Large waterborne epidemic in Pirkanmaa, Finland 2007. Study on disease burden, health consequences and health-economic costs

Abstract

Pilaantuneen juomaveden aiheuttamat epidemiat ovat kehittyneissä maissa vähentyneet järjestäytyneen vesi- ja jätevesihuollon myötä. Tästä huolimatta myös näissä maissa epidemioita edelleen esiintyy. Suurissa taajamissa tuhannet asukkaat voivat saada juomavetensä saman jakeluverkoston kautta. Jos veteen pääsee taudinaiheuttajia, seurauksena saattaa olla hyvinkin laaja epidemia. Suomessa rekisteröitiin yli 70 juomaveden aiheuttamaa epidemiaa vuosina 1997-2009, suurimmissa näistä sairastuneita arvioitiin olleen tuhansia. Juomavesivälitteisissä epidemioissa sairastutaan yleensä vatsatautiin, joka tavallisimmin paranee itsestään. Osa sairastuneista saattaa kuitenkin saada jälkioireita jotka voivat aiheuttaa oireita kuukausien ajan. Toisinaan vesiepidemioihin on liittynyt myös kuolleisuutta.

Nokian kaupungissa Pirkanmaalla koettiin loppuvuonna 2007 maamme oloissa poikkeuksellisen laaja pilaantuneen juomaveden aiheuttama epidemia. Erehdyksessä auki jääneen venttiilin kautta talousveden joukkoon pääsi sekoittumaan huomattava määrä mikrobirikasta, käsiteltyä jätevettä. Talousvesi pilaantui pahoin kaupungin eteläisessä osassa, jossa asui n. kolmannes kaupungin väestöstä.

Tämä tutkimus pohjautuu Nokian epidemian terveysvaikutusten selvitystyöhön, joka käynnistettiin Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen, Tampereen yliopistollisen sairaalan (TAYS), Tampereen yliopiston ja Nokian kaupungin yhteistyönä pian epidemian alettua. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää epidemian laajuus (vatsatautiin sairastuneiden määrä ja osuus väestöstä), mikrobiologiset löydökset ja niveloireiden esiintyvyys. Lisäksi selvitettiin vatsa- ja niveloireiden kestoa vatsatautiin sairastuneilla sekä epidemian aiheuttamia suoria terveystaloudellisia kustannuksia. Tutkimus toteutettiin käyttämällä väestökyselyä, jota varten Nokian kaupunki jaettiin kahteen alueeseen, pilaantuneen ja puhtaan veden alueisiin. Kontrolliväestöksi valittiin Kangasalan kunnan asukkaat. Kultakin alueelta muodostettiin tuhannen asukkaan otokset. Toinen kyselytutkimus, seurantatutkimus, toteutettiin 15 kk epidemian alusta. Kyselytutkimusten lisäksi aineistoa kerättiin TAYS:n ja Nokian terveyskeskuksen tietokannoista.

Yli puolet (53 %) pilaantuneen veden alueen asukkaista sairastui vatsatautiin. Vatsatautitapausten ylimäärän tällä alueella arvioitiin olleen 4519 vertailtaessa ilmaantuvuuteen kontrolliväestössä. Myös Nokian puhtaan veden alueella todettiin ylisairastuvuutta. Ulostenäytteissä todettiin seitsemän taudinaiheuttajaa joista kuusi osoitettiin myös talousvedestä otetuista näytteistä. Tärkeimmät taudinaiheuttajat olivat kampylobakteerit, norovirus ja Giardia lamblia.

Pilaantuneen veden alueen asukkaista 13,9 % koki niveloireita ja 6,7 % niveltulehdukseen viittaavia oireita vatsataudin jälkeen. Niveloireiden todennäköisyys havaittiin kontrolliväestöä korkeammaksi myös niillä asukkailla, jotka eivät sairastuneet vatsatautiin. Tämä saattaa selittyä oireettomilla tartunnoilla, jotka kuitenkin ovat laukaisseet niveloireita.

Seurantatutkimuksen perusteella 43 %:lla vatsatautiin sairastuneista vatsaoireet jatkuivat tavanomaista vatsatautia pidempään. Vatsaoireisten osuus väheni nopeasti kolmen kuukauden kuluessa. Pitkittyneistä niveloireista kärsi 31,8 % vatsatautiin sairastuneista. Seuranta-ajan lopussa näiden osuus oli vielä 19 %.

Epidemian suorat terveystaloudelliset kustannukset olivat 354 496 EUR, mikä todennäköisesti edustaa todellisten kustannusten vähimmäistasoa. Suurin osa kustannuksista (44 %) aiheutui epidemiapotilaiden hoidosta Nokian terveyskeskuksessa.

