science-review.ru
Актуальность проблемы. В настоящее время в Российской Федерации происходит резкое обострение и напряжение экологических проблем, а это особенно проявляется на урбанизированных территориях и бывших советских республик, а также это достаточно сильно проявляется в масштабе различных стран Земного шара. В результате значительно ухудшившейся экологической обстановки вредные и опасные вещества химического, биологического, техногенного происхождения – контаминанты в форме экотоксикантов и токсигенов, вместе с продуктами питания, водой и воздухом поступают в организм человека, плацентарных животных и птиц. В результате всего этого поражаются наиболее чувствительные системы органов и ткани иммунной и лимфоидной систем различных видов и возрастов живых организмов, способствующих снижению показателей жизнеспособности. [1,2,3,4,5,6].
В результате ни рационального, неэффективного ведения технологии и использования не правильных хозяйственных механизмов и производства на различных отраслях народного хозяйства возникают экологические, биологические и социальные проблемы. Огромные территории Российской Федерации оказались в экологическом отношении, опасном, урбанизированном в непригодном состоянии для жизнедеятельности живых организмов. Особенно волнует остаточное количество пестицидов и гербицидов, представляющих опасности для людей и живых организмов, и они обнаружены в 20 % пробах, взятых в почве 198 тысяч га сельскохозяйственных угодий [6]. Кроме того, окружающая среда: воздух, вода, почва и продукты питания в РФ, также постоянно пополняется вредными и опасными веществами физической, химической, биологической природы, которые возможно ни всегда обнаруживаются современными отечественными и зарубежными средствами, методами и технологиями. С воздухом, водой и пищевыми продуктами поступившие, химические, техногенные и биогенные вещества, в организме самок млекопитающих, которые имеют органическое и неорганическое происхождение, взаимодействуют с различными рецепторами клеток, а некоторые даже с ферментами и гормонами, а далее поступают в цитоплазму и в дальнейшем оказывает неблагоприятное действие на наследственный аппарат (геном) клетки. Изменение генома клетки ускоряет процесс повреждения их структур на почве повышения чувствительности к химическим, техногенным и биогенным веществам. В естественных условиях структурно-функциональные элементы клетки подвержены запрограммированным изменениям. Загрязнение внутренней среды материнского организма, плода и у потомства в ранний постнатальный период ускоряет процесс повреждаемости различных клеток, включая и клетки системы крови. Структурно-функциональные изменения клеток и ускорение гибели клеток происходить и в результате аллергических и иммунологических реакций. Клетки иммунной системы матери, плода и новорожденного реагируют с повышенной чувствительностью к аллергенам и антигенам органического происхождения, вследствие чего изменяются функции клеток желез внутренней секреции и нервной системы. Со стороны нервной и эндокринной систем, иммунная система, матери, плода и новорожденного испытывает многостороннее регрессионное давление («множественный пресс»). В результате возникает напряжение всех функциональных систем материнского организма, что отрицательно сказывается на общем состоянии развивающегося плода и далее потомства. При этом увеличивается отрицательное влияние матери на формирующийся плод, что и приводить к патологии беременности, сопровождающейся преждевременными патологическими родами, вследствие иммунологического стресса матери и плода. Иммунологический стресс матери и плода возникает на почве нарушения функции плацентарного барьера в системе « мать – плод». Нарушению плацентарного барьера способствует повышение проницаемости плаценты, вследствие увеличения концентрации химических, техногенных и биогенных веществ, в крови матери, а затем в крови плода и в дальнейшем у потомства в ранний постнатальный период. В будущем, на почве иммунологического стресса, могут возникать нарушения иммунологических и физиологических процессов в морфофункциональной системе «мать – плод», все это может привести к иммунологическому конфликту, вследствие чего могут произойти эмбриональная смертность, прерывание беременности (аборты), мертворождение и врожденные аномалии. В будущем все это приводит к снижению жизнеспособности потомства и возникновению заболеваний различной этиологии. Иммунологический конфликт и стресс между материнским и плодом сопровождается рождением в физиологическом отношении незрелого потомства, среди которого часто наблюдается ранняя смертность, возникающая на почве появления признаков мало жизнеспособности и нежизнеспособности. Основной причиной снижения жизнеспособности потомства млекопитающих является и исчезновение защитных иммуноглобулинов различных классов: А, М, G в крови и молозиве плацентарных животных-матерей и их потомства в ранний период постнатального развития [2,4].
Целью настоящей работы является изучение возможности эколого-биологических и педагогических основ оценки и прогнозирования жизнеспособности живых организмов и состояния окружающей среды, урбанизированных территорий России, путем совершенствования подхода комплексной системы надзора и контроля безопасности с вероятностью приближающих, не предвиденных возможных опасностей различного происхождения, которые может проявляться и образовательных учреждениях.
