Биологическое загрязнение — это привнесение в экосистемы нехарактерных для них видов живых организмов, ухудшающих условия существования естественных биоценозов или негативно влияющих на здоровье человека и его хозяйственную деятельность. Этот вид загрязнения иногда возникает в результате случайного естественного заноса чуждых для данной территории организмов. Однако чаще он связан с деятельностью людей и попадает в окружающую среду в результате механического привнесения чуждых видов и создания биотехнологических продуктов. Биологическому загрязнению способствует изменение естественных условий местообитаний в результате физических, химических воздействий.
Особо опасным считается биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней человека и животных, а также вредителями и конкурентами сельскохозяйственных растений.
Одна из форм биологического загрязнения — микробиологическое загрязнение — связано с массовым размножением микроорганизмов на антропогенных или измененных человеком природных субстратах. Особо опасны микроорганизмы, патогенные для человека, животных и растений, которые связаны с человеком по пищевым цепям (микробное загрязнение).
Биологическое загрязнение почв чужеродными микроорганизмами происходит в результате попадания в почву бытовых и сельскохозяйственных отходов и отбросов, а также за счет аэрозолей микробиологических производств. С бытовыми отбросами в почву могут попадать потенциально опасные микроорганизмы – патогенные и токсикогенные, способные вызывать кишечные инфекции и пищевые отравления у человека, эпидемические заболевания у животных, токсикозы растений.
В санитарно-эпидемиологических почвенных исследованиях определяют содержание в почвах бактерий группы кишечной палочки и патогенных клостридий и бацилл - возбудителей столбняка, сибирской язвы, газовой гангрены и др. Бактериальные энтомопатогенные препараты (энтомобактерин, дендробациллин, боверин, мускардин) содержат споры бацилл, которые в течение многих лет сохраняются и размножаются в почве. При применении этих препаратов методами аэрораспыления происходит массовое обсеменение растительности и почвы спорами этих бактерий, что приводит к нарушению природного равновесия в микробных сообществах.
Почва способна к самоочищению от несвойственных ей микроорганизмов. Механизмы, лежащие в основе самоочищения почв,пока остаются непознанными. Они могут быть разной природы. В первую очередь это связано с отсутствием в почвенной среде условий, необходимых для развития попадающих извне микроорганизмов, а также неблагоприятного действия физических и химических факторов (кислотности,высушивания, солнейчной радиации и т.д.).другой механизм элиминации микроорганизмов – взаимодействие с членами почвенной биоты – выедание, лизис и др. В некоторых случаях, при загрязнении небольших территорий,рекомендуется применять для очистки почв химические дезинфеканты (формалин, окись этилена, тиазол и др.) или специфические препараты пестицидов.
Нарушение экологической среды под влиянием разного рода загрязнителей – одна из важнейших проблем современности, поэтому разработка принципов и методов ранней диагностики повреждения почвенной биоты под их воздействием представляет собой одну из самых насущных задач биологии почв.
Многие микроорганизмы, обитающие в почвах, являются патогенными: они опасны и даже губительны для человека и животных. В процессе эволюционного развития и адаптации к живым организмам патогенные микроорганизмы приобрели паразитические свойства. Они связаны с растительным и животным миром, могут переходить с почвенной влагой в водоёмы, воздушными потоками переноситься в атмосферу.
Болезнетворные микроорганизмы могут сохраняться в почвенной среде длительное время. Так, например, споры палочки сибирской язвы остаются жизнеспособными в почве десятки лет. Благодаря этому почва может играть определённую эпидемиологическую роль в распространении отдельных инфекционных заболеваний. При загрязнении вместе с почвой проникают споры возбудителей газовой гангрены и столбняка. Немаловажное значение имеет почва для последовательной передачи инфекций во внешней среде, так как попавшие в неё патогенные микроорганизмы в дальнейшем распространяются через воду, растительную продукцию, вызывая холеру, дизентерию, тиф и т. д., или посредством насекомых, грызунов, скота, провоцируя туляремию, чуму, сибирскую язву и т. д. Кроме того, болезнетворные микроорганизмы вместе с пылеватыми частицами могут попадать в дыхательные пути человека, вызывая пневмонию, скарлатину, туберкулёз, микозы и др.
Высокий потенциал различных групп патогенных микроорганизмов в почве особенно он велик вблизи крупных городских центров, населенных мест с развитой сельскохозяйственной промышленностью. Обширную группу микроорганизмов, встречающихся в почвах, составляют кокки. В эту группу входят стафилококки, стрептококки, диплококки. Основным общим признаком болезнетворных кокков является их постоянная способность вызывать гнойно-воспалительные процессы и сепсис.
