Optimal desinfeksjonspraksis workshop 27 10 05 Risiko

Optimal desinfeksjonspraksis – workshop 27. 10. 05 Risiko og sårbarhet ved desinfeksjon Prof. Liv Fiksdal Institutt for vann- og miljøteknikk NTNU liv. fiksdal@ntnu. no 1

Hva som skal tas opp • Definisjoner • Kvalitative metoder – Ro. S analyse – FMEA – HACCP • Kvantitative metoder – Feiltre analyse – Hendelsestreanalyse – Kvantitativ mikrobiell risikoanalyse • Nye WHO-retningslinjer : Water Safety Plans • Dagens praksis i Norge • Bør praksis ved norske vannverk endres? 2

Forhold som påvirker beslutninger ang sikring og utvikling av vannforsyningssystemet Helse og hygiene Miljø og ressursbruk (f. eks bruk av nedbørsfeltet) Teknologi og funksjon (f. eks er ønsket teknologi tilgjengelig? ) Økonomi • Sosio-kulturelle forhold (hva aksepteres mhp vannkvalitet, sykdomsfrekvens) 3

Definisjoner Hva er sårbarhet? Svakhet som reduserer eller begrenser et systems evne til å motstå en uønsket hendelse, eller til å gjenopprette en ny stabil tilstand etter at hendelsen har inntruffet. NSM 2005 Veiledning i risiko og sårbarhetsanalyse 4 Sårbarhet kan også omtales som fare (hazard)

Hva er risiko? I sin enkleste form kan risiko defineres som: Muligheten for skade, tap og sykdom Denne definisjonen inkluderer to ulike begrep: 1. Sannsynligheten for at noe skjer (S) 2. Alvorlighetsgraden/konsekvensen hvis dette skjer (K) R=Sx. K 5

Tre viktige begrep innen området risiko og sårbarhet: • Risikovurdering (risk assessment) • Risikohåndtering (risk management) • Risiko-kommunikasjon (risk communication) 6

Risikovurdering og -håndtering 7

Due diligence: Å hindre en forutsigbar skade til en akseptabel pris Hva er faren? Har faren/risikoen forandret seg? Hva er risikoen? Hvordan motvirke faren/ redusere risikoen? Hvordan kan vi dokumentere at den forblir fjernet? Vil måten faren/ risikoen er redusert på endre andre farer/risikoer? 8 Risikoen er redusert eller fjernet? Hvordan vet vi at den er fjernet?

Kvalitative metoder • Risiko og Sårbarhetsanalyse Ro. S omfatter tre hovedelementer: Identifikasjon av fare Vurdering av konsekvens og sannsynlighet 9 Fremstilling av risikobilde

Det er utgitt flere veiledere om ROS – analyse, blant annet fra Direktoratet for Samfunnssikkerhet og beredskap, Næringslivets sikkerhetsorganisasjon- NSO, og Nasjonal sikkerhetsmyndighet. Ved bruken av dem møter vannverksbransjen en del utfordringer som for eksempel: Hvordan utføre en kvalitetsmessig god nok fareidentifikasjon Hvordan håndtere sannsynlighetsvurderinger Oppdatering og vedlikehold av ROS analysen er vanskelig Det norske prosjektet om Sårbarhet i vannforsyningen konkluderte: • veilederne gir generelt for lite støtte til brukerne • de er ikke egnet til å identifisere barrierer eller verifisere godheten av disse opp mot egne og eksterne krav • valg av tekniske løsninger må ta utgangspunkt i lokale forhold generelt og vannverkets standard og behov spesielt. 10

Kvalitative metoder forts. • FMEA Failure mode Effect Analysis FMEA: Analytisk teknikk som utforsker effekten av feil og funksjonsfeil knyttet til enkelt-komponentenr i et system: Hvis denne komponenten svikter, hva blir resultatet? • Første trinn i prosessen: Definer vannforsyningssystemet, for å avgrense det en skal vurdere. • Deretter stilles følgende spørsmål: 1. Hvordan kan hver komponent feile? 2. Hva kan forårsake at hver av disse komponentene feiler på denne måten? 3. Hva kan effekten bli hvis disse feilene skjer? 4. Hvor alvorlig er disse feilene? 11 5. Hvordan kan hver feil-måte oppdages?

FMEA: Beskrivelse av konsekvens 12 eksempel

FMEA: Beskrivelse av sannsynlighet, Det lages en risikomatrise : R=Sx. K 13 eksempel

FMEA etterspør: • Måter feil kan inntreffe på • Årsaker til feil • Effekter/konsekvenser av feil • Hvordan feil kan oppdages, dvs hva kan innføres som kritiske kontrollpunkt 14 Benyttet av vannverk i Storbritannia, Østerrike, ……. .

