Окружающей среды

Возникновение проблемы биологического загрязнения окружающей среды неинфекционного характера связано с развитием микробиологической промышленности в 40-е годы ХХ века (с открытием пенициллина), основанной на микробиологическом синтезе, т.е. способности микроорганизмов к синтезу новых структурных элементов (веществ) или к избыточному накоплению продуктов обмена веществ за счёт присущих микробной клетке ферментных систем. К числу таких производств относится производство антибиотиков, аминокислот, белков, ферментов и др. Эти органические соединения, обладая высокой специфичностью действия на какие-либо органы, системы организма, получили общее название – БИО-ЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА.

Создание микробиологической промышленности позволило, во первых, создать базу микробиологической фармации (выпуск антибиотиков, ферментов, аминокислот, антитоксинов, вакцин, сывороток и пр.) и, во вторых, обеспечить сельское хозяйство дополнительными источниками кормового белка, микробными удобрениями, микробиологическими средствами защиты растений от вредителей, препаратами, стимулирующими откорм сельскохозяйственных животных и птиц. Одни из этих препаратов представляют собой продукты жизнедеятельности микро-организмов-продуцентов, другие содержат жизнеспособные микробные клетки или жизнеспособные споры микроорганизмов.

В связи с бурным развитием микробиологической промышленности увеличилась опасность неблагоприятного влияния биологического загрязнения производственной и внешней среды на здоровье населения как путём прямого воздействия (изменение иммунобиологической реактивности, возникновение аллергических заболеваний), так и опосредованно, через окружающую среду (угнетение процессов самоочищения, формирование антибиотикоустойчивых форм микроорганизмов и др.). Опасность биологического загрязнения может усугубляться сочетанным действием биологических и химических факторов среды на организм.

Заводы по производству кормовых дрожжей могут служить источником распространения на значительные расстояния через газовоздушные выбросы не только жизнеспособных микроорганизмов, но и белкового продукта, состоящего из убитых клеток-продуцентов. Белок в концентрациях, превышающих фоновые, удавалось обнаружить на расстоянии до 700-1000 м от предприятия, а, как известно, малые дозы белка, в частности микробного происхождения, обладают выраженным сенсибилизирующим действием на организм.

Сенсибилизирующее действие кормовых белков зависит от вида используемого сырья. Так, установлено, что микробный кормовой белок, выращенный на парафинах нефти, обладает более сильным сенсибилизирующим действием, чем выращенный на непищевом растительном сырье.

Значительными аллергенами являются грибы. Они присутствуют в атмосферном воздухе, воздухе жилых и общественных зданий, являясь причиной таких аллергических заболеваний, как бронхиальная астма, аллергический аспергиллёз, экзогенный аллергических альвеолит и др. Некоторые из видов грибов встречаются на протяжении всего года, тогда как появление других зависит от температуры и влажности воздуха, направления и силы ветра, сезона года.

Поражения дрожжеподобными грибами на данных производствахмогут возникнуть при длительном контакте с антибиотиками, изменяющими микробный фон аутофлоры. Под воздействием биологических загрязнений, особенно антибиотиков, может развиться дисбактериоз, образование резистентных форм микроорганизмов, причём, играет роль не столько количество воздействующих веществ, сколько длительность их воздействия. Появление аллергических реакций быстрее наблюдается при длительном поступлении небольших доз антибиотиков, чем при кратковременном использовании их в больших количествах.

Велика роль конидий (спор) плесневых грибов в возникновении микозов. Для этого необходимы определённые предпосылки, среди которых на первом месте стоит ослабление защитных сил организма, поэтому плесневые грибы относятся к условно патогенным. Различают две большие группы микозов: поверхностные и глубокие. Первые чаще поражают кожные покровы, реже – слизистые оболочки и имеют, как правило, доброкачественное течение, не представляя серьёзной опасности для человека. В противоположность поверхностным, глубокие микозы связаны с поражением внутренних органов, чаще всего, лёгких. Глубокие микозы с трудом поддаются диагностике и лечению.

