχουν υποβληθή εις επεξεργασίαν τουλάχιστον ισοδύναµον προς τοιαύτην δι εσχάρας ανοίγµατος 2,5 εκ. Επίσης τα λύµατα ή τα βιοµηχανικά απόβλητα δεν θα ευρίσκωνται, κατά το δυνατόν, εις σηπτικήν κατάστασιν λαµβανοµένων εν ανάγκη των απαιτουµένων µέτρων, ως αερισµού ή χλωριώσεως. β) Η έκτασις της περιοχής διαθέσεως θα είναι επαρκής και η επιφάνεια αυτής θα έχη οµαλάς κλίσεις, ώστε να εξασφαλίζηται η κανονική κατανοµή και να προλαµβάνηται η υπερφόρτισις του εδάφους, ως και η δηµιουργία συλλογών στασίµων υγρών µε αποτέλεσµα την ανάπτυξιν σηπτικών καταστάσεων ή εντόµων. Τα τυχόν αποστραγγιζόµενα ή καθ οιονδήποτε τρόπον διαφεύγοντα λύµατα ή βιοµηχανικά απόβλητα θα διατίθενται περαιτέρω αναλόγως της περιπτώσεως συµφώνως προς τους όρους της παρούσης. Η περιοχή διαθέσεως δεν θα υπόκεινται εις κατάκλυσιν εκ πληµµυρών. Η απόστασις των ορίων της περιοχής διαθέσεως λυµάτων ή βιοµηχανικών αποβλήτων από κατωκηµένων ή συχναζοµένων περιοχών ως και ετέρων περιοχών (υδροληψίας, οπωρώνων κλπ.) θα καθορίζηται εκάστοτε αναλόγως της καθαρότητος των διατιθεµένων λυµάτων ή βιοµηχανικών αποβλήτων, του τρόπου της επιφανειακής διαθέσεως αυτών και των τοπικών συνθηκών εις τρόπον ώστε να µη προκαλούνται κίνδυνοι µολύνσεων ή οχλήσεων. Ειδικώτερον διά την προστασίαν του ποσίµου ύδατος από λυµάτων, τα όρια της περιοχής διαθέσεωςαυτών θα απέχουν τουλάχιστον 30 µ. από φρεάτων ή πηγών και 15 µ. από σωλήνων υδραγωγείου. γ) Θα λαµβάνωνται αποτελεσµατικά µέτρα, ώστε να αποκλείηται είσοδος αναρµοδίων προσώπων και ζώων, εντός της περιοχής διαθέσεως των λυµάτων. δ) Εις περίπτωσιν καθ ην τα λύµατα ή τα βιοµηχανικά απόβλητα χρησιµοποιούνται προς άρδευσιν φυτειών, θα πληρώνται επιπροσθέτως των ανωτέρω και οι κάτωθι όροι: (1) Τα διατιθέµενα λύµατα ή βιοµηχανικά απόβλητα θα έχουν υποβληθή εις επεξεργασίαν τουλάχιστον ισοδύναµον προς απλήν καθίζησιν µέσης διαρκείας 2 ωρών. (2) Εις τας διά λυµάτων αρδευοµένας καλλιεργείας δεν θα περιλαµβάνωνται λαχανικά εσθιόµενα άνευ βρασµού. (3) Πάσα άρδευσις διά λυµάτων θα διακόπτηται δύο τουλάχιστον εβδοµάδας προ της συγκοµιδής ή της βοσκής γαλακτοφόρων ζώων. (4) εν θα χρησιµοποιούνται λύµατα ή βιοµηχανικά απόβλητα βυρσοδεψείων ή ετέρων εγκαταστάσεων τα οποία είναι δυνατόν να είναι µολυσµένα διά σπορίων άνθρακος. (5) Θα προβλέπηται έτερος τρόπος υγιεινής διαθέσεως των λυµάτων ή των βιοµηχανικών αποβλήτων, όταν ταύτα δεν χρησιµοποιούνται προς άρδευσιν. (6) Εις περιπτώσεις καθ ας ελλείψει επαρκούς οργανώσεως των αρδεύσεων ή δι οιονδήποτε άλλον λόγον δεν εξασφαλίζεται η πλήρης εφαρµογή των ανωτέρω όρων, το Υγειονοµικόν Κέντρον δέον όπως µη παρέχη έγκρισιν αρδεύσεως διά λυµάτων ή βιοµηχανικών αποβλήτων και να µεριµνά διά την απαγόρευσιν των πληµµελώς ενεργουµένων τοιούτων.

