ВВЕДЕНИЕ. В ходе исторического развития, особенно в период цивилизации мирового сообщества и эволюции окружающей среды и живых организмов, произошли глубокие структурно-функциональные изменения биосферы на почве целенаправленной напряженной антропогенной деятельности, и все действующие неблагоприятные факторы привели к ухудшению состояния среды обитания животных, птиц и человека. Причиной, ухудшения состояния биосферы обитания живых организмов, в том числе человека, являются приобретенные неблагоприятные экологические и техносферные факторы среды обитания живых организмов. Формирование урбанизированной среды, происходит в результате чрезмерной антропогенной нагрузки и плановой производственной деятельности, отрицательно влияющие на окружающую среду. Неблагоприятные измененные факторы и условия в биосфере и техносферной среде не соответствует особенностям живых организмов, Проявление чаще всего происходит в форме природного, или техногенного характера и чаще носит экологическое происхождение, не свойственные к приобретенным комфортным условиям существования человека.
В настоящее время проявление чрезвычайных ситуации происходит в техносферных условиях окружающей среды, вследствие не правильно продуманной хозяйственной деятельности и бурного развития промышленности, энергетики, транспорта, городского жилого и агропромышленного комплекса, химизации и не правильного ведения технологии растениеводства и животноводства в сельском хозяйстве. Установлено, что возрастает не подлежащее к управлению урбанизированные территории регионов России с различными видами отраслей народного хозяйства: нефтегазовой, тяжелой, легкой, текстильной и пищевой промышленности, агропромышленного комплекса и появлением различных видов технологического обслуживания отраслей народного хозяйства. Ни для кого, ни секрет все еще усиливается, продолжается и расширяется техносферизация среды обитания человека, с механизацией, автоматизацией и с привлечением роботов в различные отрасли агропромышленного комплекса. В основном все это происходит в сельских районах, экономически выгодных сельскохозяйственных территориях, в основном без привлечения на работу основной трудоспособной массы сельского населения.
В настоящее время в агрофирмах и в компаниях агропромышленного комплекса регионов России, часто сельскохозяйственные работы ведутся с привлечением многочисленных крупногабаритных, чрезмерно тяжелых сельскохозяйственных машин. Все это происходит на огромных сельскохозяйственных полях, которые приводят к нарушениям почвенных структур земельных ресурсов, особенно с применением интенсивной технологии выращивания продуктов растениеводства и животноводства, без учета экологического состояния почвы, и правовых норм охраны окружающей среды, ресурсов литосферы и особенностей структуры почвы и обитателей, живых организмов, и природоохранных проблем. В агропромышленном комплексе часто наблюдается нарушение агротехники и технологии выращивания зерновых или других культур на сельскохозяйственных угодьях и сроки уборки сельскохозяйственных культур. Запоздалая уборка сельскохозяйственных культур по сезону, происходящая в конце октября и в начале ноября, особенно в условиях умеренно-континентальном климате, отражается на состоянии почвы сельскохозяйственных угодий. В это время многие живые организмы - обитатели почвы и ее среды, включая беспозвоночных и позвоночных животных, многие виды находятся в состоянии зимней спячки, вследствие чего нарушается биоценоз и биогеоценоз на огромных сельскохозяйственных территориях регионов России.
