Автореферат и диссертация по медицине (14.00.30) на тему:Эпизоотологическая оценка состояния популяций мелких млекопитающих на территориях освоения газовых месторождений северо-западной Сибири



У ф ... ; ^ У *

I/ V » / с /. / _ _ ,«

Федеральное государственное учреждение Российский научно-исследовательский противочумный институт "Микроб" МЗ РФ

На правах рукописи

/

л.....V

БИЛЬКО Елена Александровна

а-"

ЭПИ300Т0Л0ГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОПУЛЯЦИЙ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ НА ТЕРРИТОРИЯХ ОСВОЕНИЯ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

СЕВЕРО-ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

14.00.30 - эпидемиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Попов Николай Владимирович

Саратов - 1998

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ............................................. 4

ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ............... 10

1.1. Влияние антропогенных факторов на биоценоти-ческие комплексы Северо-Западной Сибири........ 10

1.2. Оценка экологических последствий антропогенной трансформации ландшафтов на модели популяций мелких грызунов................................. 15

1.3. Природноочаговые инфекции в высоких широтах .... 21

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ........................................ 27

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ............... 27

ГЛАВА 3. ВИДОВОЙ СОСТАВ И ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЧИСЛЕННОСТИ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ И ЭКТОПАРАЗИТОВ В ОСНОВНЫХ БИОТОПАХ НА ТЕРРИТОРИИ ГА30К0НДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПУР-ТАЗОВСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ............................. 33

3.1. Общая характеристика района работ ............. 33

3.2. Мелкие млекопитающие .......................... 37

3.3. Эктопаразиты.................................. 47

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ И СТРУКТУРЫ ПОПУЛЯЦИЙ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В ОСНОВНЫХ БИОТОПАХ СЕВЕРА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ..............................

Стр.

4.1. Особенности размножения ....................... 50

4.2. Возрастная и половая структура популяций

красной полевки и полевки-экономки............. 56

4. 3. Оценка морфофизиологического состояния

популяций грызунов............................. 61

4.4. Оценка интенсивности накопления химических

веществ техногенной природы в тканях внутренних органов мелких млекопитающих................... 68

ГЛАВА 5. ЭПИ300Т0Л0ГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТОЯНИЯ ПОПУЛЯЦИЙ МЕЛКИХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В ЗОНЕ ОСВОЕНИЯ ТЕРРИТОРИЙ ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПУР-ТА30ВСК0Г0 МЕЖДУРЕЧЬЯ............................................ 75

5.1. Иммунодиагностические и бактериологические исследования мелких млекопитающих и их эктопаразитов.......................................... 76

5.2. Особенности биотопического распределения зоо-нозных инфек-ций на осваиваемых территориях газо-конденсатных месторождений .................... 81

ГЛАВА 6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................• 85

ВЫВОДЫ................................................ 92

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...................... 94

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. В настоящее время северные районы Западной Сибири все интенсивнее вовлекаются в сферу промышленного освоения, неизбежными следствиями которого являются как изменение биоценотической структуры тундровых и лесотундровых комплексов (Рождественская, 1983; Лаптев, Шубин, 1986; Гашев, 1990; Черноусова, 1990), так и ухудшение экологической обстановки в регионе в целом (Москаленко, Тагунова, 1976; Новиков, 1984). При этом особую остроту приобретают вопросы, связанные с прогнозированием всего возможного спектра негативных последствий усиления хозяйственной деятельности человека, с разработкой экологически обоснованных принципов освоения природных ресурсов в условиях Крайнего Севера.

В основном, деятельность человека в Заполярье базируется на промысле диких животных и добыче полезных ископаемых, в частности, газа.

Интенсификация развития газовой промышленности и освоения новых газовых месторождений диктует необходимость проведения здесь постоянного мониторинга окружающей среды, т.к. масштабность изменений, происходящих в первичных комплексах, во многом зависит от экологической защищенности проектных решений (Крючков, 1973; Силин, 1976; Гаев и др., 1989).