56

57 The Monterey Regional Plant irrigates 12,000 acres of farmland in Monterey County, supplying up to 21 million gallons of processed wastewater to nearby farms each day. PHOTO COURTESY OF THE MONTEREY REGIONAL WATER POLLUTION CONTROL AGENCY

58 Silver Star Golf Course and Sewage Effluent Disposal Area 10th fairway looking west from tee - October 8th, 2008

59 10th fairway looking west from tee. Photo taken April 25th, Average snow depth was 3 feet.

60 Κίνδυνοι από: αιωρούµενα σταγονίδια (aerosols) βακτηρίδια/ιοί µόλυνση άµεση / έµµεση κατανάλωση µολυσµένων τροφίµων εφαρµογή κανόνων υγιεινής στην κουζίνα. Τα παθογόνα βακτήρια και οι ιοί δεν έχουν την ικανότητα προσρόφησης στο εσωτερικό των καρπών (εκτός αν τραυµατισµός στο φλοιό) µόλυνση υπογείων υδάτων βακτηρίδια: αµµώδη εδάφη 10 m & 450 m ιοί : αµµώδη εδάφη 67 m & 400 m παράσιτα: επιφάνεια (λόγω µεγέθους) άµεσηεπαφήµε µολυσµένα τρόφιµα (προστατευτικά ρούχα για γεωργούς, εµβολιασµός) / επαφή µε γρασίδι (περιφράξεις) µεταφορά παθογόνων µε ζώα επαφή µε λύµατα (αγρότες, οικογένειές τους, γειτονικός πληθυσµός) κατανάλωση κρέατος (π.χ. µοσχάρι, χοιρινό) ή ζωικών προϊόντων (π.χ. γάλα) που µολύνθηκε από λύµατα αναδυόµενα προβλήµατα: E.coliΟ157:Η7 σε µαρούλια από χρήση λύµατος στην άρδευση και λάσπης ως λίπασµα / µέσω της ρίζας *** παθογόνα φυτών /ανταγωνισµό µικροοργανισµών µε ρίζες φυτών για θρεπτικά συστατικά

61 Επίδραση χρήσης ανεπεξέργαστου λύµατος σε: Αγρότες / εργάτες εγκατάστασης επεξ. λυµάτων υψηλός αριθµός µολύνσεων από εντερικούς νηµατώδεις σκώληκες, (π.χ. Ινδία Ascaris ) χολέρα, όταν το λύµα από περιοχή που ενδηµεί το βακτήριο, (π.χ. Ιερουσαλήµ 1970, χαµηλή ανοσία σε χολέρα) εργάτες εγκατάστασης επεξ. λυµ., όχι ιδιαίτερα προβλήµατα, κυρίως υψηλό ποσοστό εργατών µε υψηλό τίτλο αντισωµάτων σε ιούς Norwalk Καταναλωτές: µόλυνση από την κατανάλωση µολυσµένων τροφίµων µε βακτήρια, νηµατώδεις χολέρα και τύφο κατανάλωση λαχανικών -Βοσκή υψηλό ποσοστό µόλυνσης βοοειδών µε Taenia saginata

62 16/11/2009

63 Υπολογισµός κινδύνου µόλυνσης από ιό / άτοµο / έτος σε ποικίλες συγκεντρώσεις E.coliλυµάτων (ανεπεξέργαστου ή µη) που χρησιµοποιούνται για άρδευση E.coli/100 ml κίνδυνος µόλυνσης από ιό (κατανάλωση ωµών λαχανικών (CV) /επαφή µε λύµα κατά την άρδευση (WC) Αναφορά 10 7 (π.χ. ανεπεξέργαστο) (CV) Fattal and Shuval, Χ 10-5 (CV) Shuval et al Χ Χ10-9 (CV) Tanaka et al., Χ Χ10-10 (WC) Tanaka et al., /11/2009

64 Υ ΑΤΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ (ΙΧΘΥΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ,ΟΣΤΡΑΚΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ) µόλυνση ανθρώπου : µολυσµένα ψάρια,όστρακα (τρώγονται ωµά ή όχι καλά µαγειρεµένα), ενδιάµεσους ξενιστές (π.χ. σαλιγκάρια), Οδηγία WHO: <10 3 κοπρανώδη κολ/δή / 100 ml απουσία αυγών τρηµατωδών/l πολύ µικρή συσσώρευση παθογόνων µικροοργανισµών πάνω ή µέσα στα ψάρια Στην Ασία, (τα ψάρια τρώγονται ωµά) 0 αυγά ελµίνθων /λίτρο Μυδοκαλλιέργειες

