Биологическое загрязнение окружающей среды

Биологическое загрязнение (БЗ). В общем виде биологическое загрязнение понимается как привнесение (проникновение, распространение) в окружающую среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов. Оно вызывается (создается) микроорганизмами, биогенными веществами (выделениями, мертвыми телами и т. п.), а также может являться следствием приобретения ранее безвредными микроорганизмами патогенных свойств или способности подавлять другие организмы в сообществах.

Разновидностью биологического загрязнения являются негативные изменения структуры биоценозов, вызываемые причинами трофического, климатического характера, болезнями отдельных видов животных, растений сообщества, стихийными бедствиями и другими причинами. При загрязнении среды обитания микроорганизмами говорят о бактериальном загрязнении, или микробиологическом отравлении.

Бактериальное загрязнение воздействует на людей, животных и растительные организмы. Его основу составляют мельчайшие, не имеющие запаха и окраски живые существа, подразделяющиеся в зависимости от строения и биологических свойств на бактерии, вирусы, риккетсии и грибки.

Бактерии представляют собой разнообразные по форме и размерам одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения. Размеры их колеблются от 0,5 до 8-10 микрометров (микрон). При благоприятных условиях бактерии очень быстро размножаются простым поперечным делением, образуя через каждые 28-30 минут две самостоятельные клетки. Бактерии достаточно быстро погибают при воздействии солнечных лучей, дезинфицирующих средств и при кипячении. К низким температурам бактерии мало чувствительны и переносят замораживание до минус 25 °С и более. Некоторые виды бактерий для выживания в неблагоприятных/условиях способны покрываться защитной капсулой или превращаться в спору, обладающую высокой устойчивостью к воздействию внешней среды.

Патогенные (болезнетворные) бактерии являются причиной многих тяжелых заболеваний человека и животных (чума, сибирская язва, сап и др.). Некоторые бактерии образуют продукты жизнедеятельности, обладающие крайне высокой ядовитостью - микробные токсины (например, токсины возбудителей ботулизма, столбняка, дифтерии).

Риккетсии - своеобразная группа бактериеподобных организмов, представляющая собой небольшие, размером от 0,4 до 1 микрометров, клетки-палочки. Они развиваются, живут и размножаются поперечным делением только внутри клеток живых тканей. Риккетсии не образуют спор, но достаточно устойчивы к высушиванию, замораживанию, действию относительно высоких температур. Они могут вызывать такие тяжелые заболевания, как сыпной тиф, Ку-лихорадка и др.

Грибки - одно- или многоклеточные микроорганизмы растительного происхождения, отличающиеся от бактерий более сложным строением и способом размножения. Споры грибков высокоустойчивы к высушиванию, воздействию солнечных лучей и дезинфицирующих веществ. Грибки вызывают заболевания людей гистоплазмозом, кокцидиоидомикозом и другими

болезнями, которые характеризуются поражением внутренних органов с тяжелым и длительным течением.

Вирусы - мельчайшие организмы, в сотни и тысячи раз меньше бактерий, не имеющие клеточной структуры. В отличие от бактерий вирусы развиваются только в живых тканях. Размеры вирусов колеблются от 0,02 до 0,4 микрометра. Большинство из них недостаточно устойчиво к различным условиям внешней среды: плохо переносят высушивание, солнечный свет и действие дезинфицирующих средств. Патогенные вирусы являются причиной многих тяжелых и опасных заболеваний человека, животных и растений (натуральная оспа, ящур, желтая лихорадка, ВИЧ и др.).

Болезнетворные свойства патогенных микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности явились основой для создания биологического оружия, предназначенного для поражения живой силы противника, сельскохозяйственных животных, посевов сельскохозяйственных культур, а в некоторых случаях - и для порчи запасов продовольствия, нефтепродуктов, военного имущества, вооружения, военной техники и снаряжения.

Идея использования патогенных микроорганизмов в качестве средств поражения живой силы войск возникла очень давно как следствие того, что вызываемые ими массовые инфекционные заболевания - эпидемии приносили человечеству на протяжении всей его истории неисчислимые потери. Нередко именно эпидемии, а не военные неудачи, решали исход сражений и даже целых кампаний. Так, в 1741 г. из 27 тыс. английских солдат, участвовавших в захватнических кампаниях в Мексике и Перу, 20 тыс. человек погибли от желтой лихорадки; в 1802 г. от этой же болезни почти полностью погибла 30-тысячная армия генерала Леклерка, посланная Наполеоном на остров Гаити для подавления восстания.

