CURS 8 9 ECOtoxicologie

8/12/2019 CURS 8 9 ECOtoxicologie

1/18

CURSUL 8-9

Elemente de ecotoxicologie. Riscurile biologice generate de impactul antropic asupra ecosistemelor

Cuprins

8.1. Elemente de ecotoxicologie .........................................................................................8.2. Riscuri biologice ..........................................................................................................8.3. Riscurile biologice generate de impactul antropic asupra ecosistemelor .....................8.4. Riscurile biologice directe ale activit ilor economice ................................................8.5. Msuri de limitare a riscurilor biologice directe ..........................................................8.6. Plantele modificate genetici impactul lor asupra solului ...........................................8.7. Dezechilibrele microbiocenozelor din soli producerea de toxine microbiene ..........8.8. Poluarea apelor cu nutrieni din soli producerea de cianotoxine ...............................

8.1. Elemente de ecotoxicologie

Toxicologia este tiina care studiaz toxinele (otr vurile) i efectele lor asupraorganismelor. Deoarece multe substane se tie c sunt duntoare vieii oamenilor, plantelor,animalelor sau microorganismelor toxicologia este un domeniu vast, interdisciplinar care se bazeaz pe cunotine de biochimie, histologie, farmacologie, patologie. Toxinele duneaz organismelor sau chiar le pot omor pentru c ele reacioneaz cu componentele celulareintrerup funciile metabolice. Din cauza acestei reactivit i, toxinele sunt duntoare chiar nconcentraii foarte mici, n unele cazuri provocnd daune ireversibile.

Toate toxinele sunt periculoase, dar nu toate materialele periculoase sunt toxice. Unelesubstane de exemplu sunt periculoase pentru c sunt inflamabile, explozive, acide, caustice sauiritante. Prin diluie, neutralizare sau tratamente fizice unele dintre substane pot fi f cuteinofensive. Aceste materiale n concentraii mici nu reacioneaz cu componentele celularei nusunt otr vitoare.


2/18

2

Toxicologia mediului sau ecotoxicologia se ocup cu studiul interaciilor, transformrilori efectelor substanelor chimice naturale sau de sintez n biosfer , inclusiv asupra organismelor, populaiilor i ecosistemelor. n ecosistemele acvatice soarta poluanilor este studiat n relaie cumecanismelei procesele la interfaa cu componentele ecosistemului. O atenie special se acord interfeelor: sedimente ap, ap organismei ap aer. n ecosistemele terestre sunt studiateefectele metalelor asupra comunitilor faunei soluluii a populaiilor caracteristice.

n tabelul 1 este prezentat topul celor 20 de substane toxicei periculoase realizat deAgenia pentru Protecia Mediului din America din cele 275 de substane considerate importante pentru sntatea oamenilori a mediului.

Tabelul 1 Substane toxicei periculoase (sursa Agenia de Protecia Mediului USA, 2003)

Nr. crt. Substan a Sursa, provenien a1. Arsen Lemnul tratat2. Plumb Vopseluri, benzin 3. Mercur Arderea crbunilor4. Clorur de vinil Utilizarea industrial a plasticului5. Bifenil policlorurai (PCBs) Impermeabilizarea instalaiilor electrice6. Benzen Benzin, industrie7. Cadmiu Baterii8. Benzo(a)piren Incinerare deeuri9. Hidrocarburi policiclice aromate Combustie10. Benzo(b)fluorantren Carburani11. Cloroform Purificarea apei, industrie12. DDT Pesticide

13. Aroclor 1254 Plastice14. Aroclor 1260 Plastice15. Tricloroetilen Solveni16. Dibenzen(a,h)antracen Incinerare17. Dieldrin Pesticide18. Crom hexavalent Vopseluri, ageni anticorozivi19. Clordan Pesticide20. Hexaclorobutadien Pesticide

Cum afecteaz toxinele oamenii? Alergenii sunt substane care activeaz sistemulimunitar. Unii alergeni acioneaz direct ca antigeni, fiind recunoscui ca substane str ine de

celulele albe din sistemul sangvini stimuleaz producerea unor anticorpi specifici (proteine carerecunosc i se leag de celule sau substane chimice str ine organismului). Ali alergeniacioneaz indirect prin legareai modificarea chimic a substanelor str ine astfel nct ele devinantigenii determin un r spuns imun.

Formaldehida este un bun exemplu al unei substane chimice larg utilizate care este unsensibilizator puternic al sistemului imunitar. Fiind folosit la produse din plastic, lemn, lipici, laimpermeabilizare, concentraia de formaldehid n aerul din spaiile interioare poate fi de sute deori mai mare dect cea din aerul exterior. Unii oameni sufer de ceea ce se numete sindromulr ului de cldiri: dureri de cap, alergii, oboseal cronic, cauzate de o slab ventilare a aeruluiinterior contaminat cu fungi, monoxid de carbon, oxid de azot, formaldehid i alte substanechimice toxice eliberate din covoare, materiale utilizate pentru impermeabilizri, plastice,

materiale de construcii i alte surse.


3/18

3

Neurotoxinele sunt o clas special de substane care atac n mod specific celulelenervoase neuronii. Sistemul nervos este aa de important n coordonareai reglarea activit iiorganelor nct ntreruperea acestor activit i cauzeaz numeroase daune. Modul de aciune alneurotoxinelor poate diferi. Substanele precum plumbuli mercurul omoar celulele nervoasei provoac daune neurologice permanente. Anestezicele (eterul, cloroformul)i hidrocarburileclorinate (DDT, Dieldrin, Aldrin) rup membrana celulei nervoase necesar pentru activitateanervilor. Substanele organofosforice (Malation, Paration)i carbamaii (carbaril, zeneb, maneb)inhib enzima acetilcolinesteraza care regleaz transmiterea semnalului ntre celulele nevoaseiesuturi sau organe. Majoritatea substanelor neurotoxice prezint toxicitate acut i foarte mare.n prezent mai mult de 850 de compui sunt considerai neurotoxici.

Substanele mutagene sunt ageni chimicii fizici care distrug sau altereaz materialulgenetic (ADN) din celule. Acest lucru poate duce la apariia de malformaii la nou nscui dac acioneaz i produc daune n timpul creterii embrionare sau fetale, iar dac acioneaz n timpulvieii pot determina apariia unor tumori. Atunci cnd daunele se produc n celulele reproductive(sexuale) sunt transmise generaiei urmtoare. Celulele au mecanisme de reparare care detecteaz i refac materialul genetic deteriorat, dar unele modificri survenite pot fi ascunse sau nu pot fireparate.

Substanele teratogene sunt substane chimice sau ali factori care produc anomalii ntimpul dezvoltrii i creterii embrionare. Unii compui care altfel nu sunt periculoi pot cauza probleme tragice n aceast etap sensibil a vieii. Se consider c cel mai r spndit teratogendin lume este alcoolul. Cosumarea de alcool n timpul sarcinii poate duce la un sindrom care presupune apariia mai multor simptome: anomalii craniofaciale, ntrziere mental, probleme decomportament.

Substanele carcinogene sunt substane care cauzeaz cancerul celule invazive cucretere necontrolat care duc la apariia de tumori maligne. Rata cancerului a crescut nmajoritatearilor industrializate n secolul XX, n SUA fiind acum a doua cauz care duce ladeces. n anul 2000 de exemplu au murit mai mult de jumtate de milion de oameni.

8.2. Riscuri biologice

Ce este sntatea? Organizaia Mondial a Snt ii (OMS) definete sntatea ca fiindstarea de bine att fizic, mental cti social, nu doar absena bolilor sau a infirmit ii.Interpretnd aceast definiie n mod strict se poate spune c toi oamenii sunt bolnavi ntr-omsur mai mic sau mai mare. Oamenii pot totui s-i mbunteasc starea de sntate iastfel s tr iasc mai mult timpi mai fericii dac se gndesc la ce au de f cut.

Ce este boala? Boala este o modificare anormal a parametrilor organismului, careafecteaz funciile fizice sau psihice ale acestuia. Dietai alimentaia, agenii infecioi,substanele toxice, motenirea genetic, traumelei stresul joac un rol important n declanarea bolii i a mor ii. Sntatea mediului studiaz factorii care sunt implicai n producerea bolilor, precum elementele naturale, sociale, culturalei tehnologice ale lumii n care tr im.

n trecut organizaiile de sntate i concentrau atenia asupra cauzelor care provocaumoartea pentru a evalua starea de sntate a populaiei. Statisticile referitoare la mortalitate nuincludeaui bolile care nu sunt fatale precum demena sau orbirea. Ageniile de sntate acumcalculeaz anii de via n stare de incapacitate (invaliditate) a unei persoane pentru a exprimastarea de sntate a populaiei, n scopul ncercrii de a evalua costurile totale ale unei boli.Atunci cnd un copil nou nscut moare din cauza unei boli care poate fi prevenit (tetanos deexemplu) se pierd mai muli ani ai unei noi viei, dect atunci cnd un btrn octogenar moare de pneumonie. Un adolescent paralizat n urma unui accident rutier va avea muli ani de suferin i

va fi un potenial adult pierdut cnd va suferi un atac cerebral. Conform statisticilor OMS bolile


4/18

4

cronice reprezint aproximativ 60 % din cele 56,5 milioane din decesele care se nregistreaz anual pe globi aproape jumtate din cazurile de mbolnvire.