Процессы, происходящие в биоценозах в ответ на антропогенные воздействия, оказывают существенное влияние на экологическое состояние фоновых видов животных и на распространение различных зооантропонозных инфекций (Калабухов, 1949; Фенюк, 1963; Куче-рук, 1976; Варшавский и др., 1986; Билько и др., 1995; Попов и др., 1996). В этом плане оценка специфики влияния конкретных форм деятельности человека на эпизоотический потенциал северных

районов Тюменской области, энзоотичных по целому ряду зоонозных инфекций ( Попов и др., 1965, 1977; Дунаева, 1970, 1985; Доброхотов и др., 1974; Некрасова, 1974, 1976; Кучерук и др., 1976; Огурцов и др., 1989; Ястребов, 1990), представляется весьма актуальной задачей.

Направленного изучения влияния освоения газоконденсатных месторождений (ГКМ) и строительства обьектов газовой промышленности на природные очаги зооантропонозных инфекций не проводилось. В связи с этим, особую актуальность приобретает определение параметров взаимосвязей между экологическим состоянием природных комплексов, эпизоотическим потенциалом очаговых территорий и антропогенными нагрузками различной природы (химическое загрязнение, антропогенная трансформация, физическое и биологическое воздействие) (Безель, 1987, 1987а; Емельянов, 1991). Для оценки возможных негативных последствий влияния антропогенных факторов на состояние окружающей среды в качестве модельных обьектов весьма удобно использовать мелких млекопитающих (Шапошников и др. , 1980; Пястолова, 1990; Тарасенко, Мисюра, 1990).

Особый интерес в этом плане представляют мышевидные грызуны, которые характеризуются коротким жизненным циклом и высоким уровнем обмена веществ и, зачастую, являются основными носителями многих зооантропонозных инфекций. За счет отмеченных экологических и физиологических особенностей мышевидные грызуны быстро реагируют на воздействия хозяйственной деятельности человека (накопление химических элементов в тканях, изменение популяцион-ной структуры, морфофизиологическая изменчивость и т.п.) и могут служить своеобразными биоиндикаторами состояния окружающей среды (Черноусова, 1990; Бузмаков, Воронов, 1993; Adrian F., 1986; Kock et al., 1989; Cristaldi, 1991; Cristaldi, Jerard, 1993).

Промышленное освоение территорий газоконденсатных месторождений сопровождается значительной антропогенной трансформацией первичных биоценотических комплексов (Артемьева, 1982; Безель и др., 1986; Щипановидр., 1987). Строительные и изыскательские работы приводят к нарушению растительного покрова и вызывают изменения видового состава фоновых видов грызунов, что в свою очередь может иметь самые различные негативные эколого-эпизоотоло-гические последствия (Катаев, 1987; Лукьянова, 1990; Данилов, 1991; Большаков, 1993). Причем, по мере усиления промышленной эксплуатации ГКМ постепенно будет увеличиваться и давление на биоценотические комплексы химического загрязнения.

Структура и функционирование тундровых и лесотундровых экосистем постепенно нарушаются при попадании на почву нефтепродуктов, а также механическом загрязнении (свалки, строительный мусор и т.д.). Вслед за появлением поселков строителей и вахтовиков возрастает "фактор беспокойства" для многих видов животных, в первую очередь, хищных и копытных (Назаров, Шубникова, 1987) .

Под влиянием транспортной эрозии и строительных работ происходит озлакование тундры, сокращаются площади местообитаний леммингов, создаются условия для роста численности серых полевок V (полевка-экономка и др.) в антропогенно-измененных биотопах.

Известно, что изменение условий обитания многих видов грызунов не только влияет на физиологическое состояние отдельных особей и структуру их популяций, но и приводит к ослаблению устойчивости к различным инфекциям, что нередко сопровождается развитием эпизоотий бактериальной и вирусной природы. На распространение различных инфекций в зоне антропогенной трансформации ландшафтов влияет и биологическое загрязнение (занос возбудителей зоонозных инфекций, формирование антропургических очагов и т. п.).

Также известно, что при строительстве промышленных объектов на территории, энзоотичной по ряду зоонозных инфекций, происходит усиление контактов человека с биоценозами их природных очагов, что может привести к эпидемическим осложнениям. Поэтому очень важно заблаговременно определить вероятность риска возникновения неблагоприятных экологических последствий. Все это, в целом, диктует необходимость проведения на таких территориях эколого-эпизоотологического мониторинга.

