ZANIECZYSZCZENIA BIOLOGICZNE: SKŁADNIKI, RODZAJE I KONSEKWENCJE - ŚRODOWISKO - 2026

Te zanieczyszczenia biologiczne są te organizmy żywe lub produkty pochodzące od tych środków wytwarzających inwazji niepożądanych u ludzi efektów. Organizmy należące do wszystkich znanych grup taksonomicznych, takie jak bakterie, archeony, protisty, grzyby, rośliny i zwierzęta, mogą działać jako zanieczyszczenia biologiczne.

Zanieczyszczenia te ogólnie wpływają na środowisko, powodując problemy z glebą, wodą, powietrzem, żywnością, infrastrukturą i miejscami pracy. W glebach rolniczych występują chwasty, chorobotwórcze grzyby i nicienie, podczas gdy bakterie chorobotwórcze i protisty stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego w wodzie.

Struktura wirusa grypy (grypy), szeroko rozpowszechnionego biologicznego zanieczyszczenia.

Powietrze jest także medium podatnym na zanieczyszczenia biologiczne, a także sprawnym środkiem transportu zanieczyszczeń. Wirusy, bakterie i zarodniki grzybów przenoszone w powietrzu są przenoszone na duże odległości.

Z drugiej strony organizmy takie jak bakterie, pierwotniaki, grzyby, owady i odchody ssaków zanieczyszczają żywność i wodę pitną. Podobnie zanieczyszczenia biologiczne występują w środowiskach pracy, ośrodkach edukacyjnych, ośrodkach zdrowia i domach.

Obecność zanieczyszczeń biologicznych powoduje problemy zdrowotne, które pociągają za sobą straty ekonomiczne w zapobieganiu i remediacji. Na produkcję żywności wpływają również zanieczyszczenia biologiczne, które wpływają na uprawy lub psują już przetworzoną żywność.

Składniki zanieczyszczeń biologicznych

Zanieczyszczenia biologiczne składają się z organizmów żywych i produktów pochodzących z ich metabolizmu. Wśród organizmów żywych reprezentowane są wszystkie królestwa biologiczne, aw przypadku pochodnych metabolicznych wyróżniają się toksyny i odpady metaboliczne (kał i mocz).

- Organizmy żywe

Wirus

Chociaż w ścisłym sensie wirusy nie pasują do definicji życia, zwykle są brane pod uwagę w tym obszarze. Zatem wirusy są biologicznymi zanieczyszczeniami o dużym oddziaływaniu ze względu na ich zdolność reprodukcyjną i inwazyjną.

Coraz częstsze są pandemie wirusowe, tak jest w przypadku niedawnego kryzysu związanego z zapaleniem płuc wywołanym przez koronawirus 2019-nCoV. W zależności od rodzaju wirusa mogą one rozprzestrzeniać się drogą powietrzną, poprzez kontakt lub przez wektory, takie jak komary (komary).

Bakterie i archeony

Bakterie to kolejne z głównych biologicznych zanieczyszczeń powodujących problemy zdrowotne u ludzi, zwierząt i roślin. Są przenoszone przez wodę, żywność, powietrze lub przez bezpośredni kontakt. Mogą zanieczyścić wszystkie środowiska: glebę, wodę, żywność, infrastrukturę i przedmioty.

Pierwotniaki

Pierwotniaki mogą zanieczyszczać środowiska wodne, glebę, a nawet być przenoszone w pyle atmosferycznym. Niektóre tworzą cysty, które czynią je odpornymi na wysokie temperatury, wysychanie, a nawet dezynfekcję.

Pierwotniaki wywołujące meningoencephality (Naegleria fowleri) (Źródło: Źródło zdjęcia: Dostawcy treści: CDC / Dr. Govinda S. Visvesvara

Pierwotniaki, takie jak Acanthamoeba, powodują zapalenie mózgu i choroby rogówki, inne, takie jak Naegleria fowleri, powodują poważne choroby, takie jak pierwotne pełzakowe zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych. Wiele innych gatunków to patogeny jelitowe, które zanieczyszczają kałem.

Grzyby

Istnieje wiele gatunków grzybów chorobotwórczych, które zanieczyszczają środowisko, wpływając na zdrowie ludzi, zwierząt i roślin. Roznoszone przez zarodniki są skutecznie rozpraszane w powietrzu, a także zanieczyszczają glebę i wodę.

Rośliny

Wiele gatunków roślin działa jak chwasty, zanieczyszczając gleby rolne i wpływając na produktywność upraw. Są również rezerwuarem dla innych organizmów zanieczyszczających, takich jak wirusy, grzyby, bakterie i owady. Chwasty wpływają na uprawy w glebie i zbiornikach wodnych, gdzie uczestniczą w procesie eutrofizacji.

