Czy bać się kupy w kąpielisku?

Wymagania jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe w miejscach wykorzystywanych do kąpieli określa Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 17 stycznia 2019 r. w sprawie nadzoru nad jakością wody w kąpielisku i miejscu okazjonalnie wykorzystywanym do kąpieli [1]. Zgodnie z tym aktem prawnym woda w miejscu przeznaczonym do kąpieli powinna spełniać następujące kryteria:

liczba bakterii zwanych enterokokami nie może być większa niż 400 jtk w 100 ml wody,
co odpowiada 4 000 000 jtk w 1 m³ wody,
liczba bakterii Escherichia coli (pałeczek okrężnicy) nie może przekraczać 1000 jtk w 100 ml wody,
co odpowiada 10 000 000 jtk w 1 m³ wody,
w wodzie nie mogą występować widoczny zakwit sinic ani widoczne rozmnożenie się makroalg lub fitoplanktonu morskiego,
wizualna ocena wody nie może wykazać zanieczyszczeń, takich jak materiały smoliste powstające wskutek rafinacji, destylacji lub jakiejkolwiek obróbki pirolitycznej, w szczególności pozostałości podestylacyjne, szkło, tworzywa sztuczne, guma lub inne odpady (w ilości niedającej się natychmiast usunąć).

Użyty wyżej skrót jtk oznacza jednostki tworzące kolonie. Mikrobiolodzy oznaczając liczbę drobnoustrojów w badanym materiale (np. wodzie z kąpieliska) korzystają bardzo często z metody hodowlanej. Polega ona na tym, że wysiewa się określoną ilość materiału na pożywki, na których rosną drobnoustroje. Przy wysiewie dąży się do tego, by z jednej komórki drobnoustroju wyrosła jedna kolonia. Kiedy drobnoustroje namnażając się utworzą na pożywce widoczne gołym okiem kolonie, liczy się je, a następnie uzyskany wynik przelicza się na jednostkę badanego materiału (np. na 100 ml, albo 1 m³ wody). Tylko, że drobnoustroje wykazują tendencje do łączenia się w skupiska, dlatego jedna kolonia na pożywce może wyrosnąć z więcej niż jednej komórki drobnoustroju. Z tego właśnie powodu wynik uzyskany metodą hodowlaną wyraża się we wspomnianych jednostkach tworzących kolonie (jtk) a nie jako liczbę komórek.

Wzmiankowane wcześniej enterokoki oraz bakterie Escherichia coli, jako typowa mikroflora przewodu pokarmowego i kału, są mikroorganizmami wskaźnikowymi, których obecność w wodzie świadczy o jej zanieczyszczeniu fekaliami. Z wyjątkiem pewnych szczepów enterokoki i Escherichia coli nie są szkodliwe dla człowieka – przynajmniej wtedy kiedy znajdują się w odpowiednim odcinku przewodu pokarmowego.

Jednak stwierdzenie w badanych próbach wysokiej liczby enterokoków bądź Escherichia coli sygnalizuje niebezpieczeństwo występowania w wodzie także innych patogennych drobnoustrojów bytujących w odchodach takich jak: Salmonella (w tym pałeczki duru brzusznego), Shigella (pałeczki czerwonki), Staphylococcus aureus (gronkowiec złocisty), Vibrio cholerae (przecinkowiec cholery).

Wymienione drobnoustroje mogą wniknąć do organizmu człowieka poprzez przewód pokarmowy – w następstwie połknięcia wody. Mogą także zakazić rany, o które dość łatwo podczas plażowania i kąpieli (zwłaszcza o mikrouszkodzenia skóry). Ponadto mogą zakazić drogi moczowe lub spojówki. Infekcje ran, dróg moczowych i spojówek mogą również być spowodowane przez niepatogenne w przewodzie pokarmowym szczepy enterokoków i Escherichia coli.