При загрязнении органическими веществами в почве в значительных количествах обнаруживаются кишечные бактерии. Среди них выделяют патогенные, условно-патогенные и сапрофитные виды. К патогенным кишечным бактериям относятся возбудители брюшного тифа, паратифозных заболеваний и дизентерии. Кишечная палочка относится к так называемым условнопатогенным микробам. В своей естественной среде обитания – кишечнике – она является комменсалом и, несомненно, играет положительную роль. Однако при понижении резистентности организма может проявиться патогенное действие кишечной палочки. У маленьких детей в этих случаях кишечная палочка, проникая в верхние отделы тонкого кишечника, вызывает тяжелые кишечные заболевания.
С целью установления степени загрязнённости почвы, воды, пищевых продуктов и т. д. в них определяют наличие кишечной палочки. Результаты анализа выражают в колититре или коли-индексе. Колититр – наименьшее количество субстрата (почвы, воды, пищевых продуктов), в котором содержится хотя бы одна кишечная палочка коли-индекс – количество кишечных палочек, содержащихся в 1 г твёрдых веществ и в 1 л жидкости.
В почвенном «микробном депо» обнаруживают своё присутствие возбудители тифопаратифозных и дизентерийных заболеваний.
При массовом загрязнении почвы, воды и продуктов создаются возможности для возникновения эпидемических вспышек. При санитарных обследованиях в почвах обнаруживаются холерные вибрионы, вызывающие острое инфекционное заболевание – холеру, которое поражает только человека и характеризуется резко выраженным гастроэнтеритом, обезвоживанием организма и явлениями общей интоксикации.
Несмотря на то, что почва не является естественной средой обитания большинства патогенных микроорганизмов, болезнетворные микробы широко распространены в почвенных субстратах, способны длительное время в них сохранятся (до нескольких лет), играя значительную роль в возникновении эпидемий.
В почвах довольно часто распространены патогенные спорозные анаэробные бактерии и аэробные бактерии. Из группы анаэробов следует выделить возбудителей газовой гангрены –раневой инфекции, вызываемой обычно ассоциацией из нескольких видов патогенов и реже одним из них.
Столбняк – острая раневая инфекция, основным признаком которой является поражение нервной системы токсином возбудителя. Заболевание возникает в результате загрязнения ран почвой, содержащей споры палочек столбняка (в военное время и при других травмах).
Другими агентами патогенной анаэробной микрофлоры, присутствующими в почве, являются бациллы бутулизма. Споры этих микробов, попав в загрязнённые землёй пищевые продукты, прорастают в них в условиях анаэробиоза в вегетативные формы, образующие экзотоксин, который вызывает отравление и поражение центральной нервной системы.
Токсины Clostridium botulinum отличаются исключительной силой, во много раз превосходящей ядовитостью все другие бактериальные токсины и химические яды. Так, в 1 г высушенного, очищенного кристаллического токсина содержится свыше 30 млн минимальных смертельных доз для человека. В мясных пищевых консервах сохраняется в течение 6-8 месяцев. Бутулизмом через загрязнённый корм поражаются и животные – лошади, крупный рогатый скот, свиньи, куры, утки и др.
Почвенные очаги сибирской язвы существуют в течение многих десятков лет. Вероятность активизации очагов находится в зависимости от множества факторов, в том числе и от почвенно-климатических условий. Это острое инфекционное заболевание, вызываемое аэробными сибиреязвенными бациллами поражает преимущественно травоядных животных. Человек мало восприимчив к сибирской язве. Заражение происходит при различных формах контакта с больными животными, при обработке животного сырья или употреблении в пищу зараженных продуктов животного происхождения. Сибирская язва у человека встречается в трех формах: кожной, легочной и кишечной. При биологических загрязнениях в почвах могут сохраняться возбудители дифтерии, склеромы, туляремии, туберкулёза, чумы, бруцеллёза, сапа и других инфекционных заболеваний. В целом же, бактерицидные свойства почвы, увы, это из области легенд.
Большинство микроскопических грибов, обитающих в почве, являются сапрофитами, и только немногие их них патогенны для человека и животных. Чаще всего они вызывают различные поражения кожных покровов, волос и ногтей, но встречаются виды, которые поражают внутренние органы, провоцируют аллергические заболевания. Заболевания, вызываемые грибами, носят названия микозов. Следовательно, почвенный покров имеет особое эпидемиологическое значение и требует постоянного анализа санитарно-бактериологического состояния в мониторинговых системах.