Zwierząt

Różne gatunki zwierząt są szkodnikami upraw i zwierząt, a także ludźmi i mogą być nosicielami chorób. Pod tym względem najbardziej problematyczną grupą są owady, z gatunkami wysysającymi krew, takimi jak wszy, kleszcze, pchły i komary.

Podobnie gryzonie, zwłaszcza domowe, takie jak szczur i myszy, są ważnymi szkodnikami. Z kolei odchody i mocz tych zwierząt zanieczyszczają żywność i przenoszą choroby.

- Pochodne metaboliczne

W wielu przypadkach czynnikiem skażenia biologicznego nie jest bezpośrednio organizm żywy, ale produkty pochodzące z jego metabolizmu.

Toksyny

Gatunki bakterii, grzybów, glonów, roślin i zwierząt wytwarzają w obronie toksyny, które po wejściu do środowiska stają się zanieczyszczeniami. Mogą przenosić się wzdłuż sieci troficznych, wpływając na różnorodność biologiczną i ludzi.

Czerwony przypływ. Źródło: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:La-Jolla-Red-Tidejpg.780.

Przykładem są toksyczne zakwity glonów (czerwone przypływy), które są eksplozjami populacji toksycznych glonów fitoplanktonu ze względu na brak równowagi ekologicznej. Populacje tworzą płaty pokrywające rozległe obszary morskie, zatruwają różne organizmy wodne, które oddziałują na nie, gdy są spożywane przez ludzi.

Kał i mocz

Najczęstszym przypadkiem w tej linii jest zanieczyszczenie przechowywanej żywności odchodami i moczem gryzoni. Na przykład leptospiroza, choroba wywoływana przez bakterie Leptospira interrogans, jest przenoszona przez kontakt z moczem szczurów lub innych zwierząt.

Białko

Chociaż są rzadkie, niektóre elementy strukturalne organizmów żywych również mogą być zanieczyszczeniami. Tak jest w przypadku prionów, które powodują gąbczastą encefalopatię bydła lub „chorobę szalonych krów”.

Jest to wadliwe białko, które warunkuje zwyrodnieniowy obraz ośrodkowego układu nerwowego, powodując śmierć. Wpływa na zwierzęta i ludzi, przenosząc się poprzez spożycie zakażonego mięsa.

- Zanieczyszczenia genetyczne

Wraz z rozwojem inżynierii genetycznej, zwłaszcza organizmów modyfikowanych genetycznie, pojawia się nowy typ biologicznego zanieczyszczenia. Są to geny, które nieplanowane są włączane do genomu innego organizmu innego niż jego gatunek i mogą powodować problemy dla ludzi.

Niepożądane wyniki

Poza ludzką manipulacją, natura bierze swój bieg, a geny wprowadzone do jednego gatunku mogą zostać przeniesione na inny niechciany. Na przykład gen odporności na herbicydy zawarty w uprawianym gatunku, który jest przenoszony na gatunki spokrewnione z chwastami.

Innym potencjalnym problemem jest włączenie genu z jednego gatunku, który powoduje alergię na segment populacji innego gatunku. Jeśli dana osoba nie ma odpowiednich informacji, może to prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych.

Rodzaje zanieczyszczeń biologicznych

Zanieczyszczenia biologiczne można sklasyfikować zarówno według organizmu zanieczyszczającego, jak i medium zanieczyszczającego. W tym drugim przypadku zanieczyszczenia te atakują wszystkie środowiska, w których rozwija się człowiek.

Zanieczyszczenie biologiczne. Źródło: Centers for Disease Control, Stany Zjednoczone

- Biologiczne zanieczyszczenia gleby

Gleby są zanieczyszczone między innymi grzybami, bakteriami, pierwotniakami, chwastami i zwierzętami, takimi jak nicienie. Organizmy te powodują problemy zdrowotne w uprawach, systemach produkcji zwierzęcej i zdrowiu ludzi.

Grzyby glebowe, bakterie i nicienie są przyczyną strat w rolnictwie, wpływając na systemy korzeniowe roślin.

Choroby jelit

Kontakt z glebą skażoną pierwotniakami i płazińcami jest jednym z głównych źródeł dziecięcych chorób jelit. Ten typ choroby jest główną przyczyną śmiertelności niemowląt na świecie.