Kvalitative metoder forts. • HACCP Hazard Analysis Critical Control Point HACCP omfatter følgende 7 punkt: 1. Identifikasjon og prioritering av farer 2. Identifikasjon av kontrolltiltak 3. Sette kritiske grenseverdier for bruk ved kontroll 4. Etablere overvåking 5. Etablere korrigerende tiltak 6. Etablere evaluering og verifisering 7. Etablere dokumentasjonssystem 15

Implemetering av HACCP ved Lengg vannverket (overflatevann) i Zürich Water supply LWW – Lengg 250’ 000 m 3 Sihl- and Lorze Zurich -valley 20’ 000 m 3 260 employees LWW – Moos 80’ 000 m 3 GWW – Hardhof 150’ 000 m 3 16 Production per year: 50 million m 3 Supply to approx. 750’ 000 inhabitants 10% spring water 20% ground water 70% lake water

HACCP basert på 4 kriterier Distribusjon Drikkevann 17 Machinery Lagring Material Transport Men Behandling Methodology Råvann

Treatment scheme Zurich Lengg plant 18

men 1. Men Hazard analysis: § Inadequate education for the job ( human error) § Insufficient training ( human error, operating error) § Inadequate behaviour in the plant (hygiene) Corrective measures § Employment according a written job profile § Personal responsibility and duty file § Training programs, esp. for new employees § Yearly qualification Monitoring: §Personal file on training, qualification, etc. 19 Part of the Management System (ISO 9001 and ISO 17025 for the lab)

2. Materials Raw water (Lake water) Treatment chemicals Treatment materials 20 materials

machinery 3. Machinery (buildings, equipment) Hazards: Materials in contact with drinking water (ISO 9001) SOP for incoming control, specification (DVGW W-270, KTW), Only approved materials are used Equipment failure (ISO 9001) Preventive maintenance, S 0 P’s for plant and equipment start up, cleaning and disinfection of installations and equipment Unauthorized access to the plants; Sabotage Access control procedures and measures against sabotage Design of reactors (hydraulics) 21 CCP’s and corrective measures Measurement of hydraulics

methodology 4 Methodology / water treatment Raw Water Treatment steps Hazards - Permanent contamination - Potential hazards (worst case scenario`s) Calculation of the (relative) degradation/ inactivation/retention in the treatment steps CCP’s with tolerances to guarantee the desired effect Requirements of Swiss food law and ordinances Drinking Water 22 Minimum inactivation for pathogens: • Bacteria and viruses 99. 99% • Giardia 99. 9% • Cryptosporidium parvum 99%

23 Drinking Water SS- Filtration GAC Filtration Ozonation Rapid Filtration Preozonation Raw Water methodology Summary of treatment efficiencies

methodology Critical Control Points and tolerances 24

Verification / Documentation Verification: Internal audits, external audits ISO 9001, ISO 17025 (lab), Monitoring programs in worst case situations Revalidation (hazards / methodology): Periodically and after changes in the treatment technology (part of the WSZ management process) Documentation Validation report and documentation acc. ISO 9001. 25

Konklusjoner ang bruk av HACCP, Zurich • Innen praktiske grenser er Water Supply Zurich i stand til å demonstrere at det produserer helsemessig sikkert drikkevann til Zurichs befolkning. • Beskyttelse av nedbørsfelt og råvannskilde er viktig for å sikre godt drikkevann • Det er vanskelig å formulere “worst case scenarios” for patogene i råvannet. Det er få kinetiske data tilgjengelig for beregning av inaktivering av patogene. 26 • Prøvetaking ved “critical points” og i “worst case” situasjoner ble utvidet, mens rutinemessig prøvetaking ble redusert. Det er bedre å kontrollere prosessen enn å teste produktet.

Rangering av farer og deres konsekvenser f. eks i HACCP • Kvalitativt vha ansatte, eventuelt sammen med ekspertpanel • Helserelatert konsekvens av mikrobiologisk fare basert på endemisk undersøkelse av sykdomsutbrudd (Westrell 2004) 27

Matriseverdier for risiko benyttes også i HACCP: R= S x K 28

Kvantitative metoder • Feiltre (Fault tree) analyse (FTA) • Grafisk teknikk som gir systematisk beskrivelse av kombinasjoner av ulike hendelser som fører til det mest uønskede resultat, for eksempel at et stort antall personer mottar forurenset vann. • Viser hvilke feil som har størst påvirkning på om det mest uønskede resultat ”Top event” skjer • Kan brukes til kvantitativ beregning av sannsynlighet for at Top Event skal skje, når sannsynligheten for at mindre farer (før Top event) skjer, er kjent 29

Kvantitative metoder • Hendelses-tre (Event tree) analyse(ETA) ETA er basert på såkalt binær logikk : hver hendelse har enten skjedd eller ikke skjedd, hver komponent har feilet eller ikke feilet. Denne typen analyse er verdifull for å kunne analysere konsekvensene av at en feil eller uønsket hendelse inntreffer. Et hendelsestre begynner med en starthendelse, f. eks forurensing av en råvannskilde. 30 Konsekvensen av hendelsen følges gjennom en serie av mulige veier. Hver vei kan gis en sannsynlighet for at den skal inntreffe, og sannsynligheten for ulike sluttresultat kan deretter beregnes.