Многие виды микозов носят профессиональный характер, т.к. развиваются преимущественно у рабочих, имеющих профессиональный контакт с плесневыми грибами (животноводы, полеводы, рабочие микробиологической промышленности).

Доказано, что некоторые виды грибов способны к токсинообразованию. Сегодня известно уже более 120 видов таких грибов и до 100 видов микотоксинов (микотоксины – метаболиты грибов, обладающие высокой токсичностью). Микоинтоксикация чаще развивается у рабочих микробиологической промышленности, занятых в производстве кормового белка, белково-витаминных препаратов, а также у лиц, проживающих в зоне влияния выбросов данного производства.

Наиболее изученными среди микотоксинов являются афлатоксины. Установлено, что продуцентами афлатоксинов являются, главным образом, некоторые штаммы грибов, которые могут развиваться на различных пищевых продуктах в любых климатических поясах, кроме холодного. Афлатоксины являются ядами с выраженным гепатотропным действием. Они вызывают обширные коагуляционные и жировые некрозы печени. Картина отравлений ими сродни и напоминает картину отравления бледной поганкой, а это наиболее серьёзное из грибных пищевых отравлений с большой летальностью.

Охратоксины – токсические метаболиты плесневых грибов из рода Penicillum и Aspergillus. Они способны избирательно поражать почки, подавлять синтез белка и процессы окислительного фосфорилирования. Некоторые учёные считают, что охратоксины могут играть определённую роль в эпидемиологии эндемической нефропатии – тяжёлого хронического заболевания почек, распространённого в ряде стран дальнего зарубежья (Болгарии, Румынии, на территории бывшей Югославии).

К группе микотоксинов, избирательно поражающих почки, относится и цитрин. Токсический эффект цитрина проявляется в патологических изменениях почек, протекающих по типу нефроза, но механизм его действия пока неясен.

Следует отметить, что многие микотоксины (афлатоксины, стеригмацистин, патулин, пеницилловая кислота, лютеоскирин и др.) являются сильнейшими канцерогенами.

На основе культивирования грибов и бактерий микробиологическая промышленность производит различные ферменты, являющиеся биологическими катализаторами многих обменных процессов. Это позволяет получать дополнительное количество сельхозпродукции, ускорять процессы биологической консервации и др. (например, использование пектиназ для выработки фруктовых и ягодных соков). Однако, ферментные препараты для сельскохозяйственных нужд, недостаточно очищенные от микотоксинов и взвеси бактерий или микроскопических грибов, при контакте с пищевыми продуктами могут включаться в пищевые цепи и оказывать неблагоприятное влияние на организм человека.

Бактериальные средства защиты растений вырабатываются на основе вирусов, бактерий, грибов и микроспоридий. Качественной основой этого класса микробиологических препаратов является их живое начало – микроорганизм, находящийся в антагонизме с возбудителем болезни растения, или вызывающий болезнь вредного насекомого. Отличает эти микроорганизмы то, что они являются естественными обитателями почвы, воздуха, воды и обладают избирательной патогенностью для тех или иных видов теплокровных животных и человека. Этим объясняется безопасность микробиологических средств защиты растений для «нецелевых» организмов и биоценозов. Инфекционно-токсикологическая оценка пестицидов, созданных на основе различных микроорганизмов, подтвердила неспособность последних размножаться в организме животных или человека.

Характерной особенностью воздействия биологических факторов в микробиологической промышленности можно считать нарушения иммунитета. Продукты микробиологического синтеза относятся к полным антигенам или гаптенам, которые легко соединяются с белками сыворотки крови и могут менять иммунологический статус, способствуя аллергизации и инфицированию.

Развитие аллергического процесса зависит от свойств аллергена и путей его поступления в организм. Как правило, при ингаляционном поступлении развиваются реакции преимущественно немедленного типа (часто в первые часы и сутки первичного контакта со значительными концентрациями биологических вредностей), протекающие по типу поллиноза (сенной лихорадки) с характерным симптомокомплексом.