Кроме всего, в регионах Российской Федерации ни мало заброшенных загрязненных сельскохозяйственных территорий мусором и с отходами различного происхождения. Химическая промышленность, постоянно создает технологию получения химических веществ, средств, зашиты растений и животных с синтетическим способом, все новые партий - пестициды, химические и биологические стимуляторы поступают для применения в агропромышленном комплексе регионов России. Все они шире применяются на агрофирмах и сельскохозяйственных компаниях агропромышленного комплекса регионов страны и часто наносят социальный, экономический, экологический и ущерб для здоровья населения, из-за не правильного применения. Все это происходит на почве не квалифицированного применения химических и биологических средств, для борьбы с вредителями растений и животных, без контроля норм и учета. Эти средства вносятся и иногда даже разбрасываются на сельскохозяйственные поля и угодья, в некоторых случаях остаются в кучке, в одном месте Мною лично было обнаружено, что куча химического удобрения, без мешка лежала в поле в летний период года. В этом случае пришлось принимать меры по устранению химического загрязнения сельскохозяйственных угодий территорий. Кроме того, ни всегда соблюдаются работниками агропромышленного комплекса РФ инструкции и наставлений по применению химических средств, пестицидов, химических и биологических гормональных стимуляторов. По причине халатности происходит загрязнения почвы, интоксикация растений, беспозвоночных и позвоночных животных и появляется вероятность перехода вредных и опасных загрязняющих веществ, в сырье и продукты растениеводства, животноводства и птицеводства. Нельзя не вспомнить, случай и в Советский период жизни, когда на стеклянном флаконе, не до конца использованная живая вакцина против сибирской язвы лежала в поле, после применения. После чего и пришлось обеззараживать и утилизировать путем сжигания вакцины против сибирской язвы, которая представляла опасность для людей, животных и птиц и окружающей среды. Такие случаи каждого должны беспокоить, поэтому всегда присутствует риск возникновения опасности и чрезвычайной ситуации антропогенного характера. Поэтому вредные химические и биологические вещества могут оставаться в отходах жизнедеятельности животных и птиц и далее они в процессе хранения могут приобретать опасные свойства в почвенной среде и для ее обитателей, за счет продолжительного присутствия в почве и ни всегда способности их переработки с почвенными микроорганизмами. Для сельскохозяйственных угодий и полей агропромышленного комплекса, ни меньшую опасность представляет для плодородной почвы и иловые осадки очистных сооружений. В составе иловых осадков очистных сооружений содержаться вредные и опасные ксенобиотики различного происхождения. Чужеродные вещества химического и биологического происхождения иловых осадков очистных сооружений переходят в почву, растения и в организм домашних, сельскохозяйственных, диких животных и птиц и возможен переход людям населяющих регионы РФ.
В настоящее время в результате значительно ухудшившейся экологической обстановки окружающей среды территорий регионов РФ и среды обитания живых организмов появляются неизвестные по происхождению вредные и опасные вещества в составе промышленных выбросов и отходов различного происхождения. Они могут быть химического, биологического и техногенного происхождения, и далее поступают в сельскохозяйственные поля, засеянные зерновыми культурами и в продуктивные сельскохозяйственные животные и птицы[1]. При этом встречаются ксенобиотики (контаминанты), имеющие химическую и биологическую структуру, которые могут быть в виде поллютантов ,аллергенов, экотоксикантов и токсигенов, вместе с сырьем растительного и животного происхождения, кормами и продуктами, водой и воздухом могут попасть в организм млекопитающих, включая организм животных, птиц и человека. В результате присутствующие вредные и опасные факторы внешней среды переходящих в пищевую цепь и экологические системы разной концентрации поражают наиболее чувствительные системы органов и тканей, в том числе иммунную, эндокринную, нервную и лимфоидную систем. Все это может охватить большое количество различных видов животных и птиц, которые находятся на различных физиологических состояниях и все эти накопленные отрицательные факторы урбанизированных территорий легко способствуют к снижению показателей жизнеспособности и увеличению заболеваемости и гибели живых организмов от внешних причин [2,3].
