Введение к работе
Актуальность проблемы. В течение последних 10-20-ти лет во многих странах мира, в том числе и в нашей стране, происходит развитие биотехнологии. В настоящее время наибольший удельный вес составляют биотехнологические производства, использующие микробиотехнологию, в связи с тем, что микроорганизмы обладают заметными преимуществами перед растительными и животными объектами. Сейчас трудно назвать отрасль народного хозяйства, не применяющую продукты микробиологического синтеза или процессы, обеспечиваемые промышленными микроорганизмами.
Вместе с тем, многочисленные факты свидетельствуют о том, что в процессе эксплуатации биотехнологических производств, а также применения в сельском и лесном хозяйстве микробиологических средств защиты растений, возможно интенсивное загрязнение микроорганизмами-продуцентами производственной и окружающей среды и реальная опасность прямого или косвенного (через нарушение процессов самоочищения в объектах природной среды) негативного влияния на здоровье людей.
Непосредственное воздействие штаммов-продуцентов на организм людей проявляется развитием специфических и неспецифических заболеваний среди работающих на предприятиях биотехнологии и населения, проживающего в районах расположения таких производств (Л.Т.Антонова с соавт., 1988; М.Э.Баумане с соавт., 1991; Н.Ф.Измеров, 1992; Ю.П.Пивоваров с соавт., 1997 и др.).
Массивное загрязнение объектов окружающей среды промышленными микроорганизмами создает реальную опасность нарушения микробиоценозов, процессов самоочищения, увеличения сроков выживания патогенных микроорганизмов в природной среде и т.д. Все это способно привести к негативным эпидемиологическим и экологическим последствиям (Т.Г.Омельянец, 1981; Ю.П.Пивоваров с соавт., 1991, 1994, 1996 и др.).
Вместе с тем, до настоящего времени не разработана научно-обоснованная методика первичной санитарно-гигиенической оценки патогенных свойств микроорганизмов-продуцентов с целью гигиенического отбора таких штаммов, которые могут подлежать регламентированию в объектах производственной и окружающей среды..
Не определен единый перечень критериев ' патогенносте, не обоснованы количественные значения этих критериев, в том числе таких важнейших показателей патогенности, как «ферменты патогенности» штаммов-продуцентов.
Не проводились комплексные исследования по изучению воздействия различных групп промышленных микроорганизмов на окружающую среду и не было единых, критериев оценки такого влияния. В связи с этим, не завершена разработка научно-обоснованных подходов к гигиенической регламентации биотехнологических микроорганизмов в объектах окружающей среды. Наименее изученными являются вопросы гигиенического нормирования штаммов-продуцентов в воде водоемов и в почве.
Указанный перечень нерешенных вопросов определил цель исследования: разработать теорию и методологию комплексной гигиенической оценки биотехнологических штаммов и завершить работу по основам гигиенической регламентации этих микроорганизмов в почве и воде водоемов.
Для достижения указанной цели ставились следующие задачи:
-
Провести научные эксперименты и натурные исследования широкого спектра промышленных микроорганизмов, относящихся к различным таксономическим группам.
-
На основании экспериментальных исследований патогенных свойств сапрофитных, условно-патогенных и патогенньк микроорганизмов разработать критерии и схему первичной гигиенической оценки штаммов, предлагаемых для использования в биотехнологиях. .
3. Провести первичную гигиеническую оценку микроорганизмов-
продуцентов, предполагаемых для промышленного применения.
-
Разработать методы санитарно-микробиологического контроля за загрязнением различных объектов окружающей среды микроорганизмами Вас. thuringiensis - действующим началом многих бактериальных инсектицидов.
-
Изучить особенности поведения микроорганизмов-продуцентов в объектах окружающей среды, их влияния на микробиоценоз и процессы самоочищения почвы и воды водоемов.
-
Разработать методику оценки воздействия штаммов-продуцентов на объекты природной среды.
7. Закончить разработку теоретических и методологических основ
гигиенического регламентирования штаммов-продуцентов в окружающей
среде.
Научная новизна и теоретическая значимость.
Научная новизна работы состоит в разработке нового перспективного направления профилактической медицины - гигиены окружающей среды в связи с развитием биотехнологий, включая разработку ряда теоретических, методических и практических вопросов комплексной гигиенической оценки биотехнологических штаммов и основ гигиенической регламентации этих микроорганизмов в объектах окружающей среды.
Получены новые данные по комплексному изучению патогенных свойств сапрофитных, условно-патогенных и патогенных микроорганизмов. Впервые обоснованы количественные показатели патогенности этих групп микроорганизмов, что позволило разработать научно-обоснованную методику отбора штаммов-продуцентов, предполагаемых для промышленного применения. Установлена зависимость степени патогенности от родовой принадлежности микроорганизмов-продуцентов. Это дает возможность целенаправленного отбора микроорганизмов для промышленных целей.