При постоянном воздействии малых концентраций аллергена могут отмечаться общая слабость, повышенная раздражительность, утомляемость, частые головные боли, боли в суставах, дерматиты. Развившаяся аллергия может длительно проявляться у человека, даже после прекращения контакта с аллергенами. Как правило, вначале исчезают признаки поражения кожных и слизистых покровов, а затем верхних дыхательных путей.

При контакте с различными аллергенами возможна и поливалентная сенсибилизация.

Отходы сельскохозяйственного производства. Значимым источником загрязнения окружающей среды являются животноводческие комплексы, которые по мощности и масштабам загрязнения вполне сопоставимы с крупнейшими промышленными объектами. Наряду с традиционными вредностями (повышенное содержание аммиака, сероводорода, неблагоприятный микроклимат и т. п.), на современных крупных животноводческих комплексах важное значение приобретают биологические факторы, связанные с использованием кормовых белков, белково-витаминных препаратов, гормонов и пр. Они способны вызывать сенсибилизацию организма работающих, оказывать токсическое действие, увеличивать частоту рецидивов заболевания и пр.

Отходы животноводческого производства, в частности, жидкий навоз, создают выраженную санитарно-эпидемиологическую напряжённость, т.к. содержат большое количество яиц гельминтов, патогенных серотипов кишечной палочки, салмонелл, вирусов и др. микроорганизмов. Сточные воды этих производств, будучи использованными в качестве удобрений, представляют серьёзную опасность при их сбросе с паводковыми и дождевыми водами.

В современных условиях загрязнения водоёмов сточными водами, содержащими поверхностно-активные вещества (ПАВ), создаются условия для перехода под их воздействием микроорганизмов из объёма воды на её поверхность и образования поверхностной плёнки микроскопической величины. Наличие ПАВ ведёт к снижению барьерной функции современных водоочистных систем в отношении бактерий и вирусов. Установлено, что анионактивные ПАВ в определённых концентрациях способны в значительной мере стимулировать размножение в воде сапрофитных бактерий, кишечной палочки и бактерий брюшного тифа. ПАВ снижают бактерицидные свойства активного хлора, снижая, тем самым, и эффективность обеззараживания воды.

Поступление со сточными водами пестицидов также существенным образом нарушает микробный биосинтез в водоёме и изменяет индикаторное значение санитарно-показательных бактерий. Удлинение сроков выживания салмонелл и шигелл под действием пестицидов может привести к возникновению неблагоприятной эпидемиологической ситуации, что усиливает роль водного фактора в заболеваемости населения острыми кишечными инфекциями.

Установлено, что поступление в непроточные или малопроточные пресноводные водоёмы биогенных элементов (фосфора, калия, азота, углерода) с бытовыми и производственными сточными водами, поверхностными стоками с полей, удобряемых фосфорными и азотными удобрениями, приводит к бурному развитию планктона (ЭВТРОФИКАЦИИ), особенно сине-зелёных водорослей, приводящее к «цветению воды» и осадконакоплению. Так, 1 кг фосфора способствует росту 1000 кг, 1 кг азота – 60 кг и 1 кг углерода – 10 кг водорослей. Возникает ряд периодических катастроф, после чего происходит отмирание биомассы в большом масштабе. При её разложении расходуется растворённый в воде кислород, что, в свою очередь, ведёт к гибели всего живого в водоёме. Экосистема «стареет» и «умирает», водоём мелеет и зарастает. Резко ухудшаются органолептические показатели воды – цветность, запах, вкус. Вода становится непригодной не только для питья, но и для промышленных нужд.

Воздействие сине-зелёных водорослей на людей, как непосредственно, так и через обитателей водоёма, приводит к хроническим, трудно диагностируемым расстройствам со стороны ЖКТ, дыхательной системы или по смешанному типу. Наиболее тяжёлые расстройства со стороны ЖКТ связаны с употреблением в пищу свежевыловленной рыбы.