С особой жестокостью применялись биологические методы и средства уничтожения при колонизации американского континента. Так, в 1763 г. английский генерал-губернатор Новой Шотландии (Северная Америка) Акмерстон приказал коменданту крепости Форт-Питт полковнику Букэ распространить черную оспу среди индейских племен. Полковник Букэ распорядился взять у больных черной оспой белых колонизаторов одеяла и в качестве «милостивого подарка» переслал их местным аборигенам - индейцам. Этим коварным шагом индейцам был нанесен удар страшной силы. Черная оспа, которой в Америке никто и никогда не болел, распространилась от племени к племени с быстротой ветра. Начисто лишенные иммунитета к этой болезни, индейцы вымирали поголовно, оставляя белым колонизаторам богатейшие земли, скот, зерно.

Значительный ущерб экономике различных стран всех континентов до сих пор продолжают наносить массовые заболевания сельскохозяйственных животных - эпизоотии и сельскохозяйственных растений - эпифитотии. Например, эпизоотия лихорадки долины Рифт в Южной Африке в 1950-1951 гг. привела к гибели более 100 тыс. голов овец и крупного рогатого скота и к возникновению среди людей крупномасштабной эпидемии; эпифитотии различных видов ржавчины, корневой гнили и другие массовые болезни злаковых культур и картофеля только в США являются причиной ежегодной потери части урожая, достаточной для того, чтобы прокормить 20 млн человек.

Существование всего живого на нашей планете обусловлено способностью автотрофных организмов (продуцентов) синтезировать с помощью световой энергии из простых неорганических веществ сложные органические вещества, используемые затем гетеротрофными организмами (консументами) в процессе питания. Как уже говорилось, основные продуценты - зеленые растения, составляющие первый трофический (пищевой) уровень в экосистеме. Все другие организмы (гетеротрофные) живут за счет первичной продукции продуцентов. За исчезновением, уничтожением продуцентов последовало бы уничтожение жизни на планете. Но, как это ни странно и опасно, человечество создало такие средства самоуничтожения. К числу их относятся токсические химические вещества - фитотоксиканты, предназначенные для поражения различных видов растительности. Они по своей природе не являются биологическими загрязнителями, но обладают способностью к сильному физиологическому воздействию на растения. В зависимости от характера физиологического воздействия и целевого назначения они подразделяются на:

· гербициды - вещества, предназначенные для поражения травяной растительности, злаковых и овощных культур;

· арборициды - вещества для поражения древесно-кустарниковой растительности;

· альдегиды - вещества, поражающие водную растительность;

· дефолианты - вещества, вызывающие опадение листьев растительности;

· десиканты - вещества, уничтожающие растительность путем ее высушивания.

К середине 40-х годов XX столетия в США были созданы и испытаны военные рецептуры гербицидов для уничтожения любых видов растительности. Группа гербицидов военного назначения включает дефолианты, десиканты, а также средства, регулирующие рост растений, и средства, стерилизующие почву. Уничтожение продуцентов резко нарушает структуру биоценоза и, более того, разрушает основное звено в трофической цепи экосистемы, обрекая ее животный мир на гибель или вынужденную миграцию - в ненарушенные ареалы экосистемы. Таким образом, применение гербицидов военного назначения по своим последствиям идентично биологическому загрязнению среды обитания.

Гербициды военного назначения широко применялись армией США в течение 1961-1971 гг. на территориях Вьетнама, Лаоса и Кампучии. В войне было применено свыше 100 тыс. тонн гербицидов, воздействовавших на растительность лесов, полей, плантаций. Всего было обработано около 20 тыс. кв. километров территории Южного Вьетнама, в результате чего уничтожено 12 процентов горных джунглей, 40 процентов мангровых лесов и более 5 процентов сельскохозяйственных угодий страны. Причинен непосредственный ущерб здоровью 1,6 млн вьетнамцев, более 7 млн человек были вынуждены покинуть районы применения гербицидов. Массовый падеж животных и птиц имел место уже в первые дни после применения гербицидов.

Дальнейшая деградация лесных экосистем привела к разрушению сообщества животного мира. Восстановить фауну Вьетнама в исходное состояние уже не возможно. Естественное восстановление джунглей потребует несколько десятилетий, а восстановление мангровых лесов можно ожидать не ранее, чем через 100 лет.

Вместе с фитотоксикантами в почву было внесено свыше 500 килограммов диоксина, самого ядовитого синтетического вещества. Гербициды военного назначения поражают не только флору и фауну, но и разрушают почву - материальную основу всего живого на Земле. И в этом отношении они не отличаются от ядерного оружия.