Omenirea parcurge acum o perioad de tranziie epidemiologic dramatic. Progresemiraculoase n eliminarea bolilor transmisibile precum variola (smallpox), poliomielita (polio)imalaria permit oamenilor din aproape toate zonele de pe glob s tr iasc mai mult. n unelerisrace precum India sperana de via aproape s-a triplat n secolul XX. Dei ucigaiitradiionali n rile n curs de dezvoltare infeciile, complicaiile pre i postnatale ideficienele nutriionale nc ocup un loc important, boli precum depresiai infarctul care secredea c afecteaz doar oameni dinrile bogate au devenit n timp scurt cauza principal adizabilit ii i a mor ii premature pretutindeni n lume.

OMS estimeaz c n 2020 bolile de inim, care ocupau poziia a cincea n lista bolilor nurm cu zece ani vor ocupa prima poziie. Cea mai mare cretere va fi n zonele mai srace alelumii unde oamenii adopt stilul de via i dieta celor dinrile bogate. De asemenea, OMSestimeaz c n 2020 rata cancerului va crete cu 50%, 15 milioane de oameni vor avea canceri9 milioane vor muri de cancer pe an.

Numrul bolilor psihice va crete de la 10% la 15% din totalul bolilor n 2020. Dup cumse observ din tabelul 2 potrivit estimrilor OMS bolile depresive vor ocupa locul al doilea dup cele de inim i vor reprezenta 1,4 % din decese. Att pentru femeile din regiunile dezvoltate, cti pentru cele dinrile srace n curs de dezvoltare depresia va fi cauza principal ambolnvirilor, n timp ce suicidul, care este adesea rezultatul unei depresii netratate va fi a patracauz major a mortalitii femeilor.

Tabelul 2 Lista cauzelor deceselor (sursa Organizaia Mondial a Snt ii, OMS, 2002)

Pozi ia n anul 1990 Cauza decesului Pozi ia n anul 2020 Cauza decesului1 Pneumonia 1 Boli cardiace2 Diarea 2 Depresia3 Condiii perinatale 3 Accidente de trafic4 Depresia 4 Congestie cerebral

5 Boli cardiace 5 Boli cronice de plmni6 Congestie cerebral 6 Pneumonia7 Tuberculoz 7 Tuberculoz 8 Pojar 8 R zboaiele9 Accidente de trafic 9 Diarea10 Deficiene natale 10 HIV/ SIDA

11 Boli cronice de plmni 11 Condiii perinatale

12 Malaria 12 Violena13 Cderile 13 Deficiene natale14 Anemia feripriv 14 R ni

15 Subnutriia 15 Cancer ale aparatuluirespirator

Diareea, care n anii 90 era a doua cauz a mortalit ii populaiei globului, n 2020 se vasitua pe locul nou, n timp ce pojaruli malaria vor iei din topul celor 15 boli cauzatoare dedeces. Tuberculoza, produs de un agent infecios care a devenit rezistent la antibioticei sedisemineaz rapid n multe zone (n special n Rusia) este singura boal care se preconizeaz c


5/18

5

va r mne pe aceeai poziie apte n topul 15 n urmtorii douzeci de ani. Accidentele rutiere,violena, r zboaiele vor deveni factori de risc mai importani dect au fost pn n prezent.

Bolile cronice de plmni (emfizemul pulmonar, astmuli cancerul de plmni) vor urcade pe locul unsprezece pe locul cinci n 2020. Cauza acestei modificri este creterea numruluifumtorilor dinrile n curs de dezvoltare. Conform statisticilor OMS n fiecare zi aproximativ100.000 de tineri majoritatea dinrile srace devin fumtori. n prezent exist cel puin 1,1miliarde de fumtori pe Pmnt i se ateapt ca acest numr s creasc cu 50% pn n 2020.Dac acest lucru va continua, 500 milioane de oameni care tr iesc acum vor muri din cauza bolilor provocate de consumarea tutunului. Se ateapt ca bolile de plmni s fie cele maiimportante cauze a deceselor n ntreaga lume (deoarece boli precum atacul de cordi depresiilesunt declanate de factori multipli). n anul 2003 a fost adoptat o convenie pentru controlareautilizrii tutunului. Aceast convenie cere tuturorrilor care au adoptat-o impunerea unorrestricii privind publicitatea laigarete i interzicerea consumului de tutun n spaii publice.Msurile de combatere a acestui flagel ar putea salva miliarde de viei dac toaterile ar ratificaaceast convenie.

Dei bolile vieii moderne sunt principala cauz a deceselor aproape oriunde n lume, bolile infecioase transmisibile r mn nc responsabile de o treime din decese. Diareea, bolilerespiratorii acute, malaria, pojarul, tetanosuli alte cteva boli infecioase omoar anualaproximativ 11 milioane de copii cu vrsta sub cinci ani dinrile n curs de dezvoltare. Oalimentaie mai bun, o ap curat (lipsit de microbi), o salubrizare mbunt it i o vaccinarear putea face ca marea majoritate a acestor decese s fie eliminate.

O mare varietate de organisme patogene afecteaz oamenii virusuri, bacterii, protozoarei viermi. Cea mai mare pierdere de viei omeneti a fost n 1918 n urma unei epidemii cauzatede virusul influenza (virus ce produce gripa). Epidemiologii estimeaz c au murit cel puin otreime din oamenii care au fost infectai i anume ntre 50i 100 de milioane. Dac ar avea locnc o astfel de pandemie acum s-ar putea mbolnvi 2 miliarde de oamenii ar putea muri maimult de 150 milioane, iar economia mondial ar fi n impas. Influenza este cauzat de o familiede virusuri care pot suferi mutaii rapidei se pot transfera de la animale slbaticei domestice laoameni f cnd dificil controlul acestei boli.

n SUA n fiecare an se nregistreaz 76 milioane de cazuri de intoxicaii i infecii provocate de alimente, care duc la spitalizarea a 300.000 de oamenii a 5.000 de decese. Giardia,un protozoar parazit intestinal, este considerat a fi principala cauz a bolii diareice n SUA. Acest parazit este diseminat de la fecalele umane care pot ajunge n contact cu apai alimentelei astfels le contamineze. Conform statisticilor OMS un sfert din populaia globului, aproximativ 2miliarde de oameni sufer de boli cauzate de viermii ali parazii intestinali. Viermii de Guinea( Dracunculus medinesis ) sunt transmii prin ap contaminat i dup un an de la infecieviermele adult, care poate ajunge la dimensiunea de un metru, migreaz prin corpul gazdei umanei str pungeesuturile pentru a iei la suprafa pentru a putea s-i depun oule.Malaria este una din bolile infecioase care nc face numeroase victime. n fiecare an senregistreaz aproape 300 milioane de cazuri noi, din care aproximativ 1 milion mor. Teritoriilen care apare aceast boal se extind din cauza modificrilor climatice, care favorizeaz deplasareanarilor, care sunt vectorii acestei boli, spre noi teritorii. Aplicarea unor tratamentecu insecticide ar putea preveni apariia a zeci de milioane de noi cazuri n fiecare an.

Boli care nu au fost cunoscute pn n prezent apar, sau boli care se credea c au fosteradicate, fiind absente cel puin 20 de ani reapar. Noua tulpin H5N1 a virusului gripei aviareeste un astfel de exemplu. n ultimile dou decenii s-au nregistrat cel puin 30 de izbucniri aleunor boli precum Ebolai febra Marburg, care au lovit cel puin ase regiuni diferite din AfricaCentral. Holera, care a fost absent n America de Sud de peste o sut de ani, n 1991 a reaprut

n Peru. Alte exemple sunt apariia unor forme rezistente la antibiotice a agenilor infecioi care


6/18

6

produc tuberculoza, care se r spndesc n prezent n Rusia, malaria care a reaprut n zone undeaproape fusese eradicat, un nou virus uman HTLV, care se pare c a trecut de maimue laoamenii din Camerun care consum carnea acestor animale. Tulpinile acestui virus au infectat pn n prezent 25 milioane de persoane. Un alt virus numit West Nile este cel mai virulent virusi cu viteza de r spndire cea mai mare care a lovit Statele Unite ale Americii. Acest virusapar ine unei familii de virusuri care sunt transmise denari i provoac encefalita. Dei nAfrica acest virus este cunoscut nc din 1937, n America de Nord el a fost absent pn n 1999cnd se pare c a fost introdus de o pasre sau de nari din Orientul Mijlociu. Boala s-adiseminat din New York, unde a fost pentru prima dat raportat, la psrile din partea de est ndoar doi ani. Virusul a produs infecii la 230 specii de animale, din care 130 sunt specii de psri.n 2002 mai mult de 4.000 de persoane s-au mbolnvit i 248 dintre ele au murit.

n prezent boala care produce cele mai multe decese este SIDA care este provocat devirusul HIV. Aceast boal aprut n anii 1980 este acum situat pe locul 5 al bolilor infecioasecele mai contagioase care omoar oamenii. Conform estimrilor OMS n prezent sunt 60milioane persoane infectate cu virusul HIVi n fiecare an mor 3 milioane de persoane din cauzacomplicaiilor provocate de SIDA. Dei dou treimi din numrul persoanelor infectate cu HIVsunt n sudul Africii, boala se r spndete cu repeziciune n suduli estul Asiei. Peste 20 de ani s-ar putea s se nregistreze peste 65 milioane de decese provocate de SIDA. n Botsuana suntnregistrate oficial ca fiind HIV pozitiv aproximativ 40% din populaia adult. Se preconizeaz c dou treimi din adolescenii de 15 ani infectai n prezent vor muri de SIDA nainte s mplineasc vrsta de 50 de ani. Media de via pentru populaia din Botsuana este de 69,7 ani,dar dac se ine conti de SIDA, atunci media scade la 36,1 ani. n ntreaga lume mai mult de 14milioane de copiii-au pierdut unul sau chiar ambii prini din cauza SIDA. Costurile necesaretratrii pacienilor i scderea productivit ii din cauza mor ii premature cauzate de aceast boal se estimeaz a fi de cel puin 35 miliarde de dolari pe an.

