Luận văn đánh giá nguy cơ tiêu chảy do phơi nhiễm với nước thải biogas bằng phương pháp đánh giá định lượng nguy cơ vi sinh vật tại ba xã tỉnh hà nam năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO – BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG LÊ THỊ THU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TIÊU CHẢY DO PHƠI NHIỄM VỚI NƯỚC THẢI BIOGAS BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỊNH LƯỢNG NGUY CƠ VI SINH VẬT TẠI XÃ TỈNH HÀ NAM NĂM 2014 LUẬN VĂN THẠC SĨ Y TẾ CÔNG CỘNG Mã số: 60.72.03.01 Hà Nội, 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO – BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG LÊ THỊ THU ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ TIÊU CHẢY DO PHƠI NHIỄM VỚI NƯỚC THẢI BIOGAS BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỊNH LƯỢNG NGUY CƠ VI SINH VẬT TẠI XÃ TỈNH HÀ NAM NĂM 2014 LUẬN VĂN THẠC SĨ Y TẾ CÔNG CỘNG Mã số: 60.72.03.01 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VIỆT HÙNG Hà Nội, 2015 TS PHẠM ĐỨC PHÚC i LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô giáo trường Đại học Y tế công cộng nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt thời gian tơi học tập trường Đặc biệt, để hồn thành luận văn này, xin gửi lời cảm ơn tới: Trung tâm nghiên cứu Y tế công cộng Hệ sinh thái (CENPHER), trường Đại học Y tế công cộng tiếp nhận tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi q trình hồn thành luận văn Tiến sĩ Nguyễn Việt Hùng, người thầy kính mến tận tình đóng góp nhiều ý kiến q báu việc xây dựng ý tưởng đề tài, hướng dẫn, hỗ trợ mặt tinh thần chun mơn q trình thực luận văn Tiến sĩ Nguyễn Đức Phúc, người thầy nhiệt tình giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi để hồn thành luận văn tốt nghiệp Tổ chức nghiên cứu phát triển quốc tế IDRC tài trợ kinh phí giúp tơi thực nghiên cứu Các cô, anh chị khoa Vi sinh, Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương giúp đỡ tơi q trình làm xét nghiệm mẫu nước thải nghiên cứu Trạm Y tế ba xã Hoàng Tây, Lê Hồ, Chuyên Ngoại người dân ba xã hợp tác cung cấp cho tơi thơng tin hữu ích để phục vụ cho nghiên cứu Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè, người bên cạnh quan tâm, giúp đỡ động viên tơi suốt q trình thực khóa luận Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2015 ii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v TÓM TẮT NGHIÊN CỨU viii ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình chăn ni Việt Nam địa bàn nghiên cứu 1.2 Thực trạng quản lý phân người phân động vật 1.3 Nguy sức khỏe liên quan đến phân người phân vật nuôi 1.4 Đặc điểm ba loài vi sinh vật 1.4.1 Đặc điểm Escherichia coli 1.4.2 Đặc điểm Giardia 1.4.3 Đặc điểm Cryptosporidium 11 1.5 Cơng trình khí sinh học 12 1.5.1 Sơ lược tình hình sử dụng cơng trình khí sinh học 12 1.5.2 Thơng tin chung khí sinh học biogas 14 1.5.3 Các phận cơng trình biogas 15 1.5.4 Lợi ích xây dựng cơng trình biogas 16 1.5.5 Một số loại cơng trình biogas phổ biến 18 1.5.