Обращает на себя внимание огромные территории Российской Федерации, которые оказались, в экологическом отношении неблагополучными для жизнедеятельности многих различных видов живых организмов и включая человека, высокоорганизованных животных и птиц. При этом особенно на себе обращает внимание присутствие в почве пестицидов и гербицидов, представляющих реальная опасность для всех живых организмов. Установлено, что пестициды и гербициды обнаружены в 20 % пробах почвы, взятых для исследования из 198 тысяч га сельскохозяйственных угодий, где выращиваются культурные растения[4].Исходя, из выше указанных объективных аграрных проблем надо принимать срочные меры по искоренению и оперативному решению, устранению экологических и биологических химических, техногенных и биогенных угроз обитателей воздушных, водных и почвенных микроорганизмов, растений, беспозвоночных и позвоночных организмов. Сегодня все это надо рассматривать, как экстренный сигнал для срочной и оперативной разработки комплекс оздоровительных мероприятий по повышению качества жизнедеятельности растений животных, птиц и населения различных слоев, проживающих на урбанизированных и аграрных сельских территориях. Для агропромышленного комплекса России актуальными региональными научными и методическими направлениями являются разработка, изыскание способов, средств, устройств, веществ, технологии сохранения и повышения жизнеспособности и защиты человека, животных и птиц от экстремальных неожиданных и неблагоприятных факторов окружающей среды. Особенно это важно для человека и животных, находящихся на различных этапах пренатального, перинатального и постнатального онтогенеза. При этом для обеспечения и управления риска безопасности окружающей среды и мониторинга здоровья населения различных категорий имеет также изыскание и разработка критериев оценки, прогнозирования и повышения жизнеспособности растущего организма человека и с.-х. животных, птиц на различных этапах постнатального индивидуального развития. Все еще остается нерешенной проблемой определение риска возникновения неожиданных опасностей и влияющих экономическими и социальными ущербами и затрагивающих физическое и духовное состояние и здоровья человека. Снижение естественной и приобретенной устойчивости живых организмов, связано с воздействием неблагоприятных экологических факторов, особенно в техносферных условий урбанизированных территорий. Поэтому сегодня от науки и практики требуются разработки и технологии оздоровления окружающей среды для создания комфортного и благополучного проживания населению различных возрастов в экологически безопасных и строго нормированных санитарно - гигиеничных условиях. Причины и механизмы возникновения экологических и биологических проблем, в первую очередь связаны с государственными правителями регионов России и руководителями, работниками и специалистами работающих на различных отраслях народного хозяйства и местными жителями городов и населенных пунктов. Появление и присутствие приоритетных загрязнителей в воздухе, воде, в пищевом сырье и продуктах питания является причиной возникновения различных социально опасных заболеваний среди населения различных возрастов, особенно среди старшего поколения.
В настоящее время для оценки состояния окружающей среды проводят комплексное исследование с привлечением в качестве потенциальных тест - систем для экологического и физиологического, поведенческого мониторинга организмов различного рангового уровня организации и сложности. Проводится путем моделирования и воспроизведения, для слеживания соответствия, формирования и становления поведения различной степени уровня сложности[5].Оценка и прогнозирование формирования и становления устойчивости живых организмов и определение состояния окружающей техносферной среды на урбанизированных территориях зависит от присутствия загрязняющих, вредных и опасных факторов среды обитания. Поэтому чаще надо проводит с помощью известных приемов, способов и устройств выявление жизнеспособных, ослабленных и нежизнеспособных особей. В экологической биологии и физиологии при скрининге мутагенов, чаще всего используют микробные, растительные, животные тест-объекты. В ходе эволюционных и исторических изменений среды обитания и живых организмов на сельскохозяйственных урбанизированных территориях, чаще надо проводит оценку и прогнозирование стрессчувствительности, стрессустойчивости и жизнеспособности живых организмов, так, как они именно являются определяющими критериями показателей экологического и биологического состояния окружающей среды [6;7;8].
В настоящее время мировой и отечественной практике существует единичные методы, которые позволяют, мгновенно и оперативно обнаруживать новых химических, биогенных веществ и их соединений, живые вирусные и бактериальные клетки и их частицы в воздушном или ином пространстве. Разработка и создание экспресс способов и технических средств и устройств может диаметрально изменить экологическую, медико-биологическую ситуацию в регионах России и мировом сообществе. В дальнейшем все это позволить своевременно провести комплекс санитарных, лечебно- профилактических и вынужденных эвакуационных мероприятий, при этом существенно снижая возможность распространения химического, техногенного и биогенного загрязнения в виде эпидемий/пандемий и эпизоотий через биотические и абиотические факторы среды урбанизированных территорий, направленные на снижение заболеваемости и летальности среди людей и животных [9]. Это особенно важно и необходимо, при различных формах проявления чрезвычайных ситуации, химического биологического и техногенного характера, как мирного, так военного времени. По этой причине могут быть человеческие жертвы, гибель растений, животных и птиц. В последствии все это может привести к колоссальному экономическому ущербу для экономики России и даже для различных стран близкого и дальнего зарубежья [10;11;12].