Oamenii nu sunt singurii care sufer din cauza acestor boli noi devastatoare. Animaleledomesticei slbatice pot fii ele afectate de boli numite boli ecologice. De exemplu, gripaaviar este un pericol pentru populaiile de psri slbatice deoarece poate duce la extincia unorspecii rare.

Boala degenerativ cronic (CWD Chronic Wasting Disease) se disemineaz n populaiile de cerbi, c prioare i elani din America de Nord. Aceast boal neurologic degenerativ cunoscut ca encefalopatia spongiform transmisibil TSE este cauzat de un tip deageni infecioi numii prioni, care sunt constituii din proteine (nu au acid nucleic). TSE include boala vacii nebune ce se manifest la bovine, scrapia la ovinei boala Creutzfeld-Jacob laoameni. Aceast boal se presupune c a fost declanat la elani atunci cnd fermierii au nceputs-i hr neasc cu subproduse animale contaminate (de exemplu f in de oase). Boala a nceput s se extind odat cu vinderea animalelor bolnave altor femierii acum a ajunsi la populaiileslbatice.Guvernul canadian a estimat c a cheltuit 65 milioane de dolari n ncercarea de a stopar spndirea acestei boli. n Wisconsin ntr-o zon apropiat de Madison au fost ucii aproximativ20.000 de cerbii c prioare n acest scop. Nu s-a nregistrat nc nici un caz de contaminare laoameni cu TSE, dar exist teama s nu se ntmple din nou tragedia din anii 1990 din Europacnd din cauza TSE au murit cel puin 100 de persoanei aproape 5 milioane de bovinei ovineau fost omorte.

Bolile noii cele considerate eradicate care pot afecta oameniii bolile ecologice apruten comunitile naturale au n comun faptul c modificrile mediului reprezint factori de stres pentru sistemele biologicei deregleaz relaiile ecologice normale. Despduririle masiveidesecarea zonelor umede distrug habitatul speciilor native. Organismele invazivei bolile sunt

introduse accidental sau intenionat n zone noi unde pot crete exploziv. Creterea populaiei i a


7/18

7

ecoturismului au dus la creterea incursiunilor oamenilor n mediul slbatic. n 1950 doar 3milioane de persoane zburau cu curse aviatice comerciale, iar n 2000 numrul acestora a crescutfiind mai mare de 300 milioane. Bolile se pot r spndi astfel cu mai mare repeziciune n jurulglobului odat cu deplasarea oamenilor dintr-oar n alta. n cazul sindromului respirator acut(SARS Severe Acute Respiratory Syndrome), care s-a declanat n sudul Chinei n 2003, unsingur cltor al unei curse aviatice putea disemina virusul la peste 160 persoane napte rinainte s fie diagnosticat cu aceast boal.

Animalele slbatice pot disemina boli n numeroase zone. Astfel, psrile slbaticemigratoare purttoare ale virusului H5N1 al gripei aviare l pot disemina pe toat lungimea ruteilor de migraie. Prima dovad a acestui fapt a provenit din vestul Chinei de la lacul Qinghai unde psrile de ap se adunau s se odihneasc n drumul lor din sudul Asiei pn n MongoliaiSiberia. Cel puin 100.000 psri, majoritatea gte, au murit la lacul Qinghai n primvara anului2005 din cauza gripei aviare provocate de tulpina H5N1. Ornitologii erau ngrijorai de faptul c psrile expuse virusului ar putea cltori din Siberia nu napoi n sudul Asiei ci prin Asiacentral la Marea Neagr i Marea Caspic i prin Europai Africa. Prediciile s-au dovedit a ficorecte, n 2006 fiind identificate psri infectate n 50 deri din Asia, Africa, EuropaiOrientul Mijlociu. Diseminarea acestui virus n Africa reprezint o adevrat ameninare pentruc majoritatearilor africane sunt srace, nu au banii infrastructur pus la punct pentru amonitorizai trata oamenii, deci cu att mai puin pot urmri i lua msuri pentru meninereastrii de sntate a psrilor slbatice. Comunit ile rurale din zona lacurilor din regiunea RiftValley depind foarte mult de psri pentru a putea supravieui i tr iesc n contact strns att cu psrile domestice, cti cu cele slbatice migratoare, condiii care cresc potenialul pentruapariia unei pandemii.

Ocazional psrile slbatice traverseaz stmtoarea Bering din Siberia n Alaska. Deaceea, cercettorii americanii canadieni testeaz raele i gtele slbatice pentru a evidenia prezena infeciei cu virusul H5N1 deoarece aceast rut este considerat a fi cea prin care poate ptrunde gripa aviar n America de Nord.Creterea consumului de animale slbatice, maimue n ri din Africa, pisicii cini nChina, sau snge proaspt de ra n Vietnam, permite bolilor s treac peste barierele de specie.Oamenii sunt obinuii s cread c majoritatea virusurilor nu pot trece barierele de specie, darvirusul canin care determin r pciuga a decimat leii din Serengeti. De asemenea, virusul Ebola s-a demonstrat recent c este endemic la liliecii vegetarieni care sunt n mod obinuit hrana populaiei din Africa Central. Virusul SARS a trecut de la lilieci la specii de pisicii cini caresunt considerate delicatese n buctria chinezeasc. Virusul HIV cu siguran a trecut de lamaimue la oamenii care le vnaui le mncau.

Modificrile climatice faciliteaz sau for eaz expansiunea speciilor spre noi teritorii. Din2001 ca urmare a modificrilor climatice incidena cazurilor de malarie, febr galben i alte bolitropicale a crescut n SUA odat cu mrirea (modificarea) teritoriilornarilor, roztoarelori aaltor animale vectori. De asemenea, acest fenomen a fost observat n ntreaga lume. Boli precumtuberculoza, boala Lyme, ciuma bubonic i holera au reaprut i s-au extins din cauzamodificrilor mediului, a perturbrii echilibrului ecologic.

Malaria, una dintre bolile transmise de insecte la om este un exemplu de boal care secredea c a fost eradicat. n fiecare an aproximativ 1 milion de persoane mor din cauza acestei boli, din ei 90% fiind din Africai majoritatea copii. Protozoarul parazit care provoac aceast boal este acum rezistent la majoritatea antibioticelor, iarnarii care transmit acest parazit la omi-au dezvoltati ei rezisten la multe insecticide. Tratamentele cu DDT n Indiai Sri Lanka deexemplu au redus malaria de la milioane de infecii pe an la doar cteva sute n anii 1950i 1960.Acum n sudul Asiei a crescut nivelul mbolnvirilor cu aproximativ jumtate de milion pe an

fiind aproape la fel cu cel din perioada dinaintea efecturii tratamentelor cu DDT. n alte zone


8/18

8

unde nu au existat cazuri de malarie niciodat, acum din cauza modificrilor climaticei aalter rii habitatelor au aprut.

De ce vectorii bolilor precumnarii i patogenii precum protozoarul care producemalaria au devenit rezisteni la pesticidei antibiotice? Datorit seleciei naturale, abilit iiorganismelor de a evolua rapidi din cauza oamenilor care au utilizat excesiv o singur msur de controli combatere a lor. Atunci cnd au fost descoperite DDT-uli alte insecticide care puteau combatenarii au fost folosite peste tot. Acest lucru nu doar a dunat foarte mult vieiislbatice i insectelor benefice, dar de asemenea a creat condiiile perfecte pentru selecianatural. Multe organisme duntoare i patogene au fost expuse doar puin la msurile decombatere, permindu-le acelora cu rezisten natural s supravieuiasc i s-i diseminezegenele n populaie. Dup cicluri repetate de expunere la tratamentei selecie multemicroorganismei vectorii lor au devenit rezisteni la aproape toate armele noastre mpotriva lor.