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy vi sinh vật sản sinh biogas 19 1.5.7 Chất lượng tình hình sử dụng nước thải biogas 21 1.6 Phương pháp đánh giá định lượng nguy sinh vật 22 1.7 Thông tin chung địa bàn nghiên cứu 26 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 29 2.2 Đối tượng nghiên cứu 29 2.3 Thiết kế nghiên cứu 29 2.4 Cỡ mẫu phương pháp chọn mẫu 33 2.5 Trình bày phương pháp thu thập số liệu 36 2.6 Các biến số nghiên cứu 38 2.7 Phương pháp phân tích số liệu: 41 2.8 Vấn đề đạo đức nghiên cứu 42 iii CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 43 3.1 Độ ô nhiễm vi sinh vật mẫu nước thải 43 3.2 Đặc điểm tình trạng phơi nhiễm đối tượng nghiên cứu 48 3.3 Mô tả nguy tiêu chảy E coli O157:H7, Giardia Crypto 57 CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 65 4.1 Mức ô nhiễm vi sinh vật mẫu nước thải 65 4.2 Đặc điểm tình trạng phơi nhiễm đối tượng nghiên cứu 68 4.3 Nguy tiêu chảy phơi nhiễm với nước thải biogas 69 4.4 Các điểm mạnh hạn chế nghiên cứu 71 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 75 5.1 Mức ô nhiễm vi sinh vật mẫu nước thải 75 5.2 Tình trạng phơi nhiễm đối tượng nghiên cứu 75 5.3 Nguy tiêu chảy phơi nhiễm với nước thải biogas 76 CHƯƠNG 6: KHUYẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 83 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Crypto Cryptosporidium spp Biogas Cơng trình khí sinh học E coli Escherichia coli Giardia Giardia spp HGĐ Hộ gia đình MDHQ Phương pháp miễn dịch huỳnh quang QMRA Đánh giá định lượng nguy vi sinh vật (Quantitative Microbial Risk Assessment) VSDTTW Vệ sinh dịch tễ Trung ương VSV Vi sinh vật WHO Tổ chức Y tế giới v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số vi sinh vật phân, nước thải đặc điểm chủ yếu Bảng 1.2 Thời gian sống nước phân vi sinh vật điều kiện phịng thí nghiệm [38] Bảng 1.3 Liều nhiễm loài vi sinh vật [38] Bảng 1.4 Thành phần khí sinh học 14 Bảng 1.5 Lượng chất thải hàng ngày động vật 15 Bảng 1.6 Thời gian lưu chất thải động vật theo Tiêu chuẩn ngành 20 Bảng 1.7 Điều kiện tối ưu cho trình tạo khí biogas 21 Bảng 1.8: Các thông số liều – đáp ứng 25 Bảng 2.1 Điểm lấy mẫu số lượng 33 Bảng 2.2 Các biến số vi sinh vật cần đo 38 Bảng 2.3 Các biến số phơi nhiễm cần đo lường 38 Bảng 3.1 Chỉ số E coli nước thải bể áp ba xã (CFU/1ml) 43 Bảng 3.2 Chỉ số Crypto nước thải bể áp ba xã (bào nang/1ml) 44 Bảng 3.3 Chỉ số Giardia nước thải bể áp ba xã (bào nang/1ml) 44 Bảng 3.4 Chỉ số E coli nước thải cống rãnh ba xã (CFU/1ml) 45 Bảng 3.5 Chỉ số Crypto nước thải cống rãnh ba xã (bào nang/1ml) 46 Bảng 3.6 Chỉ số Giardia nước thải cống rãnh ba xã (bào nang/1ml) 46 Bảng 3.7 Tổng hợp số vi sinh vật bể áp cống rãnh xã 47 Bảng 3.8 Bảng tổng hợp thông tin nhân học đối tượng tham gia nghiên cứu 48 Bảng 3.9 Phân bố nhóm tuổi theo giới đối tượng nghiên cứu 49 Bảng 3.10 Số lượng gia súc gia cầm hộ gia đình 50 Bảng 3.11 Thông