Tutkimus osoitti Nokian v. 2007 epidemian olleen tähän asti laajin juomavesivälitteinen epidemia Suomessa. Todettujen mikrobien kirjo oli poikkeuksellisen laaja, mikä kuvastaa talousveteen joutuneen käsitellyn jäteveden suurta määrää. Nokian talousvesijärjestelmän pilaantuminen oli potentiaalisesti vaarallinen onnettomuus, jonka seuraukset olisivat voineet olla nähtyä selvästi vakavammat. Epidemiassa vältyttiin sellaisilta taudinaiheuttajilta, jotka ovat ulkomaisissa epidemioissa johtaneet kuolemantapauksiin. Nokialla suurin osa sairastuneista sairasti itsestään ohi menneen vatsataudin ja enemmistöllä jälkioireetkin väistyivät epidemiaa seuranneiden viikkojen ja kuukausien aikana. Tapahtuma kuitenkin korostaa turvallisen talousvesijakelun varmistamisen tärkeyttä.

A large drinking water-associated epidemic took place in the town of Nokia, Southern Finland in November-December 2007. Water became heavily contaminated with treated waste water at the town?s waste water plant. A valve connecting waste water and household water lines had been opened during plant maintenance and accidentally left open for two days, allowing large amounts of waste water to flow into the distribution network.

During the following weeks the Nokia health centre encountered a rush of patients with gastroenteritis, a total of 1222 visits being reported for the outbreak period, 28 November to 31 December 2007. Altogether 204 referrals to Tampere University Hospital were made, of which 71% involved children.

Clinical stool samples revealed seven pathogens, six of which were also detected in water samples. This diversity reflects the mechanism and the magnitude of the contamination. Campylobacter, norovirus and Giardia were considered the main pathogens.

A population-based questionnaire study was conducted to assess the burden of gastroenteritis and joint symptoms within 8 weeks from exposure. Based on technical data and modelling, the town was divided into two areas: contaminated and uncontaminated. One thousand residents from both areas were picked from the population register to form two study groups, contaminated and uncontaminated group. The control group constituted 1 000 inhabitants of another municipality located in the same city area.

In comparison to the control municipality, there were 4519 excess cases of gastroenteritis in the contaminated and 1981 in the uncontaminated area. Attack rates were 53.0% and 15.6%, respectively. The odds ratio for gastroenteritis was 7.5 (95% CI: 4.3-10.0) in the contaminated and 1.95 (1.05-3.6) in the uncontaminated group. Most subjects fell ill during the first week of the epidemic. Common symptoms included diarrhoea, vomiting, nausea, abdominal pain and fever.

Altogether 13.9% in the contaminated group and 4.3% in the uncontaminated group experienced joint symptoms within eight weeks. Arthritis-like symptoms (pain in joint movement, joint swelling, redness or warmth) were reported by 6.7% and 2.1%, respectively. The frequency of these symptoms was significantly higher than in the control group. Every gastrointestinal symptom and fever was associated with a higher frequency of joint symptoms in both contaminated and uncontaminated groups. In the contaminated group, the odds of having joint symptoms was increased even without gastroenteritis.

Another questionnaire study, a follow-up was conducted 15 months after the epidemic to assess the persistence of gastrointestinal and joint symptoms. Study groups were based on the three original population samples, but included only subjects who responded to the first study and gave permission to be contacted again.

According to the follow-up, 54% of respondents in the contaminated group reported gastroenteritis during the epidemic. Of these, 42.7% had prolonged symptoms of loose stools and abdominal pain or distension after the acute disease. This proportion diminished rapidly during three months, but thereafter the decrease levelled off. At 15 months, 10.9% were still experiencing these symptoms.

A total of 31.8% of the subjects in the contaminated group who reported having had epidemic-related gastroenteritis reported arthritis-like symptoms after gastroenteritis. A third of these symptoms were relieved within five months, but subsequently the proportion remained almost stable. At the end of the follow-up, 19% were still experiencing arthritis-like symptoms.

Direct health-economic costs were assessed by counting the costs of health care visits to the health centre or university hospital, clinical microbiology laboratory expenses and the cost of treatment in wards in neighbouring municipalities.

The direct health-economic costs according to this study were 354 496 EUR. Medicines, the use of private sector and occupational health-care services were not included in the analysis. This figure is thus probably a minimum estimate of the direct health-economic costs of this epidemic.

In conclusion, extensive drinking water contamination in Nokia resulted in the largest published waterborne epidemic in Finland to date. In addition to high morbidity in the contaminated area, excess cases of gastroenteritis were also observed in the uncontaminated area of the town, probably due to exposure to contaminated water while visiting the contaminated area or a secondary spread of viral pathogens. An excess of joint symptoms was observed in both contaminated and uncontaminated areas, in the former also among those who did not have gastroenteritis. A substantial proportion of people had prolonged gastrointestinal and joint symptoms after the acute gastroenteritis.

Contamination of drinking water can lead to widespread outbreaks of disease and constitute potentially dangerous situations. Ensuring safe drinking water should be a high priority in communities.