65 ΕΛΛΗΝΙΚΑ Ε ΟΜΕΝΑ Ετήσια κατανάλωση νερού: γεωργία (85%) οικιακή χρήση (13%) βιοµηχανική χρήση (2%)

66 ΕΛΛΗΝΙΚΑ Ε ΟΜΕΝΑ EU 271/91 Οδηγία για τα αστικά απόβλητα 350 Βιολογικοί Καθαρισµοί Αστικών Αποβλήτων (ΒΚΑΑ) 65% του πληθυσµού Θα χρειαστούν άλλοι 1800 ΒΚΑΑ για το υπόλοιπο 21% του πληθυσµού Το υπόλοιπο 14% µικρά χωριά και αποµακρυσµένες περιοχές µικρές µονάδες εξυγίανσης λυµάτων Από τους υπάρχοντες ΒΚΑΑ : 42% ολοκληρωµένη λειτουργία 41% µέτρια λειτουργία 17% κακή λειτουργία Πάνω από το 83% των επεξεργασµένων λυµάτων παράγονται σε περιοχές της Ελλάδος µε έλλειψη νερού δυνατότητα αξιοποίησης / ανακύκλωσης Μελέτες έδειξαν ότι µε την αξιοποίηση επεξεργασµένου λύµατος για άρδευση καλλιεργειών 3.2% / έτος µείωση χρήσης επιφανειακών νερών για άρδευση

67 ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΣΤΗ ΓΕΩΡΓΙΑ 25 ΒΚΑΑ (8.5% των ΒΚΑΑ, 5.2% επεξεργασµένων λυµάτων) αξιοποίηση επεξεργασµένων λυµάτων στην άρδευση γεωργικών περιοχών (ελιές και βαµβάκι) κάποιοι ΒΚΑΑ αποβάλλουν τα επεξεργασµένα λύµατα σε ποτάµια, τα οποίαχρησιµοποιούνται για άρδευση καλλιεργειών (έµµεση αξιοποίηση) ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ ΣΕ ΑΣΗ 7.5% των ΒΚΑΑ (2.4% επεξεργασµένων λυµάτων) άρδευση δασικών περιοχών και προστασίας από πυρκαϊές

68

69 Βακτηριοφάγοι

70 Χρήση βακτηριακών δεικτών κοπρανώδους ρύπανσης (από το 1885) Ολικά κολοβακτηριοειδή (TC) : Enterobacteriaceae Escherichia spp. Klebsiella spp. Εnterobacter spp. Citrobacter spp.κ.ά. Gram -, Ζύµωση λακτόζης 37 o C/24 ώρες. Προέλευση: κοπρανώδης και περιβαλλοντική Πολλαπλασιασµός στο περιβάλλον Κοπρανώδη κολοβακτηριοειδή (FC) : Escherichia spp. Klebsiella spp. Gram -, Ζύµωση λακτόζης 44 o C/48 ώρες. Προέλευση: κυρίως κοπρανώδης και περιβαλλοντική Citrobacter spp. E.coli (EC): Gram -, Ζύµωση λακτόζης 44 o C/48 ώρες,παραγωγή ινδόλης από τρυπτοφάνη Προέλευση: αποκλειστικά κοπρανώδης Gram + Εντερόκοκκοι (IE): Προέλευση: αποκλειστικά κοπρανώδης Πιο ανθεκτικοί από δείκτες (TC,FC, EC)στο περιβάλλον -απολύµανση

71 Καταλληλότητα κλασικών δεικτών Οι ιοί παρουσιάζουν µεγαλύτερη αντοχή στην επεξεργασία νερού και λυµάτων, κυρίως στις χηµικές επεξεργασίες (π.χ. χλωρίωση) έχουν αναφερθεί επιδηµίες γαστρεντερίτιδας, που οφείλονταν σε ιούς (κυρίως Norwalk)από: νερά κολύµβησης κατάλληλα, σύµφωνα µε νοµοθεσία / δέχονταν πλήρως επεξεργασµένα (απολυµασµένα) λύµατα κατανάλωση οστρακόδερµων, από οστρακοκαλλιέργειες σε νερά κατάλληλα, που πληρούσαν νοµοθεσία ανεπάρκεια κλασικών βακτηριακών δεικτών για ιούς αναζήτηση εναλλακτικών δεικτών Προτείνονται: Βακτηριοφάγοι (1949) σωµατικοί κολιφάγοι =SOMCPH, F-specific RNA φάγοι=frnaph, φάγοι του Bacteroides fragilis=bfrph πιο ανθεκτικοί από δείκτες (TC,FC, EC,ΙΕ) στο περιβάλλον παρόµοια δοµή µε ιούς παρόµοια συµπεριφορά µε ιούς στις χηµικές επεξεργασίες