ОСНОВНОЙ ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ являлось - выяснение влияния освоения газовых месторождений Пур-Тазовского междуречья на эпизоотологи-ческое состояние популяций мелких млекопитающих.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Установить состав фоновых видов грызунов и насекомоядных, обитающих на территориях газовых месторождений Пур-Тазовс-кого междуречья.

2. Выявить особенности биологии и структуры популяций мелких млекопитающих в зоне освоения территорий ГКМ.

3. Провести эпизоотологическое обследование изучаемых территорий с целью выявления возбудителей туляремии, псевдотуберкулеза, кишечного иерсиниоза и сальмонеллеза. Определить их биотопическую приуроченность и виды мелких млекопитающих - основных носителей этих инфекций.

4. На основании данных по состоянию популяций фоновых видов грызунов и насекомоядных, носителей зооантропонозных инфекций, обитающих в изучаемом районе, разработать принципиальную схему эколого-эпизоотологического мониторинга территорий, вовлекаемых в сферу интенсивной хозяйственной деятельности человека.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые выполнена комплексная оценка возможных негативных эпизоотологических последствий освоения газоносных районов Северо-Западной Сибири. Разработана принципиаль-

ная схема эколого-эпизоотологического мониторинга энзоотичных по зооантропонозным инфекциям территорий, вовлекаемых в сферу интенсивной хозяйственной деятельности. Установлен видовой состав носителей зооантропонозных инфекций в зонах освоения ГКМ и характер влияния антропогенных факторов на структуру и эпизоо-тологическое состояние их популяций. Изучены особенности пространственного распределения зооантропонозных инфекций на территориях освоения ГКМ и предложен комплекс санитарно-профилактичес-ких мероприятий в промышленных зонах строящихся объектов газовой промышленности.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. На территориях ГКМ Пур-Тазовского междуречья доминирующими видами являются красная полевка и полевка-экономка.

2. Интенсивное освоение газовых месторождений оказывает определенное влияние на биологию и структуру популяций фоновых видов мелких млекопитающих - носителей зооантропонозных инфекций.

3. Возбудители туляремии, сальмонеллеза, псевдотуберкулеза и кишечного иерсиниоза широко распространены в лесной зоне и антропогенно-измененных биотопах на изучаемых территориях. Их основными носителями являются красная полевка и полевка-экономка.

4. Разработанную схему мониторинга перспективно использовать для оценки возможных эпизоотологических последствий освоения газовых месторождений Пур-Тазовского междуречья.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Разработаны "Методические рекомендации по оценке эколого-эпизоотологического состояния природноочаговых территорий, вовлекаемых в сферу интенсивной хозяйственной деятельности человека" (Саратов, 1996) и "Методические рекомендации по анализу эффективности работы точек долговре-

менного отравления грызунов и проведению дератизационных мероприятий в очагах зооантропонозов" (Саратов, 1995).

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы исследования и основные положения работы обсуждались на конференции, посвященной 100-летию образования противочумной службы России (Саратов, 1997), на ежегодных научно-практических конференциях института "Микроб" (1995, 1996) и Астраханской ПЧС (1996), Всероссийской научно-практической конференции "Природно-очаговые инфекции в России. Современная эпидемиология, диагностика и тактика защиты населения" (Омск, 1998).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация изложена на 115 страницах, состоит из введения, литературного обзора, 4 глав, заключения и выводов. В работе содержится 7 рисунков и 15 таблиц. Цитируемая литература включает 184 источника, из них - 23 иностранных авторов.

