Биологическое загрязнение в общем виде понимается как привнесение (проникновение, распространение) в окружающую среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов. Оно вызывается (создается) микроорганизмами, биогенными веществами (выделениями, мертвыми телами и т.п.), а также может являться следствием приобретения ранее безвредными микроорганизмами патогенных свойств или способности подавлять другие организмы в сообществах.
Разновидностью биологического загрязнения являются негативные изменения структуры биоценозов, вызываемое причинами трофического, климатического характера, болезнями отдельных видов животных, растений сообщества, стихийными бедствиями и другими причинами.
При загрязнении среды обитания микроорганизмами говорят о бактериальном загрязнении или микробиологическом отравлении.
Бактериальное загрязнение воздействует на людей, животных и растительные организмы. Его основу составляют мельчайшие, не имеющие запаха и окраски живые существа, подразделяющиеся в зависимости от строения и биологических свойств на бактерии, вирусы, риккетсии и грибки.
Бактерии представляют собой разнообразные по форме и размерам одноклеточные микроорганизмы растительного происхождения. Размеры их колеблются от 0,5 до 8 - 10 мкм. При благоприятных условиях бактерии очень быстро размножаются простым поперечным делением, образуя через каждые 28 - 30 мин. две самостоятельные клетки. Бактерии также быстро погибают при воздействии солнечных лучей, дезинфицирующих средств и при кипячении. К низким температурам бактерии мало чувствительны и переносят замораживание до минус 250С и более. Некоторые виды бактерий для выживания в неблагоприятных условиях способны покрываться защитной капсулой или превращаться в спору, обладающую высокой устойчивостью к воздействию внешней среды.
Патогенные (болезнетворные) бактерии являются причиной многих тяжелых заболеваний человека и животных (чума, сибирская язва, сап и др.). Некоторые бактерии образуют продукты жизнедеятельности, обладающие крайне высокой ядовитостью - микробные токсины (например, токсины возбудителей ботулизма, столбняка, дифтерии).
Риккетсии - своеобразная группа бактериеподобных организмов, представляющая собой небольшие, размером от 0,4 до 1 мкм, клетки - палочки. Они развиваются, живут и размножаются поперечным делением только внутри клеток живых тканей. Риккетсии не образуют спор, но достаточно устойчивы к высушиванию, замораживанию, действию относительно высоких температур. Они могут вызывать такие тяжелые заболевания, как сыпной тиф, Ку-лихорадка и др.
Грибки - одно- или многоклеточные микроорганизмы растительного происхождения, отличающиеся от бактерий более сложным строением и способом размножения. Споры грибков высокоустойчивы к высушиванию, воздействию солнечных лучей и дезинфицирующих веществ. Грибки вызывают заболевания людей гистоплазмозом, кокцидиоидомикозом и другими болезнями, характеризующимися поражением внутренних органов с тяжелым и длительным течением.
Вирусы - мельчайшие организмы, в сотни и тысячи раз меньше бактерий, не имеющие клеточной структуры. В отличие от бактерий вирусы развиваются только в живых тканях. Размеры вирусов колеблются от 0,02 до 0,4 мкм. Большинство из них недостаточно устойчиво к различным условиям внешней среды: плохо переносят высушивание, солнечный свет и действие дезинфицирующих средств. Патогенные вирусы являются причиной многих тяжелых и опасных заболеваний человека, животных и растений (натуральная оспа, ящур, желтая лихорадка, ВИЧ и др.).
Болезнетворные свойства патогенных микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности явились основой для создания биологического оружия, предназначенного для поражения живой силы противника, сельскохозяйственных животных, посевов сельскохозяйственных культур, а в некоторых случаях и для порчи запасов продовольствия, нефтепродуктов, военного имущества, вооружения, военной техники и снаряжения.
Идея использования патогенных микроорганизмов в качестве средств поражения живой силы войск возникла очень давно как следствие того, что вызываемые ими массовые инфекционные заболевания (эпидемии) приносили человечеству на протяжении всей его истории неисчислимые потери. Нередко именно эпидемии, а не военные неудачи, решали исход сражений и даже целых кампаний. Так, в 1741 г. из 27 тыс. английских солдат, участвовавших в захватнических кампаниях в Мексике и Перу, 20 тыс. погибли от желтой лихорадки; в 1802 г. от этой же болезни почти полностью погибла 30-тысячная армия генерала Леклерка, посланная Наполеоном на о. Гаити для подавления восстания.