Creterea unui numr foarte mare de bovine, suinei psri n spaii nchise este o alt cauz a r spndirii rezistenei patogenilor la antibiotice. Animalelor din cresctorii le suntadministrate constant antibioticei hormoni steroizi pentru a le proteja de bolii pentru a le faces creasc repede. n SUA mai mult de jumtate din antibioticele utilizate n fiecare an suntutilizate pentru animale. O cantitate semnificativ din aceste antibioticei hormoni sunt excretate prin urinai fecalele care sunt mpr tiate netratate pe terenuri agricole sau sunt deversate n apade suprafa unde pot contribui la apariia i evoluia patogenilor superviruleni. n cazul n careurmai un tratament cu antibiotice nu ntrerupei administrarea lor dac v simii puin mai bine,medicamentele trebuie luate att timp ct sunt recomandate de medicul specialist.

8.3. Riscurile biologice generate de impactul antropic asupra ecosistemelor

Riscurile biologice generate de impactul antropic asupra ecosistemelor sunt practic dedou tipuri: directe (rezultnd o cretere direct a pericolelor biologice pentru om, animalei plante)i mediate (rezultnd dintr-o cretere a pericolelor biologice pentru om, animalei plantedatorit unor procese n care este implicat solul).

In cele ce urmeaz de vor folosi urmtoarele definiii:daun = deteriorare fizic sau vtmare adus sntii oamenilor sau pagub adus unei propriet i sau mediului nconjur tor pericol = sursa potenial de daunerisc = combinaie a probabilit ii de inciden a unei daunei gravitatea acestei daune

pericole biologice (inhalare, ingestie sau contact cu ageni biologici duntori), respectiv (i) patogeni sau (ii) alergeni.

Ageni biologici duntori = microorganisme sau produse ale lor care produc boli aleomului, animalelor sau plantelor.

Scenariile de expunere luate n considerare sunt: pericole care se refer la sigurana omului pericole care se refer la mediul nconjur tor (faun, flor , sol, ap, aer); pericole care se refer la sntateai creterea plantelor de cultur .

8.4. Riscurile biologice directe ale activit ilor economice

Riscurile biologice directe ale activit ilor economice sunt cele care rezult din sub- produsele industriei alimentare, din activitatea de gestionare a deeurilor organice pentrurealizarea de composturi destinate amelior rii solurilori mai ales din activitatea de utilizareefectiv a amelioratorilor de sol rezultai prin compostarea diferitelor deeuri organice.


9/18

9

Virusurile, bacteriile (inclusiv actinomicetele), mucegaiurile, protozoarelei viermiiintestinali pot contamina sau se pot dezvolta n sub-produsele industriei alimentarei/sau adeeurilor organice n timpul producerii, descompunerii sau compostrii i n timpul depozitriiacestor materiale. Unii dintre agenii biologici menionai mai nainte pot cauza infecii, iar alii,n special mucegaiurilei actinomicetele, pot provoca alergii (inclusiv sub form de boli, cum arfi iritarea membranelor mucoase, rinite, astm, bronita alergica sau febra de inhalaie) fie direct,fie prin produii lor. Dintre acetia, cei mai importani sunt, probabil, bacteriile gram-negative(proteobacteriile)i cele coliforme, actinomicetele termofilei ciupercile microscopice din genul

Aspergillus .Pericolele de ingestiei contact cu pielea pot apare atunci cnd materialele organcie

compostate sunt utilizate ca amelioratori de sol. Aceste pericole sunt posibile att n timpulutilizrii casnice (flori la ghivece, gr dinrit ca hobby ), ct i n cazul utilizrii profesionale.Riscurile de inhalare a agenilor biologici duntori sunt mult mai mari ns n timpul produceriii amestecrii amelioratorilor de sol pe baz de deeuri compostate. Infeciile apar prin ingestiamaterialului contaminat, penetrarea pielii prin r ni deschise, nepturi i cicatrici. Iritareamembranelor / mucoaselor se manifest obinuit prin tuse uscat, iritarea ochilor, nasuluiigtului i poate reprezenta un efect inflamator care implic un r spuns imun sau mediatoritisulari. Poate fi provocat de expunerea prelungit la concentraii sczute de endotoxine sau alicomponeni ai bioaerosolilor.

Bronitele i bolile de plmni cronice obstructive pot aprea, de asemenea, dinexpunerea la endotoxine, probabil la doze mai mari dect cele care provoac iritareamembranelor mucoase, dar probabil, de asemenea, din reacii nespecifice la praf sau la altecomponente ale bioaerosolilor. Rolul sporilor ciupercilor microscopice nu este sigur, dar poateexista o inter-relaie ntre boal i condiiile specifice ale unui anumit subiect uman (subieciatopici, respectiv cu o predispoziie genetic constituional ctre sensibilizare peste limitelenormale n cazul expunerii zilnice la alergeni aeropurtai, inclusiv polenuri, spori ciuperci,insecte, c pue i produii lor, pr i din blnuri animalei alte materiale de origine proteic).Rinitele alergicei astmul sunt boli inflamatoriii obstructive ale cilor aeriene largii aletractului respirator superior la astfel de subieci atopici. Simptomele evolueaz rapid la expunerei sunt intermediate de anticorpi specifici IgE.

Alveolita alergica extrinseca este o reacie inflamatorie granulomatoas dependent delimfocitul T, predominant n esutul periferic al plmnilor, care nu depinde n prea mare msurade predispoziiile constituionale. Simptomele acute ale alveolitei alergice evolueaz la cteva oredup expunerea la praf iritanti include frisoane, febra, tuse seac, indispoziie i, la expunererepetat, sufocare progresiv i pierdere in greutate. In final poate surveni afectarea ireversibila a plmnilor.

Diagnosticul se bazeaz pe istoricul expunerii la antigenul relevant, pe modificrileclinice, radiologicei funcionale, tipice boliii pe prezenta anticorpilor IgG care precipit (precipitine) n prezenta agentului cauzal, cu afectarea capacitaii pulmonare de difuzie, scdereatensiunii oxigenului arterial, defect de ventilaie restrictiv, creterea limfocitelori infiltraiilorgranulomatoasei cu reproducerea bolii prin provocarea inhalrii cu un antigen relevant.Precipitinele sunt indicatori ai expunerii la antigeni relevanta lor pentru boala trebuiedemonstrata.

Alveolita alergic extrinsec este, n mod tipic, o boal profesional i numele datediferitelor forme ale bolii reflect de obicei mediul n care apar sau sursa aerosolului antigenic.Este cauzat de o gam de bioaerosoli care conin adesea att spori de ciuperci microscopice cti de actinomicete. Plmnul fermierului este un exemplu clasic de alveolit alergic.

Febra de inhalaie sau sindromul prafului organic toxic (ODTS) poate prezenta cteva din

tr sturile alveolitei alergice. Cai aceasta, apare la expunere intens la bioaerosoli, care


10/18

10

provoac simptome asemntoare gripei, cu leucocitoz i febr , dar nu pare s necesitesensibilizare anterioar sau dezvoltare de anticorpi, n timp ce simptomele respiratoriiischimbrile radiografice pot s apra sau nu.

Ciupercile microscopice, bacteriile, micotoxinelei endotoxinele au fost presupuse toateca posibile cauze ale ODTS. Acesta poate fi cauzat de doze mari de endotoxine despre care setie c produc reacii febrile la inhalare. Totui, aero-biologia mediilor n care a aprut acestsindrom nu a fost definit niciodat, iar rolurile diferitelor microorganisme nu au fost stabilitenc.

Endotoxinele pot cauza simptome febrile, cum ar fi febra endotoxicai s-a doveditexistena unei relaii doz r spuns ntre nivelul endotoxinei n aeri deteriorarea funciilor pulmonare la muncitori n diferite medii. Bacteriile gram-negative

Speciile de bacterii gram-negative de origine vegetal prezint pericole respiratorii poteniale, ca surse ale endotoxinelori alergenilor. Cea mai cunoscut este specia Enterobacteragglomerans (sinonim Pantoea agglomerans , Erwinia herbicola ), care apare la o serie de plantei produse vegetale. Specia se caracterizeaz printr-un nucleu galben cromogen, facultativanaerob-fermentativ cu flageli peritrihi, iar pereii celulari conin lipopolizaharide cunoscute caendotoxina care a fost asociat cu o gam de boli profesionale. R spunsurile febrilei respiratoriisunt asociate cu concentraii mai mari de 1000 bacterii gram-negative sau 0,1g endotoxin/m3 aer. Doze mici de endotoxin pot provoca iritarea membranelor mucoase, iar doze mai mari - bronite sau febr de inhalaie (sindromul prafului organic toxic). Endotoxinele la muncitorii dela apele uzate sunt asociate cu simptome similare gripei, cu oboseala, febrai iritarea tactuluirespirator superiori a ochilor.

Alte bacterii gram-negative obinuite n prafurile organicei potenial periculoase pentrumuncitorii expui apar in n cea mai mare parte genurilor Pseudomonas , Klebsiella, Alcaligenes,

Burkholderia i Acinetobacter . Alcaligenes faecalis poate fi obinuit n bioaerosoli din fermele deanimalei n fabricile de producere a nutreurilori provoac tulbur ri respiratorii.