W 1 gramie kału ludzkiego znajduje się od 100 000 do 100 000 000 jtk enterokoków oraz od 10 000 000
do 1 000 000 000 jtk Escherichia coli [2,3]. Biorąc pod uwagę górne wartości tych przedziałów oraz maksymalne liczby enterokoków i Escherichia coli podane w omówionym wcześniej rozporządzeniu możemy obliczyć kałowe równoważniki najwyższej dopuszczalnej liczby bakterii wskaźnikowych w wodzie do kąpieli. I tak:

kałowy równoważnik najwyższej dopuszczalnej liczby enterokoków w wodzie do kąpieli będzie wynosił:

4 000 000 jtk enterokoków/m³ wody
-------------------------------------------------------------- = 0,04 g kału/m³ wody
100 000 000 jtk enterokoków/g kału

kałowy równoważnik najwyższej dopuszczalnej liczby bakterii Escherichia coli w wodzie do kąpieli będzie równy:

10 000 000 jtk E. coli /m³ wody
---------------------------------------------------- = 0,01 g kału/m³ wody
1 000 000 000 jtk E. coli /g kału

W kolejnych rozważaniach wykorzystamy mniejszą z obliczonych wartości przyjmując tym samym, że w 1 m³ wody powierzchniowej przeznaczonej do kąpieli nie powinno być więcej ludzkich odchodów niż 0,01 grama. Wartość tę będziemy dalej nazywali maksymalną dopuszczalną zawartością kału w wodzie do kąpieli bądź krócej - maksymalną dopuszczalną zawartością kału.

Objętość wody w typowym basenie olimpijskim wynosi:

25 m x 50 m x 2 m = 2500 m³

Zastanówmy się teraz co zrobić, gdy kąpiąc się w stawie o objętości wody potrzebnej do napełnienia basenu olimpijskiego dowiemy się, że kilka godzin temu zdefekowała się do tego stawu jakaś kreatura.

Zgodnie z tym, co przyjęliśmy, w stawie o tej objętości wody nie powinno być więcej ludzkiego kału niż:

0,01 g kału/m³ wody x 2500 m³ wody = 25 g kału

Można śmiało przyjąć, że owa kreatura zostawiła w stawie znacznie więcej niż 25 g ekskrementów. W związku z tym należałoby bezzwłocznie wyjść z wody i wziąć prysznic.

Wiedząc, że na ciele człowieka znajduje się przeciętnie 0,14 g pozostałości kału [4] oszacujmy, ile osób musi się wykąpać w tym samym stawie, by została w nim osiągnięta maksymalna dopuszczalna zawartość kału, przy założeniu że cała pozostałość ekskrementów jest spłukiwana z ciała do wody:

0,01 g kału/m³ wody x 2500 m³ wody
-------------------------------------------------------------- ≈ 178 osób
0,14 g kału/osobę

Trzeba podkreślić, że wnioski do jakich doszliśmy są uprawnione dla stawu o objętości wody potrzebnej do napełnienia basenu olimpijskiego a nie dla tegoż basenu, bowiem wspomniane rozporządzenie dotyczy miejsc do kąpieli zlokalizowanych na wodach powierzchniowych, czyli na stawach, jeziorach, zalewach, rzekach i morzu. Wymagania jeśli chodzi o czystość wody w basenach pływackich są regulowane odrębnymi – surowszymi – przepisami.

Położony na peryferiach Łodzi, otoczony lasem urokliwy staw w Arturówku i przylegająca doń plaża są popularnym miejscem letniego relaksu spragnionych kąpieli mieszkańców miasta. W nocy z 29 na 30 lipca 2015 roku ewidentni debile wrzucili do stawu w Arturówku toaletę typu „toi toi”. Zanim wyłowiono wychodek, woda wypłukała z niego do stawu nieczystości i chemikalia. Sanepid w próbkach wody pobranych z kąpieliska 30 lipca nie stwierdził przekroczenia wymaganych parametrów mikrobiologicznych i 4 sierpnia obiekt został ponownie otwarty [5,6].

Należy dodać, że chociaż w 2015 roku obowiązywało inne rozporządzenie, to wymagania mikrobiologiczne jakim powinna odpowiadać woda w kąpielisku były w nim takie same jak w rozporządzeniu z 2019 roku.

