Emission and distribution of Cryptosporidium, Giardia and enteroviruses in Dutch surface waters

In een kwantitatieve beschrijving van de emissie en verspreiding van Cryptosporidium, Giardia en enterovirussen in de Nederlandse oppervlaktewateren met behulp van emissie- en verspreidingsmodellen zijn concentraties van genoemde pathogenen geschat. De emissies werden met PROMISE gemodelleerd, uitgaande van gemiddelde concentraties in ongezuiverd afvalwater en gemiddelde verwijdering bij afvalwaterzuivering. De emissie van Cryptosporidium was grotendeels afkomstig van gezuiverde lozingen (84%), terwijl emissie van Giardia en enterovirussen grotendeels afkomstig was van ongezuiverde lozingen (respectievelijk 82% en 69%). Verspreiding in het oppervlaktewater werd berekend met WATNAT met voor Cryptosporidium een constante inactivatie-snelheid en voor Giardia en enterovirussen een temperatuurafhankelijke inactivatie-snelheid. Op verschillende locaties in de grote rivieren was er een goede overeenstemming tussen gemeten en berekende concentraties van de protozoa. Voor enterovirussen was dit op vrijwel alle locaties het geval. Volgens de schattingen had echter de buitenlandse aanvoer van pathogene micro-organismen een overheersende invloed op de concentraties in het oppervlaktewater van de grote rivieren. De concentraties protozoa vanuit Duitsland waren in orde van grootte gelijk aan die vanuit Belgie, hetgeen een indicatie is voor de aanwezigheid van andere emissiebronnen dan huishoudelijk afvalwater, zoals uit- en afspoeling van mest van landbouwhuisdieren. De benodigde verwijderingen van Cryptosporidium, Giardia en enterovirussen voor de bereiding van drinkwater werden geschat op 5 tot 8 logeenheden. Deze modellering vormt de basis voor berekening van de blootstelling aan deze micro-organismen ten gevolge van het gebruik van oppervlaktewater voor recreatie en drinkwater. In combinatie met dosis-response relaties kunnen gezondheidsrisico's worden geschat. Deze modellen kunnen ook worden toegepast om de effecten van maatregelen te kwantificeren en om volgens bepaalde scenario's prognoses te geven van de te verwachten kwaliteit van het oppervlaktewater en de daaraan gerelateerde gezondheidsrisico's.A quantitative description is presented on the emissions and distribution of the pathogens mentioned through domestic waste water. The emissions were modelled with PROMISE based on average concentrations in untreated wastewater and the average removal by sewage treatment. Emission of Cryptosporidium originated largely from discharges of treated wastewater (84%), whilst emission of Giardia and enteroviruses came for the larger part from discharges of untreated wastewater (respectively 82% and 69%). Distribution in surface waters was calculated with WATNAT assuming a constant inactivation rate of Cryptosporidium and a temperature dependent inactivation rate for Giardia and enteroviruses. At several locations in the large rivers actual measured and calculated concentrations of the protozoa were similar. For enteroviruses this was the case at almost all locations. It was, however, estimated that discharges from abroad were the major source for the occurrence of these pathogens in the large rivers. The concentrations of protozoa coming from Germany were of similar level as those coming from Belgium, which indicate at the existence of other sources of emission than domestic wastewater, such as run-off of animal manure from land. The required treatment of Cryptosporidium, Giardia and enteroviruses for the production of drinking water were estimated to be 5 to 8 log units. Concentrations of pathogens in surface waters on a national scale could be estimated with models, which form the basis for calculation of exposure to these micro-organisms due to water recreation and drinking water consumption. Combined with dose-response relations health risks can be estimated. These models can also be applied to quantify the effects of measures and to make prognoses on the quality of surface waters and the related health risks according to certain scenario's.DGM/DW