Bacteriile fecale (coliformi fecali)Patogenii fecali (ca de exemplu Salmonella spp) prezeni n amelioratorii de sol provenii

din reciclarea deeurilor urbane sau de la abatoare, constituie un pericol de infecie pentru ceicare manipuleaz aceste materiale. Riscul este probabil cel mai mare n materiale derivate dinnmoluri de la ape uzate compostate. Nmolurile de la apele uzate brute conin o gam larg demicroorganisme, dintre care coliformii totali numr 1,6x104...6,2x105 unitati formatoare decolonii (ufc)/ml, coliformii fecali, 3,4x103...4,9x105 i streptococii fecali, 6,4x102...4,5x104/ml.Raportul ntre coliformii fecalii coliformii totali se nscrie ntre (8,3...47,6)%.Salmonella spp poate aprea n concentraii de pana la 103...106. Procesarea nmolurilor activate de la apelereziduale scade numrul total al bacteriilor coliforme, coliformele fecale, streptococii fecali,Salmonella, Shigella i M. tuberculosis cu (25...99)%, virusul polio cu 90%i virusul coxackieA9 cu 98%. Eficienta tratamentului depinde nu numai de eficienta degradrii ci i de separareacompleta a microorganismelor din nmolurile activate de la apele uzate de la efluentul secundar purificat prin sedimentare. Supravieuirea prelungita a patogenilor n nmolul uscat poate fieliminata prin temperaturi nalte, anterior evacurii. Compostarea duce la temperaturi nalte, deobicei n jur de 55C, care pot pasteuriza efectiv materialele contaminate cu materii fecale.Totui, este esenial ca ntreaga masa sa ating temperatura corespunztoare pe perioada necesaraomorrii tuturor patogenilor intestinalii pentru ca parametrii procesului sa fie atent urmrii.

Riscul pentru sntate al aerosolilor este dificil de determinat deoarece multe dintre bacterii i au originea n mediul nconjur tor. Au fost raportate simptome gastrointestinale,"Sindromul Muncitorilor de la Apele Uzate" la muncitorii expui la numeroase bacterii gram-negative aeropurtatei enterotoxine din Klebsiella , Citrobacter , Enterobacter , E. coli ,


11/18

11

Aeromonas, Proteus i Pseudomonas . Totui, ratele de infectare la persoanele care locuiesc lng instalaiile de tratare a apelor uzatei cei care locuiesc n alta parte nu difer astfel nct risculunor astfel de infecii la persoanele care manipuleaz amelioratori de sol sau substraturi decultur rezultai din compostarea apelor uzate este probabil sa fie foarte mic. Totui, situaia esteceva mai sensibil n cazul utilizrii unor asemenea materiale n gradina personalai productoriide compost destinat utilizrii casnice au datoria sa aib grij de aceti utilizatori neprofesioniti.Salmonella in sol

Principalul habitat alSalmonellei este tractul intestinal al omuluii animalelor.Contaminarea apei, soluluii plantelor cu excremente poate duce la diseminarea lor n mediulnconjur tor natural. Cu excepia speciei S. bareilly , speciile din genulSalmonella nu senmulesc semnificativ n mediu, dar pot supravieui mai multe s ptmni n ap i civa ani nsol, dac sunt favorabile condiiile de temperatur , umiditatei pH.Salmonella a fost detectat n produse comerciale de ameliorare a solurilor derivate din compost pe baz de nmol de la apeleuzate. Distribuia serotipurilor deSalmonella nu sugereaz o corelaie strns ntre existena bacteriilor Salmonella n produsele compostatei apariia infeciilor cu Salmonella ncomunit ile din vecintatea locurilor n care sau aplicat composturi infestate cuSalmonella .

Analizele de risc de expunere datorit composturilor infestate cuSalmonella audemonstrat c probabilitatea de infecie este sczut pentru majoritatea scenariilor luate nconsiderare. Totui, faptul c izolarea deSalmonella este frecvent n composturile provenite dinape uzate, iar predominana n aceste composturi a unui serotip izolat de obicei la copiii infectaia determinat impunerea unor limite de contaminare pentruSalmonella (composturile /amelioratori de sol trebuie s fie lipsite de Samonella ntr-o prob medie de 25 g).Tulpini patogene de Escherichia coli

Estimarea numrului de bacterii coliforme n diferite produse este considerat o metod important de evaluare a contaminrii fecale, a respectivelor produse (dei procedurile trebuierespectate, deoarece izolarea de coliforme pe mediu cu bil de bou poate fi major influenat de prezenta altor microorganisme). Principalul motiv pentru evitarea contaminrii fecale a produselor (n afara de cel al acceptanei) este de fapt prevenirea apariiei de tulpini patogene de E. coli n apele de suprafa utilizate pentru agrement sau piscicultur i n apa potabil. Exist puine date asupra apariiei i supravieuirii tulpinilor patogene de E. coli n sol. WHO permite 10coliforme/100 ml n apai n surse de ap pentru comunit ile mici, dar limita n SUA este de 0coliformi /100 ml. Dei este de presupus c numrul coliformelor fecale n majoritatea probelorde amelioratori de sol provenii din compost de nmol de ape uzate compostat, nu s-au gsit E.coli sau Salmonella spp printre cele 107...109 bacterii termofile tolerante la metalei antibiotice,izolate din probe de material compostat bruti tratat, de la un compostor urban de marecapacitate. Totui, E. coli poate fi detectat n absenta oricrei contaminri fecale umane, mai alesin tarile tropicale. E. coli , foarte asemntoare din punct de vedere fenotipic cu izolatele defecale, au fost izolate din epifite, la 15 m deasupra nivelului solului, n pdurea tropicala. Este posibil ca asemenea contaminare sa provin de la pasri sau alte animale arboricole, dar este posibil i supravietuirea / multiplicarea bacteriilor n mediu tropical. Legionella

Boala legionarilor sau legioneloza este o form atipic de pneumonie care nu se transmitede la om la om, ci este de obicei asociat cu inhalarea de aerosoli de ap care conin bacterii

Legionella viabile. In Australia au fost raportate o serie de focare de legioneloz asociate cumanipularea amelioratorilor de sol. Acestea ar fi putut aprea din aerosoli formai n timpulirigrii intense, dar exist dovezi certe c bacteriile au fost prezente n amestecul folosit pentruameliorarea soluluii ar fi putut persista aici timp de cteva luni. Bacteriile din genul Legionella sunt larg r spndite n surse naturale de ap, inclusiv lacuri, ruri, prurii iazurii pot fi de

asemenea gsite n solurii n resturile vegetatele n curs de descompunere. Intensificarea irig ri


12/18

12

datorit schimb rilor climatice va duce la creterea riscului de infectare cu Legionella din sol /amelioratori de sol organici.

Actinomicete termofileActinomicetele sunt bacterii gram-pozitive filamentoase cu multe din caracteristicile

morfologice ale fungilor dar cu structurai fiziologie de bacterii. Multe specii au spori in jur de 1m in diametru care pot deveni cu uurina aeropurtai. Astfel, ei sunt favorizai pentru penetrareaadnca in plmni, prin inhalare.

Unele actinomicete, de exemplu Nocardia asteroides , pot provoca infecii dar patogenitatea tulpinilor care cresc saprofitic n sol sau n resturile vegetale nu a fost niciodat stabilita. Alte specii sunt importante deoarece au fost implicate in alveolita alergica, o boala profesional de plmni larg recunoscut, mai ales la fermierii lucr tori la ciupercrii, expuiunui numr mare de spori din miceliii composturi. Speciile implicate includSaccharopolysporarectivirgula (Sinonime: Faenia rectivirgula, Micropolyspora faent), Thermoactinomycesvulgaris , T. thalpophilus , Saccharomonospora viridis i Thermomonospora spp.

Aspergillus fumigatus Aspergillus fumigatus este un mucegai filamentos care produce un miceliu filamentos,

care se ramifica in substratul de culturai genereaz numeroase structuri productoare de spori(aproape sferice), n majoritate de 2,5...3,0m in diametru. Mucegaiul crete pe o plaj foartelarga de temperatur , de la 15....55Ci pe majoritatea acestei plaje se poate dezvolta rapid pesubstraturi corespunztoare. In mediul nconjur tor natural este omniprezent, coloniznd litiera(resturile vegetale de la suprafaa solului),i este adesea obinuit in materiaIe compostate care s-au nclzit.

Dimensiunile mici ale sporilor (2,5...3,0m in diametru) le permite acestora s ptrund adnc n plmni, unde sunt cauza unei game de simptome respiratorii la omi animale, a crornatura depinde de reactivitatea imunologic a subiectului. La expunerea la A. fumigatus, subieciiatopici (sensibili) pot dezvolta astmi aspergilloze bronhopulmonare alergice, ultimele cumucegaiul crescnd n cile aeriene. Subiecii non-atopici necesit expunere intens indelungat la spori nainte de a deveni sensibilii a dezvolta simptomele alveolitei alergiceextrinsecii aspergilloame (ghem de mucegai). In aspergilloame mucegaiul se dezvolt in cavit iale plmnului, n special in caverne tuberculoase vechi. Subiecii al cror r spuns imun estempiedicat de medicamente sau radioterapie sau printr-o boala imunodepresiv cronic, (ca deexemplu SIDA sau unele forme de tuberculoz) pot dezvolta aspergilloze invazive, in caremucegaiul crete activ inesutul pulmonari se poate mpr tia in final la alte organe.Sporothrix schenckii n turbai sol

Prezena microorganismului Sporothrix schenckii , cauza sporotrichozei, a fost raportat de mai multe ori n SUAi Canada. S-a izolatS. schenckii n doua din 12 (17%) firme productoare de amelioratori pentru refacerea terenurilor degradate pe baz de turb roie (testulfiind f cut iniial pentru determinarea incidenei speciilor de Aspergillus ). Probabilitatea prezenei lui Sporothrix schenckii n muchi Sphagnum este ridicat, existnd numeroasesemnalri ale unei incidene ridicate a acestui microorganism patogen pentru om pe muchiulSphanum (care st la originea turbei roii).

