Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Хоружия- Оценка экологической опасности / Книга по эколгии целиком.doc
Скачиваний:
180
Добавлен:
12.04.2015
Размер:
2.1 Mб
Скачать

2.6.9. Биологическое и "генетическое" загрязнение

Биологическое загрязнение является относительно новым понятием, оно введено в экологическую практику в начале 80-х годов (1982 год). Биологическим загрязнением называют привнесение в среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов, а также проникновение (естественное или благодаря деятельности человека) в эксплуатируемые экосистемы и технологические устройства видов организмов, чуждых данным экосистемам.1

Термин получает все более широкое распространение, хотя до сих пор нет исследований, обобщающих данные по биологическому загрязнению.

Понятие "биологическое загрязнение" следует отличать от понятия "за­грязнение биологических объектов". В случае биологического загрязнения "загрязнителем" являются способные к воспроизводству организмы, вплоть до вирусов. Биологическое загрязнение является следствием антропогенного воздействия на окружающую среду, но не естественных причин.

Один из видов биологического загрязнения - выбросы предприятий биологического (микробиологического) синтеза. Производственные мощности этой отрасли современной биотехнологии, особенно в фармакологической промышленности, постоянно растут. Многие лекарственные препараты, например, антибиотики, вакцины, получают с помощью микроорганизмов путем микробиологического синтеза. В состав выбросов и сбросов со сточными водами фармакологических заводов входят микробные клетки и их фрагменты, питательная среда для микроорганизмов.

Мониторинг загрязнения и контроль выбросов биологических загрязнителей налажен пока слабо. Сравнительно недавно в России установлены регламенты на концентрации в окружающей среде продуктов микробиологического синтеза и штаммы-продуценты

_________________________

1Реймерс Н.Ф. Природопользование. М. : Мысль, 1990. С. 640.

микроорганизмов. Например, ПДК для воздуха рабочей зоны составляют для продуцента кормового белка Candida tropicalis Арх.2/8 1000 кл/мл (в состоянии аэрозоля), для белковых продуктов хорошо известных в быту дрожжей Sascharomyces cerevisea - 0,5 мг/м3 в расчете на белок.

Масштабы этого вида загрязнения могут быть весьма велики, так же как и его негативные эффекты на здоровье человека. Яркой иллюстрацией является ситуация с производством искусственного белка из кормовых дрожжей (Candida tropicalis), растущих на углеводородах, в России в 70 - 80-х гг. XX века. Производство имело большие масштабы: было создано 8 крупных и около 100 мелких предприятий, выпускающих более 1,5 млн. т в год белково-витаминного концентрата (БВК). В результате произошло сильное загрязнение окружающей среды в районах расположения заводов, которое вызвало резкое увеличение заболеваемости населения бронхиальной астмой, снижение общей иммунологической реактивности, особенно у детей.

С этим связаны события вокруг завода в г. Кириши. На территории г. Кириши в 1988 году выпало с осадками не менее 2 т БВК, и в результате загрязнения многие жители стали инвалидами. Сходная ситуация сложилась и в других городах, где были размещены заводы (в Ангарске, Уфе, Ленинграде, Горьком). Сообщалось также о падеже скота, в рацион которого входил БВК. Массовые протесты населения в бывшем СССР, а также опыт европейских стран заставили в конце 1988 года закрыть заводы и перепрофилировать их. По масштабам загрязнения, по оценке лондонской газеты "Гардиан", ситуация в г. Кириши была самым значительным экологическим бедствием со времен Чернобыля.

Производство искусственного белка, столь необходимого в животноводстве в связи с дефицитом белка в рационе, из углеводородов нефти было очень заманчивой идеей. К ней пришли некоторые европейские страны еще в начале XX века. В Германии в период первой Мировой войны были предприняты попытки промышленного культивирования одноклеточных организмов, способных к росту на углеводородсодержащих средах с целью получения белка для потребления людьми и животными.

В конце 50-х годов эту идею интенсивно разрабатывала компания "Бритиш петролеум", в начале 70-х годов - ряд промышленных групп европейских стран и Япония. В качестве субстрата использовались н-парафины, метанол, этанол.

Однако к моменту закрытия производства БВК в СССР почти все ев­ропейские страны уже прекратили производство аналогичных искусст­венных белков. Причиной отказа от этого производства была не только опасность загрязнения окружающей среды, но и неэффективность и даже вредность продукта для скота. Животные теряли в весе, болели; при гис­тологическом исследовании в тканях были явно выражены дистрофиче­ские нарушения. Идея человечества решить продовольственную пробле­му путем "выращивания" кормовых дрожжей на органических соедине­ниях потерпела неудачу. И важной причиной отказа от него явилось биологическое загрязнение. Сейчас искусственный белок производят в основном из природных растительных продуктов, в частности, сои.

Отдаленные последствия биологического загрязнения слабо или почти не изучены.

В связи с биологическим загрязнением нельзя не упомянуть о бактериологическом оружии. Несмотря на международные запреты (Конвенция по биологическому оружию 1972 года), в разных концах света возникают сообщения, в той или иной степени связанные с его производством.

После событий 11 сентября 2001 года, когда самолет-камикадзе вре­зался в американские небоскребы, появился новый термин - "биотерроризм". После этих событий начались вспышки сибирской язвы в США, связанные с применением бактериологического оружия. Согласно мнению одного из специалистов-микробиологов Кена Алибека (до 1992 года работал в бывшем СССР), целью биотерроризма является не столько массовое уничтожение людей, сколько создание хаоса в экономике и политической жизни у противника.