- Biologiczne zanieczyszczenia wody

Woda jest medium bardzo podatnym na zanieczyszczenia, zwłaszcza przez zanieczyszczenia biologiczne, które zapewniają odpowiednie środowisko życiowe i medium rozpraszające. Bakterie, pierwotniaki i zwierzęta występują w zbiornikach wodnych jako zanieczyszczenia biologiczne w różnych kontekstach.

Ludzkie patogeny

Bakterie, pierwotniaki i ludzkie zwierzęta chorobotwórcze, takie jak płazińce (tasiemce i inne), przedostają się do wody głównie poprzez skażone odchody.

Toksyny i odchody w wodzie

Woda może być zanieczyszczona biologicznymi toksynami, na przykład toksynami zawartymi w toksycznych algach fitoplanktonu w toksycznych zakwitach glonów. Przykładem jest Dinoflagellate Gymnodinium catenatum, który wytwarza paraliżującą saksytoksynę.

Czynnik wywołujący toksoplazmozę (Toxoplasma gondii). Źródło: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Toxoplasma_gondii.jpg

Zwierzęce odchody i odchody w wodzie są również nośnikami patogenów, takich jak pierwotniak Toxoplasma gondii (toksoplazmoza). Schistosomatoza lub bilharcjoza to choroba przenoszona w wodach zakażonych przez ludzkie odchody i wywoływana przez płazińce z rodzaju Schistosoma.

- Biologiczne zanieczyszczenia powietrza

Powietrze jest środkiem rozprzestrzeniania biologicznych zanieczyszczeń, w których zawieszone są cząsteczki wirusów, bakterie, zarodniki grzybów i ziarna pyłku. Szczególnie istotny jest przypadek ziaren pyłku i zarodników, które powodują alergie i choroby układu oddechowego.

- Zanieczyszczenia biologiczne w żywności

Ponieważ żywa materia jest naturalnym substratem dla wielu żywych organizmów, żywność jest podatna na skażenie biologiczne.

Bakterie i grzyby to główne zanieczyszczenia żywności, z których wiele może wywoływać choroby u ludzi.

Bakteryjne zatrucie pokarmowe

Większość przypadków zatrucia pokarmowego jest spowodowana bakteriami w żywności lub wodzie. Do najczęstszych należą te wywoływane przez Escherichia coli, gatunki Salmonella i Staphylococcus.

Widok mikroskopowy bakterii Escherichia coli

Toksyny i odpady organiczne

W niektórych przypadkach biologiczne zanieczyszczenia żywności mogą wydzielać śmiertelne toksyny, takie jak bakteria Clostridium botulinum. Bakterie wywołujące zatrucie jadem kiełbasianym mogą skazić każdą żywność, będąc bardzo odporne na wysokie temperatury. Jest zdolny do wytwarzania neurotoksyny botulinowej, uważanej za najpotężniejszą ze wszystkich.

Clostridium botulinum Źródło: EAS

Grzyby zanieczyszczające żywność mogą także wydzielać mykotoksyny, takie jak aflatoksyny, które mają działanie rakotwórcze i mutagenne. Żywność może być również zanieczyszczona odchodami i moczem szkodników, takich jak gryzonie.

Podczas zanieczyszczania magazynów żywności w poszukiwaniu pożywienia gryzonie rozpraszają swoje odchody i mocz, zanieczyszczając produkty spożywcze. W szczególności mocz myszy i szczurów jest nośnikiem wirusa hantawirusa, leptospirozy i salmonelli.

- Zanieczyszczenia biologiczne infrastruktury, domów i środowiska pracy

Zanieczyszczenia biologiczne, takie jak bakterie, grzyby, owady, gryzonie i inne, stanowią poważny problem w środowisku człowieka. Oprócz tego, że przenoszą choroby, niszczą infrastrukturę, czynią bezużyteczną przestrzeń i utrudniają pracę.

Centra medyczne

W placówkach medycznych skażenie bakteriami i grzybami stanowi poważny problem, szczególnie w miejscach wymagających całkowitej aseptyki, takich jak sale operacyjne. W ośrodkach zdrowia bez odpowiedniej higieny często zdarzają się przypadki szpitalnego zapalenia płuc, czyli zapalenia płuc nabawionego w samym ośrodku zdrowia.

Wskazano, że około 40% szpitalnych powikłań zdrowotnych ma związek z biologicznym skażeniem ośrodka. Jest to ważna przyczyna śmierci, zwłaszcza jeśli chodzi o bakterie wielooporne na antybiotyki, takie jak Pseudomonas aeruginosa 35.