8.5. M suri de limitare a riscurilor biologice directe

Toate materialele organice folosite dup compostare ca amelioratori de sol sunt potenialcu risc, dar cel mai mare pericol vine fara ndoiala din materiale compostate provenite dindeeurile urbane sau de la abatoare, care pot conine virusurii bacterii patogene sau, daca aintervenit o etap de nclzire, actinomicete termofile din abunden i Aspergillus fumigatus .


13/18

13

Este puin evidenta creterea A. fumigatus n turb, dar mucegaiurile alergene pot apare n produse provenite din lemn.

De asemenea se consider c riscul (probabilitatea apariiei pericolului) este semnificativmai mare n timpul produciei amelioratorilor de sol dect in timpul utilizrii finale. Pentru caacest risc biologic s fie redus produsul trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii:- sa fie lipsit deSalmonella (absenta n 25 g produs);- sa fie lipsite de enterobacterii, < 1000 ufc/g (numrarea bacteriilor aerobe);- sa prezinte un nivel redus de bacterii sporogenei potenial formatoare de toxine.

In plus, sunt recomandate o serie de msuri necesare n timpul depozitrii pentru a prevenireinfectarea (de ex. sigilarea containerelor).

Pentru a se preveni riscurile biologice n timpul manipulrii deeurilor organice (i nspecial a celor urbanei a celor provenind de la abatoare) sunt prezvute norme de tehnicamuncii specifice.

Pentru ca s se reduc pericolele / riscurile biologice la utilizarea amelioratorilor de solsunt prevzute limite stricte privind prezena agenilor biologici duntori. Aceste limite suntadoptate prin Hotrrea de Guvern nr. 176/2004 privind stabilirea criteriilor de acordare aetichetei ecologice pentru grupul de produse amelioratori de soli substraturi de cultur (M. Of.nr. 169 / 26 feb. 2004), care transpune n totalitate Decizia Consiliului nr. 688/2001/EECreferitoare la stabilirea criteriilor de acordare a etichetei ecologice comunitare amelioratorilor pentru soli substraturilor de cultur (Jurnalul Oficial L 242 din 12.09.2001).

Indicaii nrudite pot fi gsite in:Directiva 79/869/EEC (ape de suprafaa pentru evacuarea apei potabile), care cere

determinarea:- coliformelor totale; coliformelor fecale; streptococilor fecali;Salmonella.

Directiva 80/778/EEC (calitatea apei pentru consum uman) care stabilete parametrimicrobieni.

Directiva 90/667/EEC (norme veterinare pentru resturile animale exceptnd excreiile)care stabilete regulile de evitare a pericolelor biologice n procesarea/eliminarea deeuriloranimale.

Codurile de Practica ale Asociaiilor Profesionale prescriu de asemenea absena bacteriilor din genulSalmonella n 25 g produs, E. coli n 5 determinri nici una cu > 1000 ufc/g,cel puin 3 cu < 100 ufc/g.

8.6. Plantele modificate genetic i impactul lor asupra solului

Plantele modificate genetic au fost aduse n Romnia de ctre firma american Monsanto.ncercnd s sparg embargoul european, americanii au venit n Romnia cu intenia declarat dea organiza cel mai performant sistem de multiplicare a seminelor din Europa. Acest obiectiv este pe cale de a fi ratat, din cauza lipsei de decizie a autoritilor romne, care, pentru a nu intra nconflict cu UE, au acceptat n mod tacit embargoul impus plantelor modificate genetic. Fapt estec, din cele trei culturi testate n Romnia, n perioada 1998- 2000, s-a optat n final doar pentru osingur plant, respectiv soia. Ea a fost extins de la cteva zeci de hectare la nceputul anului1998 la 58.100 hectare n 2004, Romnia fiind la aceast dat singuraar european care cultiv soia transgenic la nivel industrial.

In anul 2004, plantele modificate genetic au fost cultivate pe 81 milioane ha, n 17ri de pe 6 continente. Pe parcursul celor 9 ani de la introducerea n cultur a plantelor transgenice,suprafaa a crescut de 47 de ori - de la 1,7 milioane ha n anul 1996, la 81 milioane ha n anul2005. Este vorba de un ritm de cretere nemaintlnit n domeniul tehnologiilor agricole. In anul

2004,ase ri au cultivat 98% din suprafaa mondial de plante modificate genetic. Pe primul loc


14/18

14

se situeaz SUA, cu 47,6 milioane ha (59% din total), urmate de Argentina - 16,2 milioane ha,Canada - 5,4 milioane ha, Brazilia - 5 milioane ha, China - 3,7 milioane hai Paraguay - 1,2milioane ha. Restul de 1,9 milioane hectare din suprafa a fost cultivat de unsprezeceri:India, Africa de Sud, Uruguay, Australia, Romnia, Mexic, Spania, Filipine, Honduras,Columbia, Germania.

Spania, ar membr a Uniunii Europene, cultiv nc din anul 1998 porumb modificatgenetic (rezistent la atacul de sfredelitorul porumbuluiOstrinia nubilalis ) pe suprafeesemnificative (60 mii ha n anul 2004). Este de precizat c mai mult de jumtate din populaialumii tr iete n ri n care este aprobat oficial cultivarea plantelor modificate genetic.Principalele specii de plante modificate genetic cultivate pe plan mondial n anul 2004 au fost:soia - 48,4 milioane ha (60% din suprafaa total cultivat cu plante transgenice), urmat de porumb - 19,3 milioane ha (23%), bumbac - 9 milioane ha (11%), rapi canola - 4,3 milioane ha(6%). Alte specii de plante (cartof, dovlecel, papaya) se cultiv pe suprafee foarte mici. Soiamodificat genetic a reprezentat 56% din cele 86 milioane ha cultivate pe plan mondial cu aceast plant. Bumbacul transgenic a ocupat 28% (din totalul de 32 milioane ha), rapia (canola)modificat genetic a reprezentat 19% (din 23 milioane ha), iar porumbul modificat genetic aocupat 14% (din totalul de 140 milioane ha).

Pe plan mondial SUA sunt promotoarele plantelor modificate genetic, iarrile UE sunt principalul opozant (fiind r mase n urm n domeniul producerii de plante modificate genetic,avnd o clas de fermieri extrem de conservatorii cu consumatori sofisticai ca sunt extrem dereticeni la consumul de plante modificate genetic).

Singurul impact (potenial) negativ al cultivrii plantelor modificate genetic asupra soluluieste rizodepunerea de proteine modificate genetic. Proteinele eliminate de plante n sol sunt protejate fa de biodegradare, att fizic (prin legare la coloizii minerali sau organici din sol) cti biochimic (prin policondensarea n complexele humice). Acest proces de protejare acompuilor organici este ilustrati n fig. 1. Datorit acestui proces de protejare a proteinelorrizodepuse de plantele modificate genetic, proteina cristalului endoproteic de Bacilllusthuringiensis (toxic pentru insecte) persist n soli ar putea determina modificri ale evoluieimeso-i macro-faunei din sol. Studiile sunt ns numai la nceput, iar extinderea mare a plantelormodificate genetic face ca deja impactul (dac exist) s nu fie foarte semnificativ pentruechilibrele biologice din sol.

8.7. Dezechilibrele microbiocenozelor din sol si producerea de toxine microbiene

In urma producerii a unor dezechilibre microbiologice n sol (i) ca urmare a impactuluiantropic se produc o serie de metabolii toxici microbieni foarte periculoi.

Un prim exemplu de astfel de metabolii toxici microbieni sunt aflatoxinele. Aflatoxinele( A. flavus toxin) sunt metabolii secundari toxici, puternic cancerigeni, produi de cteva speciicare apar in grupului Aspergillus section flavi ( A. flavus, A. parasiticus, A. nomius, A. bombycis i A. pseudotamarii ). In 1960, aflatoxinele au explodat literalmente, atunci cnd peste 100.000 de pui de curc au murit dup ce consumaser rot de arahide braziliene contaminat cu aflatoxine.Timp de muli ani s-a crezut c aflatoxinele sunt produse doar n condiii de depozitarenecorespunztoare. Studii efectuate n Carolina de Sud la nceputul anilor 70, au demonstrat ns clar c aflatoxinele din porumb se produc n timpul vegetaiei porumbului. In ultimile trei deceniis-a stabilit clar c nivelele de aflatoxine din porumb sunt cele mai ridicate n verile caldeisecetoase. Temperatura ridicat favorizeaz dezvoltarea aspergiliilor toxigene n timpulnfloritului/polenizrii/formrii bobului, iar seceta (stresul hidric) induce biosinteza aflatoxinelorn fungii infectani.