Skonfrontujmy sytuację z lata 2015 roku z przyjętą przez nas maksymalną dopuszczalną zawartością kału w wodzie do kąpieli. Ponieważ objętość wody w stawie w Arturówku wynosi 40 600 m³ [7], maksymalna dopuszczalna zawartość kału będzie w tym stawie równa:

0,01 g kału/m³ wody x 40 600 m³ wody = 406 g kału

Można przypuszczać, że w środku lata w zbiorniku toalety znajdującej się na terenie tłumnie odwiedzanego obiektu rekreacyjnego znajdzie się więcej niż 406 g ekskrementów. Dlaczego więc woda w stawie w Arturówku zaraz po tym jak przedostała się do niej zawartość ustępu, była pod względem mikrobiologicznym zdatna do kąpieli? Być może dlatego, że – jak było wspomniane – w zbiorniku ubikacji znajdowały się oprócz odchodów chemikalia zawierające substancje dezynfekcyjne, które zabiły znaczną część wydalonych w kale drobnoustrojów.

Warto zauważyć, że z brudami w zbiornikach wody powierzchniowej nie jest jak z cukrem w dobrze wymieszanej herbacie. Koncentracja zanieczyszczeń w stawie czy jeziorze, zwłaszcza w krótkim czasie od ich wprowadzenia, może być zróżnicowana – wyższa w bliskiej odległości od miejsca, gdzie do wody dostały się brudy, a niższa w dalszej.

W uprzykrzaniu życia amatorom wodnego relaksu na łonie natury z bakteriami kałowymi skutecznie konkurują sinice. Są to również bakterie, ale w przeciwieństwie do Escherichia coli i enterokoków, wykazują zdolność do fotosyntezy, co oznacza, że wytwarzają potrzebne im związki organiczne z wody i dwutlenku węgla przy udziale światła.

Sinice, będące typową mikroflorą wód, wykazują często tendencje do zakwitu, czyli masowego namnażania się w wodzie skutkującego powstaniem nalotu na jej powierzchni i zmianą barwy. W efekcie zakwitu woda może przybrać barwę zieloną – od chlorofilu umożliwiającego sinicom prowadzenie fotosyntezy. Jednak część sinic syntetyzuje także inne barwniki. Gdy oprócz chlorofilu wytwarzają barwnik niebieski, woda zabarwia się na charakterystyczny siny kolor, od którego właśnie pochodzi nazwa „sinice”.

Czynnikiem sprzyjającym zakwitowi sinic jest duża zawartość w wodzie substancji azotowych. Do zwiększenia ilości związków azotu w wodzie dochodzi często w następstwie przedostania się do niej nawozów z gleby.

Jak było wspomniane, widoczny gołym okiem zakwit sinic jest w świetle rozporządzenia ministra zdrowia wystarczającą przesłanką do uznania wody za niezdatną do kąpieli. Sinice bowiem mogą tworzyć toksyny, które w wodach dotkniętych zakwitem są w stanie osiągnąć stężenia szkodliwe dla ludzkiego zdrowia.

Biorąc pod uwagę atakowane narządy wśród toksyn sinicowych wyróżnia się między innymi [8]:

hepatotoksyny – działające głównie na wątrobę,
neurotoksyny – działające przede wszystkim na układ nerwowy,
dermatotoksyny – działające szczególnie na skórę.

Biosynteza toksyn przez zdolne do tego gatunki sinic jest procesem trudnym do przewidzenia. Silnemu namnożeniu drobnoustrojów może – ale nie musi – towarzyszyć wysokie stężenie toksyn w wodzie. Bywa też tak, że przy niewielkiej ilości sinic w wodzie stwierdza się wysoką koncentrację toksyn [9,10].

Najczęstsze objawy zatrucia toksynami sinicowymi to: wysypka, swędzenie i łzawienie oczu, mdłości, wymioty, biegunka, gorączka, bóle mięśni i stawów [11]. Zatrucia te w wielu przypadkach mają przebieg łagodny, ale czasem dochodzi do ciężkich zachorowań.

W 2015 roku w styczniu – w miesiącu gdy na półkuli południowej panuje lato – doszło do zakwitu sinic w wodach ujścia Rio de la Plata oblewających wybrzeża stolicy Urugwaju Montevideo. W tamtym czasie przy stołecznych plażach Carrasco i Malvin kilkakrotnie zażywała kąpieli rodzina złożona z trzech dorosłych osób i 20-miesięcznej dziewczynki. Po kilku godzinach od ostatniej kąpieli cała rodzina dostała biegunki, która u dorosłych krótko potem ustąpiła samoistnie.