Известно, что все живые организмы представляют собой, открытые термодинамические сструктурно-функциональные системы и в процессе жизнедеятельности непроизвольно стремятся к сохранению гомеостаза и обеспечения жизнеспособности в зависимости от экологических условий среды обитания [13;14].
Целью настоящей работы является выявление экологических и биологических особенностей формирования устойчивости живых организмов в среде их обитания, включая и техносферную среду урбанизированных территорий. Глубокие изменения в процессе эволюции и биосферных изменений, увеличение техносферной среды урбанизированных территорий требует проведение оперативной оценки и прогнозирования устойчивости живых организмов. Главной целью, которой является обеспечение экологического благополучия среды обитания, техносферной безопасности, защита окружающей среды, экономическое ресурсосбережение и повышения естественной резистентности живых организмов к неблагоприятным факторам окружающей среды.
Материал и методы исследований. Объективная достоверная оценка и прогнозирование жизнеспособности живых организмов ни возможно без учета приоритетных вредных и опасных загрязняющих различных веществ, присутствующих в среде обитания и они являются относительно постоянными информирующими показателями состояния живых организмов и среды обитания.
В настоящее время можно считать бесспорным, что, по меньшей мере, одним из путей реализации, отрицательно влияющих химических, биогенных и техногенных загрязнителей присутствующих в воздухе, почве и воде является изучение их комплексного воздействия на мембраны, процессы липоперекисного окисления в клеточных структурах. В среде обитания живых организмов могут быть дальнейшие нарушения функций мембран и их структуры под действием химических, техногенных, биогенных и загрязнителей. Все они обусловлены поражениями различных структурно- функциональных систем организма, в том числе систем, отвечающих за организацию, управление и формирование врожденной и приобретенной реактивности и поведения.
Известны способы оперативной оценки и биоиндикации среды обитания различных видов живых организмов, включая животных, растений и микроорганизмов. Биоиндикация проводится по результатам исследований, учитывая комплексных морфологических изменений и функциональных характеристик организмов-индикаторов.
Результаты собственных исследований и их обсуждение. Научные наблюдения и исследования показывают, что происходящие эволюционные и исторические изменения и возрастание опасности чрезвычайных ситуаций экологического и биологического характера и возникновение химических, техногенных угроз и биогенного терроризма предъявляют новые условия для поиска познавательных способов. Поэтому и возникает необходимость проведение оперативной сравнительной мониторинговой оценки и прогнозирования состояния окружающей среды и определение жизнеспособности живых организмов обитающих в биосферных и техносферных условиях. При этом самым важным в данный момент является выявление влияния экологических факторов на биологические изменения в живых организмах. При этом может наблюдаться, и возможность широкого распространения особо опасных и мало неизвестных бактериальных и вирусных заболеваний. Поэтому возникает необходимость изучение влияния экологических факторов на биологические и физиологические процессы в живых организмах. Основной причиной является эволюционные изменения и процессы, наблюдаемые в биосфере и увеличение неблагоприятных факторов в техносферных и урбанизированных территориях. Для дальнейшей оценки и прогнозирования и обеспечения экологического благополучия среды обитания и повышения устойчивости живых организмов к неблагоприятным факторам окружающей среды требуется разработки инновационных оперативных диагностических, технологических, организационных, управленческих, лечебно-оздоровительных мероприятий. Эти оперативные диагностические и профилактические мероприятия обеспечивают прогнозирование надёжными, быстрыми способами и устройствами, направленные на выявление инфекционных и химических, радиационных агентов. При этом нельзя забывать и в том числе в отношении болезнетворных бактерий и вирусов присутствующих в окружающем воздухе, воде и почве и их выделение с достоверными современными методами становится задачей первостепенной важности. Поэтому эти проблемы экологии и биологии приобретают особую научную и практическую актуальность. Для обеспечения и управления риска безопасности окружающей среды большое значение имеет проведение мониторинга для оценки устойчивости наиболее уязвимых и чувствительных живых организмов к загрязнителям окружающей среды и имеющих отношения к показателям здоровья населения различных категорий. Все еще остается важным имеющее значение, подбора методики технологии и техники проведения