15/18

15

Este de menionat c aceste ciuperci nu prezint ciclu sexuati c deci populaiile dintr-oanumit regiune sunt de fapt clone ale aceleiai tulpini iniial colonizatoare.

Poluarea cu zinc favorizeaz formarea aflatoxinelor, datorit faptului c Zn este uncofactor esenial pentru biosinteza aflatoxinelor. Poluarea cu fluor de asemenea favorizeaz contaminarea porumbului cu aflatoxine, dar n acest caz sunt afectate n principal mecanismele deaprare din plante.

Impactul cel mai mare l au ns schimbrile climatice asupra contaminrii porumbului cuaflatoxine. Aa cum s-a ar tat deja temperaturile ridicate favorizeaz dezvoltarea aspergiliilortoxigene n timpul nfloritului/polenizrii/formrii bobului, iar seceta (stresul hidric) induce biosinteza aflatoxinelor n fungii infectani n bobul de porumb n curs de formare.

Acest efect secundar al modificrilor climatice (mediat de sol, pentru c aspergiliiletoxigene sunt ciuperci microscopice de sol!) este relevant pentru complexitateai inter-relaiilemultiple din biosfer .

Aspectele socio-politice accentueaz aceast problem a aflatoxinelor. Nivelul de aciune pentru aflatoxine (nivelul maxim admis) n porumb a fosti continu s fie principala problem n comer ul mondial. In SUA, Administraia Alimentuluii Medicamentului (FDA) a stabilit unnivel de aciune de 20 ppb (20 g/kg) pentru aflatoxinele din porumb n comer ul ntre stateleamericane. Acesta este nivelul la care ageniile federale pot lua msuri, inclusiv confiscarea porumbului sau interzicerea vnzrii sale. In Europa, nivelul maxim a fost stabilit la 2 g/kg = 2 ppb pentru aflatoxina B1 i 4 g/kg = 4 ppb pentru aflatoxinele totale (B1, B2, G1, G2) prinRegulamentul Comisiei Europene (CE) Nr. 466/2001 din 8 martie 2001; acest regulament a fostintrodus n Romnia printr-un Ordin comun a Ministerului Snt ii i Familieii a MinisteruluiAgriculturii, Alimentaiei i Pdurilor (MSF 84/2002 MAAP 91/2002).

Raiunile unor asemenea diferene ntre nivelele maxime de aflatoxine din alimente ntreSUA i UE sunt evident comerciale (invocndu-se principiul precauiei). Contaminarea porumbului cu aflatoxine este o problem cronic n Sudul SUA, serioase epidemii avnd locdin timp n timp n Centura porumbului din Midwest (situat mai nspre Nord,i cu un climatasemntor Cmpiei Romne). Deci totalitatea recoltei de porumb din SUA este potenialcontaminabil cu aflatoxine! In Europa, riscul (contaminrii porumbului cu aflatoxine n timpulvegetaiei) este mult mai sczut. Condiiile climatice diferite (temperat oceanic n Europa deVest, subtropical uscat n sudul SUA, temperat continental n jumtatea vestic a SUA) suntresponsabile de asemenea diferene n riscul de contaminare cu aflatoxine. In Europa,temperatura este mai sczut n timpul nfloritului (mtsarii) porumbului, iar seceta este oexcepie (climatul oceanic este caracterizat prin precipitaii mari din acest motiv, Irlanda este oinsul verde). In sudul SUA, temperatura este ridicat n timpul nfloritului porumbului, iarclimatul este arid, oferind cele mai bune condiii pentru contaminarea cu aflatoxine a porumbuluin timpul vegetaiei. In Centura porumbului din Midwest exist ani cnd o serie de condiiiclimatice (temperatura ridicat i seceta) favorizeaz serioase episoade de contaminare a porumbului cu aflatoxine.

Pentru o mai bun nelegere a acestor importante diferene ntre nivelul maxim deaflatoxine din SUAi din UE, trebuie menionat aici c adoptarea unui standard uniform pentruaflatoxine bazat pe un ghid internaional recunoscut (Codex Alimentarius) (practic identic custandardul SUA) ar amplifica comer ul internaional cu cereale (inclusiv porumb)i arahide cu peste 6 miliarde $ (peste 50%), comparativ cu standardele divergente. Potenialul export de porumb al SUA ctre UE care este limitat de nivelul de aflatoxine se ridic la 400 milioane $!

A treia Conferin Internaional referitoare la Micotoxine a joint -ulu FAO/OMS/UNEP(MYC-CONF/99/8a, martie 1999) a recomandat nc o dat un nivel standardizat al aflatoxinelorde 20 ppb n zonele cu risc sczut (care reprezint zonele n care incidena virusurilor hepatice Bi non-A non-B este redus, deoarece aflatoxina B1 sinergizeaz oncogenitatea acestor virusuri


16/18

16

prin mutaia codonului care codific pentru p53 , unul dintre principalii gardieni ai normalit iicelulare, care protejeaz celula hepatic de cancer/ciroz induse de aceste virusuri hepatice)i de10 ppb n zonele cu risc ridicat (zonele n care incidena virusurilor hepatice Bi non-A non-Beste ridicat). Sub aceast presiune internaional, UE a eliberat o alt reglementare(Regulamentul Comisiei Europene (CE) Nr. 2174/2003 din 12 decembrie 2003 care amendeaz Regulamentul (CE) Nr. 466/2001 cu privire la aflatoxine) care crete nivelul maxim din porumbul brut la 5 ppb pentru aflatoxina B1 i 10 ppb pentru aflatoxinele totale. Dar, aceast ultim reglementare EC a fost pus n aplicare n Romnia doar n decembrie 2004 (NormaSanitar-Veterinar din 23 decembrie 2004 cu privire la unii contaminani alimentari). Timp de peste un an, Romnia a fostara n care standardele referitoare la contaminarea cu aflatoxine a porumbului brut au fost cele mai restrictive (2 ppb pentru aflatoxina B1) din ntreaga lume!Pentru ilustrarea unui tablou complet, ar trebui adugat aici faptul c riscul contaminrii porumbului n timpul vegetaiei cu aflatoxine n Romnia, n special n zonele de sudi est (ncare sunt foarte probabile temperaturi ridicatei secet n timpul nfloritului la porumb) estefoarte semnificativ.

Aceast diferen ntre abordrile referitoare la nivelul maxim de aflatoxine nu constituiesingurul punct slab al sistemelor de reglementare. Costurile acestor sisteme sunt foarte ridicate. Numeroase rapoarte care se concentreaz pe diferiteri/regiuni, produse, micotoxinei categoriide costuri (spre exemplu costuri ale reglementrilor, testrilor, pierderilor de producie, pierderilor comerciale) ofer unele indicaii asupra acestor pierderi. Spre exemplu, Consiliul pentrutiine Agricolei Tehnologie (2003) a estimat c pierderile de recolt (la porumb, gruiarahide) datorate contaminrii cu aflatotoxine n SUA s-au ridicat la 932 milioane de $ anual, nafara pierderilor atingnd 466 milioane de $ anual care reprezint costurile aciunilor dereglementare, testarei alte msuri de control al calit ii. Pierderile ridicate, combinate cu naturaadministrativ a sistemelor de reglementare, favorizeaz determinarea oamenilor de a gsi ci dea ocoli regulile. In data de 23 februarie 1989, Wall Street Journal ddea otire de 4 pagini f r precedent ntr-un editorial de prim pagin. Titlul de pe prima pagin suna: R spndirea uneiotr vi: ciuperca microscopic n recolta de porumb, un puternic agent cancerigen care neinvadeaz produsele alimentare; forurile de reglementare nu reuesc s opreasc vnzrile ultimeirecolte ncrcate cu aflatoxine. In scopul de a ndeplini cerinele FDA, intermediarii auamestecat porumbul depozitat din anul precedent cu recolta improprie (dar diluarea porumbuluicontaminat cu aflatoxine nu reduce riscul pentru sntate al aflatoxinelor n lanul alimentar).

Afirmaia ca porumbul este cea mai importanta cultura agricol din Romnia necesitacteva argumente adiionale, iar aici vor fi aduse o serie de date statistice suplimentare. In cadrulCap. 7 - Agricultura, Romnia a negociat cu UE o suprafa de 2.894.500 ha cu porumb, care va primi subsidii directe dup 2007 (2008 n cel mai r u caz). Producia de referin pentru 2007 estede 9,968,508 tone. In 2003 producia total de porumb n UE a fost n jur de 39 milioane de tonesi probabil ca se va stabiliza n viitorul apropiat la 52 de milioane de tone n Europa celor 27.Aceasta nseamn c Romnia este un productor major de porumb n Europa, cu aproape 30%din suprafaa care primete subsidii - dar numai cu mai puin de 20% din producia de porumbcare primete subsidii.