Опасность бактериологического оружия обусловлена тем, что его можно получить в обстановке полной секретности, в маленьких лабора­ториях. Опасность его заключается также в трудности обнаружения, в способности микроорганизмов длительное время сохранять активность, т. е. способность вызывать заболевания. В норвежском городке Трондхейм в запасниках музея в течение 80 лет хранилось бактериологическое оружие времен 1-й Мировой войны (возбудитель сибирской язвы -Antrax). Оно попало в музей в 1917 году после ареста шведского барона фон Росена, который должен был выполнить диверсионное задание - отравить всех лошадей и оленей в Англии. Самое удивительное то, что микробы оказались живыми.

К концу XX века встал вопрос о биологической опасности, связанной с развитием генной инженерии и ее успехами в сельском хозяйстве. Риск так называемого "генетического" загрязнения окружающей среды - этого сравнительно нового вида биологического загрязнения - становится все более реальным.

Начало создания механизма безопасности в отношении генной инже­нерии следует отнести к середине 70-х годов XX века. В 1975 году на конференции в г. Асиломар (США, штат Калифорния) были впервые высказаны опасения, что искусственно созданный микроорганизм, попав во внешнюю среду, может вызвать эпидемию неизвестной болезни, с которой людям трудно будет справиться. Возможность случайного вы­броса организмов, произведенных с помощью генной инженерии, суще­ствует всегда. Экологическая оценка последствий такого выброса весьма затруднительна, поскольку свойства новых микроорганизмов неизвестны. Кроме того, необходимость биологических испытаний генетически изме­ненных микроорганизмов заставляет проводить соответствующие экспе­рименты, т. е. осуществлять "намеренный выброс". Такие эксперименты часто блокируются природоохранными органами, однако они проводятся в обстановке секретности (главным образом по коммерческим причи­нам), поэтому контроль за этими экспериментами затруднен. Случаев проникновения в окружающую среду новых бактерий пока не было. Од­нако опасность исследований заключается и в том, что действие извест­ных возбудителей заболеваний можно многократно усилить с помощью генно-инженерных методов, при этом можно получить такие штаммы микроорганизмов, которые устойчивы ко всем известным антибиотикам. Недавно появилось сообщение австралийских исследователей о том, что ими случайно был получен опасный вирус эктомерии, обладающий очень высокой вирулентностью. Теоретически можно усилить патоген­ные свойства микроорганизмов-возбудителей многих болезней.

Следует отметить, что не только опасные болезни, но и нарушение равновесия в природных экосистемах могут вызвать организмы, полу­ченные с помощью генно-инженерной биотехнологии.

В России в 1996 году принят закон о государственном регулировании в области генно-инженерной деятельности. С 1997 года в РФ работает Межве­домственная комиссия по проблемам генно-инженерной деятельности.

Проблема генетического загрязнения обсуждается также в связи с поте­рей биоразнообразия. Проблема биоразнообразия имеет генно-инженерные аспекты, среди которых можно выделить:

  • перенос генетической информации от домашних форм к диким;

  • генетический обмен между дикими видами и подвидами, в т. ч. риск генетического загрязнения генофонда редких и исчезающих видов;

  • генетические и экологические последствия преднамеренной и не­преднамеренной интродукции животных и растений.

Следствием манипуляций с геном может быть генетическая эрозия - по­теря существующего генофонда. В XXI веке может стать актуальным риск загрязнения природного генофонда продуктами генной инженерии, по­лученными, в частности, на основе генома млекопитающих.

Наибольшему риску генетического загрязнения подвержены редкие и исчезающие виды, популяции которых находятся на стадии деградации. Межвидовая гибридизация и гибридизация между подвидами - явление широко распространенное. Изменение условий обитания может прово­цировать гибридизацию. Угроза гибридизации характерна для регионов с антропогенно трансформированной средой и нарушениями популяционных механизмов регуляции численности.

Самостоятельную проблему с серьезными социально-этическими аспектами представляет собой вмешательство в ген человека. С расшифровкой генома человека в 2000 году (в исследованиях участвовали десятки лабораторий Англии, Франции, Японии, США, России) человечество вхо­дит в новую фазу своего развития, где предсказать все возможные сцена­рии невозможно. В некоторых прогнозах они выглядят фантастическими, например, в результате достижений генной инженерии можно будет кло­нировать гениев или правителей. Может появиться "улучшенная" разно­видность людей, которые будут обладать феноменальными способностя­ми и небывалой продолжительностью жизни. Появление суперчеловека приведет к сложнейшим политическим проблемам, так как большинство населения Земли, не прошедшее генно-инженерную обработку, станет "людьми второго сорта".

Многие считают, что, несмотря на всевозможные запреты, остановить научный прогресс в области этих исследований невозможно: рано или поздно такие попытки будут сделаны.

В XXI веке может стать актуальной микробиологическая опасность в сфере космической деятельности. Реальной угрозой развития заболева­ний, не известных ранее, может стать целый комплекс факторов: непред­сказуемость поведения микроорганизмов внутри космического корабля (а они присутствуют повсеместно и могут мутировать в космосе), воз­можность попадания новых видов микроорганизмов при замене экипа­жей, ослабление иммунитета у человека в условиях невесомости и др.