оценки, прогнозирования и повышение жизнеспособности растущего организма человека и животных на различных этапах индивидуального постнатального развития. Перспективным и целесообразным является исследования направленные на определение приоритетных загрязнителей снижающих параметров здоровья живых высокоорганизованных систем, связанных с воздействием наиболее распространенных неблагоприятных факторов окружающей среды. Больше всего это касается на региональном уровне РФ, с учетом урбанизированных территорий с высокоразвитой промышленностью. В таких условиях и требуется разработка специфической технологии оздоровления окружающей среды и способы повышения жизнеспособности проживающих населения различных возрастов. Оценку и прогнозирования устойчивости живых организмов и состояния окружающей среды, урбанизированных территорий, можно проводить с помощью известных, приемов, способов и устройств. Они имеют высокую точность и достоверность и направлены на максимальное выявление с использованием специфических реакций и высокочувствительных комплексных тест-систем скрытых первичных признаков патологии, и болезней которые могут, приводит большого количества заболеваемости и летальности животных и человека. Важным определяющим моментом является и проведение комплексных мониторинговых исследований по выявлению признаков жизнеспособности у особей, в частности флоры и фауны, особенно высших позвоночных животных с признаками стрессчувствительности и стрессустойчивости на разных этапах роста и развития на природных и урбанизированных территориях регионов России.
В окружающей среде постоянно наблюдается эмиссия загрязняющих, вредных веществ, присутствующих в различных органических отходах и выбросах разного происхождения и далее появляется потенциальное поступление. Их поступление происходит с воздухом, водой и пищевыми продуктами в организм животных, птиц и человека, которые оказывают загрязняющее, вредное и опасное повреждающее действие на наследственный аппарат (геном) клетки живых организмов. Изменение генома клетки происходит на почве повреждения клеточных структур и приводит к повышению чувствительности к различным химическим, техногенным и биогенным веществам. В неблагоприятных условиях среды обитания у живых организмов структурно-функциональные элементы клетки различных систем подвержены к запрограммированным генетическим изменениям. К таким обширным многообразным загрязнениям окружающей среды высокочувствительными являются беременные самки млекопитающих. Химическое, техногенное и биогенное загрязнение внутренней среды может быть у материнского организма, плода и у потомства в ранний постнатальный период, чаще по выше указанной причине и ускоряет патологический процесс и повреждаемость различных клеток, включая и клеток периферической и центральной крови внутренних органов в структурно- функциональной системе мать-плод. Структурно-функциональные изменения клеток и ускорение гибели клеток в функциональной системе мать – плод-новорожденный может приводить к появлению аллергических и иммунологических реакций. Клетки иммунной системы матери, плода и новорожденного реагируют с повышенной чувствительностью к аллергенам и антигенам сложного биологического и органического происхождения, вследствие чего изменяются и функции клеток иммунной защиты, желез внутренней секреции и нервной системы. Со стороны нервной и эндокринной системы к органам иммунной и лимфатической системы матери, плода и далее новорожденного проявляется разностороннее отрицательное влияние, которое рассматривается, как множественное неблагоприятное давление и подавление естественных и приобретенных защитных реакций организма.
Заключение. Таким образом, для решения фундаментальных и прикладных научно-технических проблем на урбанизированных территориях РФ надо знать экологические и биологические основы устойчивости живых организмов. Поэтому надо разработать технологию проведения оперативной оценки, прогнозирования и повышения устойчивости живых организмов. Все это позволит предупреждать и ликвидировать неконтролируемое, химическое, техногенное, биогенное и радиоактивное и другое загрязнение окружающей среды. Сегодня научные разработки должны быть основой для сохранения комфортных условий жизни для будущего поколения и постоянного стабильного обеспечения охраны окружающей среды, экологической, биологической и техносферной безопасности сельских населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий и урбанизированных территорий регионов РФ.
Библиографическая ссылка
Ахмадиев Г.М. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ, ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ // Научное обозрение. Фундаментальные и прикладные исследования. – 2019. – № 2. ;URL: https://scientificreview.ru/ru/article/view?id=52 (дата обращения: 24.04.2024).