Hendelses-tre-analyse (ETA): Effekt av by-pass (minor route, 1% av vannmengden) mhp antall Cryptosporidium i vann til konsumenten 31 Gale, P. 2002

ETA: Effekt av økende rensegrad (for hovedvannstrøm) på antallet Cryptosporidium en befolkning eksponeres for. Effekt av 3 log rensing på hovedstrøm og 1 log rensing på bypass vannstrøm. Hvis by-pass vannmengde renses m/ 1 log reduksjon=> 1000 oocyster Hvis hovedstrømmen renses m/4 log reduksjon Befolkningen eksponeres da for: 32 Log reduksjon: => 99 oocyster 1099 oocyster 2. 96 log

Kvantitative metoder • Kvantitativ mikrobiell risiko (QMRA) Kan f. eks benyttes for å bestemme om behandling må oppgraderes for å nå helsebasert mål Et helsebasert mål kan være antall vannbårne sykdomsutbrudd i befolkningen pr. år: f. eks 1: 10 000 ; 33 1: 100 000 …………

QMRA deles inn i 4 trinn: 1. Fare-identifikasjon (f. eks fare= Giardia) 2. Eksponering befolkningsgruppe, (eks. gruppe på 1000 personer) smitteveier (forurenset drikkevann) mengde (drikkevannsforbruk) 3. Dose-respons fastlegging 4. Risiko-karakterisering 34

Daglig eksponering (dose): Dose = C* 1/R* I* 10 -DR*V C= konsentrasjon av patogen i råvannet R= fraksjon av patogene i vannet som påvises med den aktuelle analysemetoden I = fraksjon av patogene som er infeksiøse DR = decimal reduksjon (= log reduksjon) av patogen i vannrenseanlegget V = daglig individuelt vannkonsum 35

Dose - respons Pinf = 1 -e-rµ Pinf = sannsynlighet for infeksjon r = sannsynlighet for at en patogen skal initiere infeksjon µ = gjennomsnittelig antall i inntatt drikkevann (=dose) 36 dose

Eksempel: Beregning av mikrobiell risiko basert på enkeltverdier (f. eks gjennomsnitt) 37

Eksempel på bruk av QMRA, Gøteborg vannverk Va-Forsk rapport 2004 Årlig risiko for infeksjon person med ulike typer vannbehandling. UV dose= 30 -40 mws/cm 2 38

Nye WHO retningslinjer: Water Safety Plans • Mange av prinsippene og aktivitetene som inngår i utviklingen av WSP er ikke nye. De har inngått i ”god praksis” prosedyrer som har vært gjennomført ved mange vannverk i årevis 39 • Risikoanalyse for alle ledd i vannforsyningskjeden blir sett på som et viktig redskap for å kunne forutsi konsekvensen av tiltak som blir/ikke blir gjennomført

Ledd i en Water Safety Plan 40

Fordeler med WSP: Tiltakene er proaktive heller enn reaktive Systematisk og detaljert fastlegging av farer og kontrolltiltak Prioritering av farer Involvering av operatører i sikkerhetsarbeidet Operativ overvåking av barrierer og kontrollpunkt: online demonstrasjon av sikkerhet 41

Eksempler på spørsmål som kan oppstå i prosessen: 42

Risikoanalyse: Hva er dagens praksis i Norge? • Har interne prosedyrer for å identifisere og motvirke farer som oppstår i vannforsyningssystemet (IK-MAT, ISO 9001 oa). • Har ikke detaljerte veiledere for sårbarhetsanalyse for vannforsyning, f. eks ang identifikasjon av farer • Det blir ikke utført kvantitativ risikoanalyse ang. infeksjonsfare knyttet til vannkonsum • Det gjøres (Drikkevannsforskriften) vurdering av risiko for infeksjon basert på om vannet innholder fekale indikatororganismer eller ikke. Dette fører til en reaktiv og ikke proaktiv handling 43

Risikoanalyse: Praksis i andre europeiske land? • Flere europeiske vannverk (Island, Frankrike, Tyskland, Storbritannia, Sveits) har tatt i bruk HAACP. • Sveits er muligens det eneste europeiske land med lovverk som pålegger vannverkene å anvende critical control points i forbindelse med sin drikkevannsproduksjon • I Østerrike har f. eks byen Tulln som ligger ved Donau, utarbeidet en WSP for vannsikkerhet som innebærer bruk av HACCP hvor FMEA er redskap for å finne feil og vurdere konsekvenser. 44

Bør praksis ang risikovurdering ved norske vannverk endres? 45