Stan dziecka natomiast się pogarszał – dziewczynka słabła i pojawiła się u niej między innymi żółtaczka. Dziecko zostało najpierw przyjęte na odział intensywnej terapii toksykologicznego centrum medycznego w Montevideo. Następnie dziewczynkę skierowano do Szpitala Włoskiego w Buenos Aires, gdzie życie uratował jej przeszczep wątroby.

W usuniętej wątrobie dziecka stwierdzono obecność mikrocystyn będących hepatoksynami wytwarzanymi przez sinice z rodzaju Microcystis.

Przypadek dziewczynki z Urugwaju można uznać za w zasadzie śmiertelny, bowiem od zgonu ocalił ją nadzwyczajny zabieg medyczny.

W próbkach wody z Rio de la Plata pobieranych u wybrzeży Montevideo w styczniu 2015 roku badania wykazywały stężenia mikrocystyn dochodzące do 8,2 µg/ml (mikrograma na mililitr) [12].

Przyjmijmy, że 100 procent w puli mikrocystyn obecnych wówczas w wodzie Rio de la Plata stanowił najbardziej toksyczny wariant – mikrocystyna-LR (MC-LR).

Jednym ze wskaźników określających toksyczność substancji jest LD₅₀. Jest to przeliczona na kilogram masy ciała dawka substancji, powodująca po jednorazowym podaniu śmierć 50% osobników danego gatunku.

LD₅₀ mikrocystyny-LR dla myszy po podaniu doustnym wynosi 5000 µg/kg m.c. (mikrogramów na kilogram masy ciała) [13].

Jeżeli założymy, że 20-miesięczna dziewczynka waży 12 kg oraz, że jej wrażliwość na mikrocystynę-LR jest taka sama jak myszy, to możemy obliczyć, że dawka po spożyciu której zachodzi 50-procentowe prawdopodobieństwo zgonu dziecka równa się:

5000 µg MC-LR/kg m.c. x 12 kg m.c. = 60 000 µg MC-LR

Po uwzględnieniu podanego wyżej maksymalnego stężenia mikrocystyn w wodzie u wybrzeża Montevideo w styczniu 2015 roku wyjdzie nam, że aby zaistniało 50-procentowe prawdopodobieństwo śmierci dziewczynki musiałaby ona wypić wody morskiej:

60 000 µg MC-LR
---------------------------------------- = 7317 ml wody, czyli 7,32 l
8,2 µg MC-LR/ml wody

Jest praktycznie niemożliwe, aby 20-miesięczna dziewczynka w trakcie kilku kąpieli wypiła przeszło 7 litrów wody. Jak zatem doszło do tego, że dziecko zatruło się śmiertelnie mikrocystynami? Mogło to wynikać z kilku opisanych dalej przyczyn.

Po pierwsze – wrażliwość człowieka na mirocystyny, w tym mikrocystynę-LR, może być wyższa niż wrażliwość myszy. Jeżeli tak jest, to LD₅₀ MC-LR jest niższa dla człowieka niż dla myszy.

Po drugie – stężenie mikrocystyny-LR w wodzie, z którą miała kontakt dziewczynka mogło być wyższe niż 8,2 µg/ml. Dziecko zatruło się w styczniu 2015 roku w wodach przyległych do Montevideo i próby pobierano w styczniu 2015 roku w wodach przyległych do stolicy Urugwaju. Ale pobierający próbki nie napełniali przecież naczyń przy nóżkach brodzącego w Rio de la Plata dziecka.

W literaturze przedmiotowej można przeczytać, że podczas zakwitu sinic w jeziorze w stanie Kansas stężenie mikrocystyn w wodzie osiągnęło wartość aż 150 µg/ml [14]. Gdyby takie było stężenie mikrocystyny-LR w wodzie, w której bawiła się dziewczynka, to aby zaszło 50-procentowe prawdopodobieństwo jej zgonu, musiałaby wypić:

60 000 µg MC-LR
---------------------------------------- = 400 ml wody
150 µg MC-LR/ml wody

Ta ilość wypitej wody jest bardziej realna od poprzedniej.