С особой жестокостью применялись биологические методы и средства уничтожения при колонизации американского континента. Так, в 1763 г. английский генерал-губернатор Новой Шотландии (Сев. Америка) Акмерстон приказал коменданту крепости Форт-Питт полковнику Букэ распространить черную оспу среди индейских племен. Полковник Букэ распорядился взять у больных черной оспой белых колонизаторов одеяла и в качестве милостивого “подарка” переслал их местным аборигенам-индейцам. Удар был нанесен страшной силы. Черная оспа, которой в Америке никто и никогда не болел, распространилась от племени к племени с быстротой ветра. Начисто лишенные иммунитета к этой болезни, индейцы вымирали поголовно, оставляя белым колонизаторам богатейшие земли, скот, зерно.
Значительный ущерб экономике стран всех континентов до сих пор продолжают наносить массовые заболевания сельскохозяйственных животных (эпизоотии) и сельскохозяйственных растений (эпифитотии). Например, эпизоотия лихорадки долины Рифт в Южной Африке в 1950 - 1951 гг. привела к гибели более 100 тыс. голов овец и крупного рогатого скота и возникновению среди людей крупномасштабной эпидемии; эпифитотии различных видов ржавчины, корневой гнили и другие массовые болезни злаковых культур и картофеля только в США являются причиной ежегодной потери части урожая, достаточной для прокормления 20 млн. человек.
Существование всего живого на Планете обусловлено способностью автотрофных организмов (продуцентов) синтезировать с помощью световой энергии из простых неорганических веществ сложные органические вещества, используемые для своего питания гетеротрофными организмами (консументами). Основные продуценты - зеленые растения, составляющие первый трофический (пищевой) уровень в экосистеме. Все другие (гетеротрофные организмы) живут за счет первичной продукции продуцентов. За исчезновением, уничтожением продуцентов последовало бы уничтожение жизни. Но как это ни странно и страшно опасно, человечество создало такие средства самоуничтожения. К числу их относятся токсические химические вещества - фитотоксиканты, предназначенные для поражения различных видов растительности. Они по своей природе не являются биологическими загрязнителями, но обладают сильным физиологическим действием на растения. В зависимости от характера физиологического действия и целевого назначения они подразделяются на:
гербициды, предназначенные для поражения травяной растительности, злаковых и овощных культур;
арборициды - вещества для поражения древесно-кустарниковой растительности;
альдегиды - вещества, поражающие водную растительность;
дефолианты - вещества, вызывающие опадение листьев растительности;
десиканты - вещества, уничтожающие растительность путем ее высушивания.
К середине 40Х годов ХХ в. в США были созданы и испытаны военные рецептуры гербицидов для уничтожения любых видов растительности. Группа гербицидов военного назначения включает дефолианты, десиканты, а также средства, регулирующие рост растений, и средства, стерилизующие почву. Уничтожение продуцентов резко нарушает структуру биоценоза и, более того, разрушает основное звено в трофической цепи экосистемы, обрекая животный мир ее на гибель или вынужденную миграцию в ненарушенные ареалы экосистемы. Таким образом, применение гербицидов военного назначения имеет последствия аналогичные воздействию биологического загрязнения среды обитания.
Гербициды военного назначения были широко применены армией США в течение 1961 - 1971 гг. на территории Вьетнама, Лаоса и Кампучии. В войне было применено свыше 100 тыс. тонн гербицидов, воздействовавших на растительность лесов, полей, плантаций. Всего было обработано около 20 тыс. км2 территории Южного Вьетнама, в результате чего уничтожено 12% горных джунглей, 40% мангровых лесов и более 5% сельскохозяйственных угодий страны. Причинен непосредственный ущерб здоровью 1,6 млн. вьетнамцев, более 7 млн. человек были вынуждены покинуть районы применения гербицидов. Массовый падеж животных и птиц имел место уже в первые дни после применения гербицидов.
Дальнейшая деградация лесных экосистем привела к разрушению сообщества животного мира. Восстановить фауну Вьетнама в исходное состояние уже не возможно. Естественное восстановление джунглей потребует несколько десятилетий, а восстановление мангровых лесов можно ожидать не ранее, чем через 100 лет.
Вместе с фитотоксикантами в почву было внесено свыше 500 кг диоксина, самого ядовитого синтетического вещества. Гербициды военного назначения поражают не только флору и фауну, но и разрушают почву - материальную основу всего живого на Земле. И в этом отношении они не отличаются от ядерного оружия.