Диссертация является самостоятельным разделом плановой темы 027-1-93 "Изучение влияния техногенных загрязнений окружающей среды на экологию природных очагов зооантропонозов". Основная часть полевых материалов и их обработка выполнена автором. Кроме него в полевых и лабораторных исследованиях принимали участие: зоологи - к. б. н. Ефимов C.B., к. б.н. Удовиков А. И., паразитолог

- к. б.н. Князева Т. В., иммунолог - к. б.н. Хинц И. В., бактериолог

- к.м.н. Плотникова Е.А., а также сотрудники лаборатории Государственной коллекции патогенных бактерий (зав.лаб. д.м.н. О.П.Плотников) и лаборатории диагностики инфекционных болезней (зав.лаб. д.м.н. А.Н.Куличенко), которым автор выражает свою глубокую признательность. Особую благодарность автор выражает научному руководителю работы - д.б.н., профессору Н.В.Попову за оказанную методическую и практическую помощь.

ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ■

1.1. Влияние антропогенных

факторов на биоценотические комплексы Север о-З ападной Сибири

Проблема взаимосвязи общества и среды особенно актуальна на Севере Западной Сибири - районе слабо изученном, экологически хрупком и вместе с тем интенсивно развивающемся, где случайные, необдуманные воздействия на природу могут привести к значительным, труднопредсказуемым результатам (Панов, 1986; Гаев, 1989).

Повышенная уязвимость тундровых и полярно-пустынных экосистем - результат формирования и развития их в экстремальных условиях: почти повсеместном распространении вечной мерзлоты, дефиците тепла даже в летнее время, резких сезонных и многолетних колебаниях гидрометеорологического режима (Беликов, 1987). Все это проявляется в упрощенной структурно-функциональной организации сообществ живых организмов, низкой продуктивности и фрагментарности почвенно-растительного покрова, больших по размаху колебаниях численности животных, имеющих подчас катастрофический характер (Емельянова, Туликова, 1975;. Москаленко, Тагунова, 1976).

В этих условиях вовлечение в индустриальный хозяйственный оборот новых территорий в Заполярье, вызванных развитием газовой промышленности, повышает практическое значение исследований, посвященных изучению влияния объектов отрасли на природу Севера (Силин, 1974, 1975, 1976; Назаров, Шубникова, 1987; Будовский, 1991).

В связи с освоением газовых месторождений в Северо-Западной Сибири широко развернулось строительство различных площадных и

- И -

линейных сооружений, под влиянием которого происходят значительные изменения в окружающей среде (Воевода, 1989).

Современный газодобывающий комплекс представляет собой сложную систему взаимосвязанных производств, состоящую из эксплуатационных скважин, установок комплексной подготовки газа (УКПГ), систем внутренних и магистральных газопроводов, компрессорных станций, подъездных и вдольтрассовых путей, электросетей и электростанций, жилых поселков, котельных и т.д. И последствия его эксплуатации куда более разрушительные, ввиду особой уязвимости экосистем Крайнего Севера к антропогенному воздействию (Вызов, 1975).

В период начального строительства промышленных объектов на территориях ГКМ преобладают, в основном, механические формы трансформации ландшафтов, за счет которых и происходят основные разрушения сложившихся биоценотических комплексов (Денисова, 1976; Панов, 1986). В этот период также происходит загрязнение почвы и растительного покрова различными отходами работы механизмов и разведочного бурения (аварийные ситуации и т.п.). Причем, при росте загрязнения окружающей среды в растительных сообществах неуклонно растет доля осок, злаков, ситниковых, а доля мхов и лишайников - падает (Новиков, 1984; Маковский, 1988).

В период промышленной эксплуатации ГКМ происходит снижение интенсивности механической трансформации ландшафтов и начинается рост химического загрязнения, шумовых и тепловых воздействий, роли фактора присутствия человека, биологического загрязнения. Причем действие всех этих типов воздействия на природные комплексы носит аккумуляционный характер и негативные эколого-эпизо-отологические последствия в этот период наиболее выражены (Емельянов, 1991). В частности, именно в этот период идет быстрое накопление в почве и биологических объектах различных тяже-

лых металлов (выбросы промышленных предприятий, отходы переработки газоконденсата, выхлопные газы работающих механизмов и т.п.). Однако отметим, что химическое загрязнение не является основным видом экологического ущерба в газовой промышленности, так как весь производственный цикл характеризуется относительно небольшим набором веществ-загрязнителей, их малой токсичностью, присутствием загрязнителей только в поверхностном с