Gdyby zaś słuszna okazała się wcześniej postawiona hipoteza, że wrażliwość człowieka na mikrocystynę-LR jest większa niż myszy, to przy stężeniu 150 µg MC-LR/ml możemy już uzyskać bardzo realną wartość. Jeżeliby na przykład LD₅₀ MC-LR dla człowieka była 2 razy niższa niż dla myszy i wynosiła 2500 µg/kg m.c., to 50-procentowe prawdopodobieństwo zgonu dziecka ważącego 12 kg zaistniałoby, gdyby wypiło ono taką wodę w ilości:

2500 µg MC-LR/kg. m.c. x 12 kg m.c.
------------------------------------------------------------- = 200 ml wody
150 µg MC-LR/ml wody

Jeżeli weźmie się pod uwagę, że dziewczynka kąpała się kilka razy, to taka ilość połkniętej wody jest jak najbardziej możliwa.

Po trzecie – prawdopodobnie toksyna dostała się do organizmu dziecka nie tylko przez układ pokarmowy ale także poprzez wdychanie aerozolu wodnego oraz przez skórę.

Po czwarte – być może wrażliwość małych dzieci na mikrocystyny jest wyższa niż dorosłych i tym samym LD₅₀ mikrocystyn dla dzieci są niższe niż dla dorosłych. To wbrew pozorom nie jest oczywiste. Okazuje się bowiem, że dawki toksyczne pewnych substancji wyrażone w jednostkach masy na kilogram masy ciała są wyższe dla dzieci niż dla dorosłych.

Pozytywne cechy charakteru w nadmiernym natężeniu przeradzają się w patologie. Dbałość o zdrowie i higienę to dobra postawa, ale doprowadzona do przesady przejawiającej się lękami i natręctwami jest symptomem świadczącym o nerwicy bądź innym schorzeniu. Podziwiamy odwagę, lecz ryzykowanie zdrowiem w sytuacji, która nie jest tego warta pokazuje, że odwaga zamieniła się w głupotę. Mówi się, że kto nie ryzykuje, ten nie pije szampana. Tylko czy podjąwszy ryzyko kąpieli w brudnej wodzie będziemy pili złocisty napój z bąbelkami leżąc u boku partnera (płci dowolnej) zachwyconego naszymi umiejętnościami pływackimi, czy może nawadniani kroplówką będziemy pojękiwali na szpitalnym łóżku?

W ocenie ryzyka związanego z kąpielą na łonie natury pomoże nam internetowy „Serwis kąpieliskowy” prowadzony przez Państwową Inspekcję Sanitarną popularnie zwaną sanepidem. Znajdziemy tam aktualne i archiwalne oceny wód, wraz z wynikami badań, we wszystkich zarejestrowanych kąpieliskach w Polsce. Z serwisu możemy się także dowiedzieć o infrastrukturze, jaką dysponuje dany obiekt. Znalezienie informacji o konkretnym kąpielisku ułatwia dostępna na stronach serwisu wyszukiwarka. Poszukując informacji o czynnych i zamkniętych miejscach do kąpieli w interesującym nas rejonie Polski możemy się również posłużyć dostępną w „Serwisie kąpieliskowym” mapą interaktywną.

Na koniec pozostaje mi życzyć wszystkim spragnionym tego lata wodnej rekreacji zdrowych i odprężających kąpieli w czystych akwenach.

Źródła:

[1] https://dziennikustaw.gov.pl/D2019000025501.pdf

[2] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC152448/

[3] https://wodociagi.krakow.pl/admin/files/Files/woda_i_my/WODA_CZERWIEC_57_small_opt.pdf

[4] https://www.cdc.gov/healthywater/swimming/swimmers/rwi.html

[5] https://dzienniklodzki.pl/chuligani-w-arturowku-wrzucili-toitoia-do-stawu-kapielisko-zamkniete/ar/4730369

[6] https://dzienniklodzki.pl/toaleta-nie-zaszkodzila-wodzie-w-arturowku-kapielisko-czynne-od-wtorku/ar/4866779

[7] https://mpu.lodz.pl/files/mpu/public/STUDIUM/archiwum/2010/2010_SUIKZP_eko__tekst.pdf

[8] https://pl.wikipedia.org/wiki/Toksyny_sinicowe

[9] http://tchie.uni.opole.pl/freeECE/S_15_1/GalczynskiOciepa_15(S1).pdf

[10] https://jms.ump.edu.pl/uploads/2009/5-6/353_5-6_78_2009.pdf