tin cơng trình khí sinh học hộ gia đình 51 Bảng 3.12 Đầu vào cơng trình khí sinh học biogas 52 Bảng 3.13 Kích cỡ cơng trình khí sinh học biogas 53 vi Bảng 3.14 Các kịch có phơi nhiễm với nước thải biogas 53 Bảng 3.15 Đặc điểm số đối tượng tham gia quét dọn cống rãnh theo giới 54 Bảng 3.16 Đặc điểm đối tượng tham gia hoạt động tưới tiêu theo giới 55 Bảng 3.17 Các hành vi bảo hộ quét dọn thông tắc cống rãnh 56 Bảng 3.18 Các hành vi bảo hộ tham gia hoạt động tưới tiêu có sử dụng nước thải biogas 57 Bảng 3.19 Hàm phân bố mật độ vi sinh vật mơ hình đánh giá định lượng nguy vi sinh vật QMRA 58 Bảng 3.20 Hàm phân bố tần suất phơi nhiễm với nước thải biogas 59 Bảng 3.21 Nguy nhiễm đơn cho kịch phơi nhiễm với nước thải biogas 60 Bảng 3.22 Nguy nhiễm năm cho hoạt động tiếp xúc với nước thải biogas 61 Bảng 3.23 Nguy tiêu chảy cho kịch phơi nhiễm với nước thải biogas 63 vii DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1.1.Sự gia tăng số lượng gia súc, gia cầm Việt Nam Hình 1.1 Các giai đoạn phát triển Giardia 11 Hình 1.2 Các giai đoạn phát triển Crypto 12 Hình 1.3 Cấu tạo thiết bị biogas nắp cố định 16 Hình 1.4 Mơ hình đánh giá định lượng nguy vi sinh vật 23 Hình 1.5 Bản đồ hành tỉnh Hà Nam hai huyện Kim Bảng, Duy Tiên 27 Hình 2.1.Quy trình phơi nhiễm với nước thải biogas 32 Hình 2.2 Sơ đồ điểm lấy nước thải hộ gia đình chọn 34 viii TĨM TẮT NGHIÊN CỨU Việc xây dựng cơng trình khí sinh học (biogas) hộ chăn nuôi Việt Nam ngày gia tăng năm gần Biện pháp chứng minh mang lại nhiều lợi ích, nhiên, nhiều lý mà nguồn nước thải từ biogas chưa đảm bảo vệ sinh, đặc biệt vi sinh vật (VSV), tiềm ẩn nguy cộng đồng Do đó, chúng tơi tiến hành nghiên cứu áp dụng phương pháp đánh giá định lượng nguy VSV để đánh giá nguy tiêu chảy người dân tham gia hoạt động có tiếp xúc với nguồn nước thải Nghiên cứu thực xã Hoàng Tây, Lê Hồ Chuyên Ngoại, tỉnh Hà Nam từ tháng 11/2013 đến tháng 09/2014 nhằm đánh giá nguy tiêu chảy Escherichia coli O157:H7 (E coli O157:H7), Giardia spp (Giardia) Cryptosporidium spp (Crypto) tham gia hoạt động có tiếp xúc với nước thải biogas Thông tin phơi nhiễm cộng đồng thu thập qua điều tra 451 hộ gia đình (HGĐ) có sử dựng biogas Nghiên cứu tiến hành phân tích 45 mẫu nước thải bể áp 45 mẫu nước thải cống rãnh có chứa nước thải biogas để định lượng số E coli, Giardia Crypto Kết nghiên cứu cho thấy mức độ ô nhiễm VSV mẫu nước thải biogas xã tương đối cao, điển hình số E coli nước thải biogas cao khuyến cáo Tổ chức Y tế giới (WHO) chất lượng nước thải dùng sản xuất nông nghiệp nuôi trồng thủy sản từ 14,3 lần đến 1430 lần Trung bình số E coli, Crypto Giardia nước thải bể áp xã 14.300 ± 35.480 CFU/1ml, 100 ± 323 bào nang/1ml 99 ± 226 bào nang/1ml Trung bình số E coli, Crypto Giardia nước thải cống rãnh có chứa nước thải biogas ba xã 11.100 ± 31.350 CFU/1ml, 69 ± 359 bào nang/1ml 12 ± 30 bào nang/1ml Có khác biệt có ý nghĩa thống kê số Giardia nước thải bể áp nước thải cống rãnh ba xã (p