Syndrom chorego budynku

Koncepcja syndromu chorego budynku powoduje, że zniszczona infrastruktura stwarza chroniczne problemy związane z zanieczyszczeniem biologicznym. Do najbardziej charakterystycznych biologicznych zanieczyszczeń tego zespołu należą wirusy, grzyby, bakterie i roztocza.

Konsekwencje

Zdrowie publiczne

Główną konsekwencją i największym skutkiem są szkody dla zdrowia ludzkiego spowodowane zanieczyszczeniami biologicznymi. Zakaźne choroby zakaźne są jedną z głównych chorób i są wywoływane przez czynniki biologiczne, które zanieczyszczają wszelkiego rodzaju środowiska i żywność.

Zapewnienie żywności

Zanieczyszczenia biologiczne w postaci szkodników i chwastów wpływają na plon i produktywność upraw oraz zwierząt gospodarskich. Podobnie, zapasy żywności zmniejszają się, gdy jest spożywana w magazynie lub zanieczyszczona.

Woda pitna

Woda jest niezbędnym do życia pierwiastkiem, a obecne w niej zanieczyszczenia biologiczne czynią ją niebezpieczną do spożycia. Obecnie ludzkość boryka się z deficytem wody pitnej, więc zanieczyszczenie nielicznych dostępnych źródeł jest problemem globalnym.

Brak równowagi ekologicznej i utrata różnorodności biologicznej

Zanieczyszczenia biologiczne biorą udział w dużej części zmian środowiskowych, które powodują zaburzenia równowagi ekologicznej. To z kolei powoduje utratę różnorodności biologicznej poprzez redukcję populacji, a nawet wymieranie gatunków.

Zanieczyszczenie terenów gatunkami egzotycznymi jest ważną przyczyną zanikania gatunków lokalnych w wyniku drapieżnictwa lub korzystnej konkurencji. Ze swojej strony eutrofizacja jest jednym z głównych problemów ekosystemów wodnych, spowodowanym nadmiernym przenikaniem składników pokarmowych do środowiska.

Mieszkalnictwo, środowisko pracy i infrastruktura

Obszary mieszkalne, podstawowe usługi i miejsca pracy są niszczone, a nawet niepełnosprawne przez zanieczyszczenia biologiczne.

Bibliografia

1. Światowe Zgromadzenie Zdrowia. (2001). Schistosomatoza przenoszona przez glebę i robaczyca. 54.ŚWIATOWE ZGROMADZENIE ZDROWIA WHA 54.19 Punkt porządku obrad 13.3 22 maja 2001 r.
2. Chu, FS (1991). Mikotoksyny: zanieczyszczenie żywności, mechanizm, potencjał rakotwórczy i środki zapobiegawcze. Badania mutacji / toksykologia genetyczna.
3. Codex Alimentarius. Międzynarodowe standardy żywności. (Jak widać 25 września 2019 r.). http://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/es/
4. Elika. Baskijska Fundacja Bezpieczeństwa Żywności. Rodzaje skażenia żywności (25 września 2019). https://alimentos.elika.eus/wp-content/uploads/sites/2/2017/10/6.Tipos-de-contaminaci%C3%B3n-alimentaria.pdf
5. Gadgil, A. (1998). Woda pitna w krajach rozwijających się. Roczny przegląd energii i środowiska.
6. Hernández-Calleja, A. and Martí-Solé, M. del C. (1989). NTP 203: Zanieczyszczenia biologiczne: ocena w środowisku pracy. Krajowe Centrum Warunków Pracy. Państwowy Zakład Bezpieczeństwa i Higieny Pracy. Ministerstwo Pracy i Spraw Socjalnych.
7. Hernández-Calleja (1993). NTP 409: Zanieczyszczenia biologiczne: punkty końcowe. Krajowe Centrum Warunków Pracy. Państwowy Zakład Bezpieczeństwa i Higieny Pracy. Ministerstwo Pracy i Spraw Socjalnych.
8. Hung, L., Miller, JD i Dillon, HK (2005). Przewodnik terenowy dotyczący oznaczania zanieczyszczeń biologicznych w próbkach środowiskowych. Komitet ds. Bezpieczeństwa Biologicznego i Mikrobiologii Środowiskowej. Wydanie 2.
9. Morey, PR, Feeley, JC Sr. i Otten, JA (redaktorzy, 1990). Zanieczyszczenia biologiczne w środowiskach wewnętrznych. ASTM.
10. Światowa Organizacja Zdrowia. Uwagi opisowe: choroby zakaźne. (Widziane 8 lutego 2020 r.). https://www.who.int/topics/infectious_diseases/factsheets/es/
11. Uniwersytet Balearów (2003). Zapobieganie zagrożeniom zawodowym.