72 Οι δείκτες κοπρανώδους ρύπανσηςαυτοί είναι αλλόχθονοι µικροοργανισµοί οι οποίοι περνούν παροδικά µέσα στο υδάτινο οικοσύστηµα, προερχόµενοι συνήθως από το γαστρεντερικό σωλήνα του ανθρώπου και των ζώων. Ένας µικροοργανισµός για να χρησιµοποιηθεί ως δείκτης πρέπει να έχει τα εξής χαρακτηριστικά: να είναι άφθονος στα κόπρανα και στα λύµατα να είναι απώνή σε µικρούς αριθµούς σε άλλες πηγές να µην µπορεί να πολλαπλασιαστεί στο υδάτινο περιβάλλον να µην είναι παθογόνος να είναι πιο ανθεκτικόςαπό τους παθογόνους στις συνθήκες του περιβάλλοντος και στα απολυµαντικά (π.χ. χλωρίνη) η µέθοδος ανίχνευσής του να είναι εύκολη η εφαρµογή της µεθόδου ανίχνευσής του να έχει χαµηλό κόστος. κοπρανώδη κολοβακτηριοειδή / Ε.coli /Εντερόκοκκοι / Clostridium perfringens / φάγοι

73 Bακτηριοφάγοι (φάγοι):ιοί που προσβάλουν βακτηριακά κύτταρα. Βακτήριο Φάγος προσρόφηση διείσδυση αντιγραφή και ανασυγκρότηση Βακτηριακή καλλιέργεια Πλάκα διαύγασης (pfu) (Λύση βακτηρίου) λύση βακτηρίου

74 Επιλογή των σωµατικών κολιφάγων (SOMCPH), F-specific RNAφάγων (FRNAPH)και φάγων του Bacteroides fragilis (BFRPH), γιατί: έχουν παρόµοια δοµή και µέγεθος µε ιούς είναι άφθονοι σε κόπρανα λύµατα δεν είναι παθογόνοι προσβάλουν,κυρίως, βακτήρια της εντερικής χλωρίδας ανθρώπου ζώων µέθοδοι καταµέτρησης απλές, σύντοµες, µε χαµηλό κόστος

75 Χαρακτηριστικά SOMCPH FRNAPH BFRPH Γενετικό υλικό Μονόκλωνο- ίκλωνο DNA Μονόκλωνο RNA ίκλωνο DNA Υποδόχα βακτήρια (host) E.coli Salmonella Shigella E.coli Salmonella Shigella, F-pili (βλεφαρίδα σύζευξης) Bacteroides fragilis κ.ά. εντεροβακτηριακά Προέλευση Ανθρώπινη -Ζωική Αντοχή Παρόµοια µε ιών Πολλαπλασιασµός στο περιβάλλον Χαµηλά ποσοστά Όχι Όχι Μέθοδος Απλή -σύντοµη Απλή, µικρή δυσκολία ανάγνωσης πλακών Λιγότερο απλή, αναερόβιες συνθήκες επώασης Συγκέντρωση: κόπρανα-περιβάλλον Υψηλή Χαµηλότερη Χαµηλή

76 Επεξεργασία Βακτηριακοί δείκτες Σχετική µείωση µικροβιολογικών παραµέτρων Βακτηριοφάγοι Ιοί Ενεργός ιλύς & δευτεροβάθµια καθίζηση παρόµοια παρόµοια παρόµοια Χλωρίωση µεγαλύτερη µικρότερη µικρότερη Όζον µεγαλύτερη µικρότερη µικρότερη Υπεριώδης ακτινοβολία µεγαλύτερη µικρότερη µικρότερη Αναερόβια χώνευση λάσπης µεγαλύτερη µικρότερη µικρότερη

77 SOMCPH: Καταµέτρηση βάσει µεθόδου καλλιέργειας διπλοστοιβάδας (ISO )- E.coli WG5 (nalidixic acid ανθεκτικό) FRNAPH : Καταµέτρηση βάσει µεθόδου )- Salmonella Typhimurium WG49 καλλιέργειας διπλοστοιβάδας (ISO BFRPH : Καταµέτρηση βάσει µεθόδου )- Bacteroides fragilis RYC2056 καλλιέργειας διπλοστοιβάδας (ISO

78 FRNAPH BFRPH SOMCPH Πλάκες διαύγασης (pfus) Πρότυπα στελέχη