Определены закономерности воздействия на микробиоценоз и процессы самоочищения почвы и воды водоемов широкого спектра промышленных микроорганизмов. Выявлена динамика содержания в природной среде штаммов-продуцентов, санитарно-показательных и патогенных микроорганизмов и возможность появления у них изменчивости дифференциально-диагностических и патогенных свойств.
Завершена разработка теоретических и методических основ обязательных этапов гигиенического нормирования штаммов-продуцентов в почве и воде водоемов.
Практическая значимость работы.
Разработаны количественные критерии и схема первичной санитарно-гигиенической оценки патогенных свойств штаммов-продуцентов, предлагаемых для использования в биотехнологиях; изучены патогенные свойства и дана оценка степени патогенности 239 штаммов-продуцентов, предлагаемых к использованию на предприятиях биотехнологии; разработаны методы вьщеления и идентификации Вас. thuringiensis (основы бактериальных инсектицидов) из объектов окружающей среды; разработана методика оценки воздействия штаммов-продуцентов на почву и воду водоемов; разработаны обязательные этапы исследований при гигиеническом нормировании штаммов-продуцентов в почве и воде водоемов.
Результаты работы внедрены в практику в виде:
- Методические рекомендации «Санитарно-микробиологические
исследования объектов окружающей среды в связи с производством и
применением бактериальных инсектицидов на основе Вас. thuringiensis».
Утверждено Минздравом СССР, № 2037-79 от 17.07. 1979 г.
- Методические рекомендации «Выделение и идентификация Bacillus
thuringiensis - основы бактериальных препаратов (энтобактерин,
дендробациллин и др.) из объектов окружающей среды». Утверждено
Минздравом РСФСР, № 06-Б-390 от 21.08. 1979 г.
- Методические рекомендации «Критерии оценки патогенных свойств
штаммов-продуцентов, предлагаемых для использования в
промышленности микробиологического синтеза». Утверждено
Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора при
Президенте Российской Федерации, 9. 03. 1992 г.
Методические рекомендации «Методика оценки воздействия штаммов-продуцентов на объекты окружающей среды». Утверждены Ученым Советом РГМУ и переданы в МЗ России для практического использования. М., 1996.
5 рецептов плотных питательных сред для выделения и идентификации Вас. thuringiensis из различных объектов окружающей среды, утвержденных Минздравом РСФСР как рационализаторские предложения отраслевого значения.
- По материалам исследований опубликовано 38 научных работ.
Практическая реализация всех этих рекомендаций обеспечит
возможность научно-обоснованного отбора штаммов-продуцентов и дальнейшей регламентации этих микроорганизмов в воде водоемов и в почве, на основе комплексной гигиенической оценки промышленных микроорганизмов по их действию на окружающую среду и здоровье человека.
Предложенные разработки обеспечат организацию действенного санитарно-микробиологического контроля за производством и применением бактериальных инсектицидов.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Республиканской научно-практической конференции «Роль санитарно-микробиологических исследований окружающей среды в профилактике кишечных инфекций» (Подольск, 1975); на I Всесоюзном совещании по гигиене окружающей среды и гигиене труда (Баку, 1977); на I-й Республиканской конференции гигиенистов и санитарных врачей (Ашхабад, 1978); на Всесоюзной конференции по санитарной микробиологии (Киев, 1978); на Всесоюзной конференции по проблеме
"Чужеродные химические вещества в пищевых продуктах" (Алма-Ата, 1979); на IX Всесоюзной конференции «Гигиеническое изучение биологического загрязнения окружающей среды» (Москва, 1983); на Всесоюзной конференции «Биологический фактор - производственная и окружающая среда - здоровье человека» (Новосибирск, 1984); на X Всесоюзной конференции «Гигиенические аспекты изучения биологического загрязнения объектов окружающей среды» (Москва, 1988); на Всесоюзной научной конференции «Медико-биологические и гигиенические аспекты охраны окружающей среды на предприятиях медицинской промышленности» (Москва, 1991); на Всесоюзной конференции «Медицинские аспекты охраны окружающей среды» (Новокузнецк, 1991); на VII Всероссийском симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 1994); на межвузовской научной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения академика АМН, заслуженного деятеля науки Российской Федерации, профессора А.А.Минха «Проблемы науки и педагогики в высшей медицинской школе» (Москва, 1994); на межвузовской научной конференции, посвященной 50-летию организации кафедры общей гигиены в Московском медицинском стоматологическом институте по проблеме «Актуальные вопросы гигиены» (Москва, 1996); на I конгрессе работников здравоохранения Республики Таджикистан «Медицина и здоровье» (Душанбе, 1997); на заседании секции «Гигиенические аспекты биотехнологии и микробного загрязнения окружающей среды» (Москва, 1998).
Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 38 научных работах, в т.ч. в центральных журналах - 9; сборниках научных работ - 11; в сборниках трудов: 16 - всесоюзных и всероссийских, 2 -республиканских конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3-х глав обзора литературы, 7-ми глав собственных исследований, заключения по диссертации, выводов, списка литературы, материалов внедрения в практику. Работа изложена на 284 страницах, содержит 48 таблиц и