S-a ar tat deja c riscul contaminrii cu porumb a aflatoxinelor n timpul vegetaiei estemare i datorit condiiilor climatice favorabile, inclusiv a faptului c schimbrile climatice(temperaturi ridicate n timpul nfloririi porumbului) favorizeaz dezvoltarea n sol a ciuperciloraflatoxigene. De asemenea a fost prezentat faptul c factorii de decizie din Uniunea Europeana(politicieni si funcionarii europeni) au deja o mare capitate de a masca interesele comerciale (de protejare a fermierilor dinrile lor de origine) sub problemele de sntate public. Pentru o mai bun nelegere a situaiei ar mai trebui adugat aici: (i) producia de referina per ha negociat cu

UE de Romnia este de 3.5 tone; (ii) punctul de inflexiune profit-pierdere (punctul n care


17/18

17

cheltuielile sunt egale cu veniturile) pentru cultura de porumb n Romnia este de 5 tone/ha(considernd nivelul actual al rentei agricolei al impozitului pe terenurile agricole). Este evidentc producia medie negociat de Romnia cu EU este mai mic dect potenialul de producie.Aceste date sugereaz faptul c un scenariu n care UE va invoca contaminarea cu aflatoxine a porumbului din Romnia pentru a opri subvenia agricol sau pentru a interzice importurile de porumb din Romnia (n scopul protejrii pieei porumbul de supraproducie) este foarte posibil(Aici ar trebui reamintit faptul c principala disput n UE a fost, estei va fi contribuiafinanciar iar cheltuielile pentru Politica Agricol Comun, respectiv subveniile pe culturi suntcele mai mari din UE, atingnd aproape 50% din buget). O situaie de contaminare masiva a porumbului cu aflatoxine (asemntoare cu cea care a fost n cursul anilor `80 ai secolului trecut,cnd o serie de cresctorii de pui si de porci din suduli estul Romniei au nregistrat pierderisemnificative datorit contaminrii cu aflatoxine) poate genera pierderi masive agriculturiiRomniei. (O problem de sntate public, ESB/BSE encefalopatia spongiform bovin, adistrus activitatea de cretere a vitelor n Regatul Unit al Marii Britanii!). Acest proiect ofer posibilitatea pentru Romnia de a realiza un sistem care ar permite un management eficient alriscului de contaminare a porumbului cu aflatoxine n timpul vegetaiei. Alte situaii punctualesunt relevante pentru aceast problem a aflatoxinelor, care va fi cert influenat n viitor deefectele schimbrilor climatice asupra microflorei din soli a prolifer rii ciupercilormicroscopice aflatoxigene (xerofile = optim de dezvoltare la valori mici ale umidit ii soluluiimezofile = optim de dezvoltare la temperaturi medii, de 40.. 45 C). Romnia este una dinregiunile lumii cu o incidena mare a virusurilor hepatice oncogene (virusul hepatic B, virusurilehepatice non-A non-B). Acest fapt a fost deja prezentat pe larg n media din Romnia n mai2005). Aa cum s-a ar tat deja aflatoxinele sinergizeaz oncogenitatea virusurilor hepatice iaracest aspect este un alt argument serios referitor la relevana problemelor contaminrii porumbului cu aflatoxine (inclusiv ca risc biologic mediat, rezultat din impactul antropic asuprasolurilor.

Exemplele prezentate mai sus ilustreaz riscurile multiple inclusivi mai ales biologicecare rezult mediat (datorit conexiunilor multiple) din diferitele impacturi antropice asuprasolului (i mai ales datorit schimbrilor de clim induse de efectul de ser generat artificial de poluarea produs de dezvoltarea societ ii umane).

8.8. Poluarea apelor cu nutrien i din sol i producerea de cianotoxine

Tehnologiile agricole nu sunt adaptate pentru limitarea polurii apelor de suprafa cufosfai. Mai mult, tehnologiile agricole urmresc creterea cantit ii de fosfor solubil n sol. Incontextul schimbrilor climatice solul va pierde prin splare n apele de suprafa cantit isemnificative de fosfor. Aceste cantiti suplimentare de fosfor vor favoriza dezvoltareacianobacteriilor, microorganisme fotosintetizante puin competitive n ap n condiii normale(pentru c au o fotosintez primitiv, puin productiv), dar care au un avantaj competitiv n cazulunui exces de fosfor (pentru c sunt singurele microrganisme fotosintetizante care au capacitateade a fixa azotul molecular, asigurndu-i astfel necesarul de macro-elemente).

Cianobacteriile sunt o component a comunit i fitoplanctonului (productori primariliber-plutitori) i a organismelor care tr iesc pe suprafaa sedimentelor din majoritatearezervoarelor acvatice. O combinaie corect a condiiilor de mediu, n special a concentraiilorridicate de nutrieni, poate determina creterea lor excesiv (nflorirea ) care duce la colorarea nalbastru, brun sau verde a apei datorat densit ii mari a populaiei de celule suspendatei laformarea de mzg la suprafaa apei. Aceste acumulri de celule pot conduce la concentraiiridicate de toxine.


18/18

18

Producerea de cianotoxine de ctre cianobacterii pare s aib o r spndire larg, darneregulat de-a lungul celor cinci grupe de clasificare a cianobacteriilor bazate pe tulpini axenice.Spre exemplu, microcistinele ciclice hepatotoxice sunt produse de membri ai genurilor

Microcystis, Anabaena, Planktothrix, Hapalosiphon, Anabaenopsis , i Nostoc. Spre deosebire deacestea, producerea nodularinelor pentapeptidice ciclice pare s fie limitat numai la genul

Nodularia dintre cele cinci genuri de cianobacterii cu crestere independenta, cu indicaii despre producerea nodularinei de ctre simbionii cianobacterieni dintr-un burete marin. Investigaiilefilogenetice au indicat o existen timpurie i larg r spndit a genelor implicate n sinteza peptidelor nonribozomale, inclusiv n sinteza microcistinei. Se pare c n cianobacteriilerespective are loc o distribuie sporadic a sintezei microcistinei datorit pierderilor repetate degene care codific biosinteza microcistinei n liniile ulterior derivate ale acestor organisme. Acestmodel pare s fi aprut datorit unei dezvoltri timpurii a producerii de microcistin, urmat de pierderi repetate de gene n evoluia cianobacteriilor. Consecinele toxinelor cianobacterieneasupra snt ii umane, a industriilor care se bazeaz pe ap, a activitilor recreativei asupravieii slbatice ngrijoreaz din ce n ce mai mult, deoarece eutrofizareai cretereatemperaturilor globale declaneaz creteri ale r spndirii geografice, densit ilor populaiilor iduratei nfloririlor cianobacteriene n apele dulci, salmastrei marine. Otr virile umane caurmare anfloririi cianobacteriene pot fi serioase; n Australia, 150 de persoane care au but ap contaminat cu cianotoxine au fost spitalizatei > 50 de pacieni dializai dintr-o clinic brazilian, care fuseser expui la microcistine, au murit. Deoarece cianotoxinele au fost gsite napa potabil, Organizaia Mondial a Snt ii a propus o valoare limit de 1,0 g/l pentrumicrocistin LR n cazul acestei ape. In Europa, aceste biotoxine nu au fost nc reglementate nmod clar. Directiva Cadru European referitoare la ape (2000/60/EC) caracterizeaz cianotoxinele ca peprioritate major n ceea ce privete poluanii apei i include dezvoltareaexcesiv a cianobacteriilor (n general categoria microalgelor) ca o degradare major a sistemuluiacvatic.

Efectul nfloririi (eutrofizrii) cianobacteriene periculoase pentru sntate pare a fi maiimportant dect producerea de cianotoxine cu toxicitate acut. S-a constatat c - N -methylamino-L-alanina (BMAA), un aminoacid neproteic este produs de toate cianobacteriile (Coxi colab.,2005; Diverse specii de cianobacterii produc aminoacidul neurotoxic BMAA, PNAS, 102 (14),5047-5078). Descoperire iniial a BMAA, f cut n seminele de palmier-cicada, a sugerat c substana este o cauz posibil a complexului demenei parkinsoniene/ sclerozei laterale in plci(ALS/PDC) care are o rat a incidenei ridicat la populaia Chamorro din teritoriile Guam,comparativ cu ratele de inciden ale ALS din alte locuri. Cu toate c BMAA, ca o presupus cauz a ALS/PDC, a fost iniial pus n discuie, aceast ipotez a retras atenia atunci cnd s-adescoperit c BMAA este bioamplificat n ecosistemul din Guam. Substana a fost gsit i nesuturile cerebrale ale oamenilor Chamorro care au murit de ALS/PDC, dar nu la pacienii caremuriser din alte cauze dect neurodegenerescena. De asemenea, BMAA a fost recent descoperiti n esuturile cerebrale a nou pacieni canadieni bolnavi de Alzheimer, dar nu a fost detectat nesuturile cerebrale ale altor paisprezece pacieni canadieni care muriser din cauze nelegate deneurodegenerescena. Aceste noi descoperiri accentueaz i mai mult riscul ridicat al nfloririlorcianobacteriene, deoarece acest aminoacid neurotoxic prezint o puternic bioamplificare (acumulare crescnd de molecule bioactive, la concentraii adesea primejdioase n nivele troficesuperioare ale lanului alimentar).

CURS 8 9 ECOtoxicologie

Documents

Transcript of CURS 8 9 ECOtoxicologie