Материалы и методы исследования
Объективная оценка и прогнозирование жизнеспособности живых организмов ни возможно без учета приоритетных вредных и опасных загрязняющих различных веществ, в среде обитания. Они возможны только при совершенствовании экологического мониторинга, экспертизы, надзора и контроля в сфере, мониторинга безопасности и экологического аудита, включающего учет данных, техногенного, биологического, химического, физического состояния и загрязнения объектов окружающей среды. Это возможно только, путем постановки модельных воспроизводящих экспериментов, отражающих состояние и показателей жизнеспособности живых организмов на урбанизированной среде с использованием известных или предполагаемых способов и устройств, в форме биотестирования – моделирования с использованием полезных моделей или экстраполяции реакций тест-объектов на природные популяции различных видов растений и живых организмов.
Оценку и прогнозирования жизнеспособности живых организмов и состояния окружающей среды, урбанизированных территорий, можно проводить с помощью известных способов и устройств, которые направлены на максимальное выявление с использованием токсических реакций – чувствительных тест-систем по летальности, модификационной, мутационной изменчивости, а также по стрессчувствительности и стрессустойчивости живых организмов. Среди контаминантов и токсигенов, мутагены отличаются способностью вызывать различные формы интоксикации с последующим проявлением различных неизвестных патологий и болезней растений, животных и человека. При скрининге мутагенов чаще используют микробные, растительные, животные тест-объекты [5,6;]. В связи с прогрессирующим техногенным, биогенным и химическим загрязнением биоресурсов в техносферной среде урбанизированных территорий с различными мутагенами все большую актуальность приобретает проблема отдаленных последствий подобного воздействия на неблагополучную техносферную среду урбанизированной территорий России и далее на биосферную среду. Распространение и поступление в живые организмы малых концентраций мутагенов, часто увеличивает число различных патологий среди растений, животных, птиц и в том числе у человека, в форме скрытых онкологии, патологий и заболеваний различной природы. Все это, проявляется на пренатальном уровне – эмбриональных клеток даже одиночный клеточный дефект может, привести к нарушениям роста и развития плода и потомства постнатальный период, например, может быть в форме врожденных аномалий – тератогенеза в перинатальный период.
В настоящее время согласно теории эпигенетической наследственности и изменчивости наследственных признаков, возникает необходимость определения показателей жизнеспособности живых организмов и далее с учетом способности различных поллютантов, вызывать генетические и эпигенетические изменения в биологических объектах[6]. Источниками формирования повышенного мутагенного фона в природной и социальной среде являются также и тяжелые металлы, присутствующие в составе выбросов различных промышленных предприятий загрязняющих среду обитания и снижающих показателей жизнеспособности живых организмов. Эти выбросы в дальнейшем должны быть оценены и прогнозированы по степени вредности, опасности и использованы в качестве безопасных источников альтернативных энергий входе их появления и способствующих нормальному сохранению среды обитания и жизнеспособности живых организмов.
Результаты исследования и их обсуждение
Санитарно-гигиеническая оценка воздуха его степени и вредности аэрозолей различного происхождения воздушной среды открытых объектов и закрытых помещений включает в себя несколько аспектов. Главными из них являются: теоретическое – фундаментальное обоснование критериев контаминации; разработка методов оценки степени контаминации; уровень повреждающего действия биологического, химического и механического аэрозоля на живой организм; система мероприятий по охране воздушной среды от контаминации воздуха микроорганизмами и продуктами метаболизма; оптимизация искусственных биоценозов среды обитания и сохранение здоровья животных и людей [1,2,3,4,5,6,].
Сегодня, в связи с возросшей опасностью биологического терроризма и широким распространением опасных вирусных заболеваний, таких как атипичная пневмония, бешенство коров, африканская чума свиней и птичий грипп, необходимость разработки прогнозируемых надёжных и быстрых способов и устройств, для выявления инфекционных агентов, в том числе вирусов в окружающем воздухе становится задачей первостепенной важности. Поэтому эти проблемы приобретают особую научную и практическую актуальность. В настоящее время мировой практике существует единичные методы, которые позволяют, мгновенно обнаруживать живые вирусные частицы в воздушном пространстве. Создание таких способов и технических средств и устройств может диаметрально изменить ситуацию, позволяя своевременно провести комплекс санитарных, лечебно-профилактических и вынужденных эвакуационных мероприятий, существенно снижая возможность распространения эпидемий/пандемий. Особенно это необходимо, при различных формах проявления чрезвычайных ситуации, как мирного, так военного времени, связанных с человеческими жертвами и влекущих колоссальный экономический ущерб для экономики различных стран [1].
Заключение
Таким образом, решение этой научно-практической проблемы «эколого-биологические аспекты оценки и прогнозирования жизнеспособности живых организмов на урбанизированных территориях России» позволит предупреждать и ограничивать неконтролируемое, химическое, техногенное, биогенное и радиоактивное и другое загрязнение окружающей среды, которые представляют опасность для всех живых организмов, особенно для будущего поколения населения России. Поэтому необходимо разработать объективные, достоверные (быстрые) методы оценки и прогнозирования состояния окружающей среды и жизнеспособности живых организмов для обеспечения экологической и педагогической безопасности детей школьного возраста и студентов и сохранения всех категорий населения и жизнеобеспечения всех существующих систем на урбанизированных территориях нашей страны.