Начало >> Статьи >> Архивы >> Медицинская дезинсекция

Биологические средства и методы их применения - Медицинская дезинсекция

Оглавление
Медицинская дезинсекция
Инсектициды
Эффективность применения инсектицидов
Характеристика инсектицидов
Карбаматы и пиретрины
Биологические средства и методы их применения
Специфическая устойчивость членистоногих
Средства и методы защиты людей от нападения кровососущих членистоногих
Методы механической защиты людей от гнуса и клещей
Токсикологические исследования инсектицидных и репеллентных препаратов
Гигиенические исследования инсектицидных препаратов
Меры предосторожности при работе с инсектицидными и репеллентными препаратами
Дезинфекционные камеры
Распиливающие аппараты
Биология, значение членистоногих и борьба с ними
Комары
Виды комаров
Мошки
Мокрецы
Слепни
Москиты
Синантропные мухи
Блохи
Вши
Клопы
Тараканы
Муравьи
Клещи
Учет и методы оценки эффективности дезинсекции

В последние 40 лет химические соединения стали основным средством борьбы с членистоногими. Причиной такого быстрого распространения химического метода явились развитие химической промышленности, универсальность метода, быстрый эффект, а также сравнительная простота использования ядохимикатов. Для применения ядов разработана разнообразная аппаратура; результаты борьбы сравнительно легко поддаются учету. Однако широкомасштабное и не всегда рациональное применение инсектицидов приводит в ряде случаев к загрязнению окружающей среды, гибели полезных организмов и нарушению равновесия в экологических системах. Кроме того, эффективность применения ядохимикатов снижается по мере появления устойчивых к ним. популяций членистоногих.
Использование биологических методов борьбы с членистоногими приобрело важное значение в последние годы и стало предметом интенсивных исследований. Биологические агенты в настоящее время наиболее широко применяются для уничтожения сельскохозяйственных и лесных вредителей.
В 1961 г. Всемирной организацией здравоохранения начато осуществление программы, которая предусматривает использование в медицинской дезинсекции организмов, патогенных для членистоногих (энтомопатогенов). Эффективность биологических средств в целях уничтожения членистоногих, имеющих медицинское значение, изучали многие исследователи. Наибольший успех достигнут в настоящее время по использованию биологических методов в программах борьбы с комарами.
К биологическим агентам относятся специфические возбудители болезней членистоногих — бактерии, вирусы, грибы, простейшие, гельминты, а также хищники-энтомофаги, синтетические аналоги ювенильных гормонов членистоногих, генетические методы борьбы и др.
В практике биологического метода борьбы наиболее перспективно применение энтомопатогенных препаратов на основе бактерий, грибов и вирусов. Эти агенты вызывают эпизоотии среди насекомых и, будучи внесенными в среду обитания членистоногих, могут стать естественными сочленами биоценоза, обусловливая снижение их численности.
В последние годы широкое распространение получают «микробиологические инсектициды», которые изготовляют на основе токсинов, вырабатывающихся энтомопатогенными организмами. Так, широко изучены штаммы спорообразующей бактерии Bacillus thuringiensis. Эта бактерия была выделена Э. Берлинером в 1911 г. в Тюрингии из погибших куколок мучной моли. На основе этой бактерии для борьбы с вредителями лесных и сельскохозяйственных культур промышленность выпускает следующие препараты: дендробациллин, инсектин, токсобактерин, энтобактерин, турингин, битоксибациллин, гомелин и др.
В последние годы найден новый серотип (Н-14) этой бактерии, который является узкоспецифичным патогенным агентом по отношению к личинкам кровососущих комаров и мошек. Действующим началом является комплекс спор и кристаллов, содержащих эндотоксин. Он является ядом кишечного действия, токсические свойства которого проявляются при активном питании насекомых. Попадая в пищеварительный канал личинок кровососущих двукрылых насекомых, препарат вызывает у них токсикоз и последующую гибель. Сроки гибели личинок колеблются от нескольких часов до нескольких дней и зависят от дозы препарата, возраста и физиологического состояния личинок, гидрологических и биоценотических характеристик водоемов.
В СССР на основе В. thuringiensis Н-14 создан препарат бактокулицид. Аналогичный препарат имеется в других странах. Обработка мест выплода комаров из расчета 0,5—2 кг/га (в зависимости от климатической зоны, типа водоемов, видового состава комаров) обеспечивает полную гибель личинок. Остаточное действие препарата в водоемах сохраняется от 2 до 10 сут, наиболее чувствительны к препарату личинки комаров II возраста.
Препарат малотоксичен для теплокровных животных (ЛД50 составляет более 20 г/кг) и не оказывает отрицательного воздействия на полезных гидробионтов. Это обстоятельство делает особенно целесообразным его применение с точки зрения охраны природы.
Перспективными являются также препараты, изготовленные на основе Bacillus sphaericus, В. moritale, В. роpillae, и ряд других, эффективность которых изучается по отношению к различным группам членистоногих. Использование бактериальных препаратов доступно в связи с тем, что бактерии относительно хорошо культивируются на искусственных питательных средах, их можно получать в массовых количествах, споры бактерий способны долго сохранять патогенные свойства. Однако применять их следует так же, как и инсектициды, многократно внося в среду обитания личинок.
Грибковые и вирусные заболевания широко распространены среди насекомых. Для членистоногих энтомопатогеном являются грибы, относящиеся к нескольким родам. Грибы рода Beauveria поражают разные виды насекомых, которые заражаются конидиями через трахейную систему и пищеварительный тракт. Конидии гриба, могут прорастать через кутикулу, они размножаются и заполняют полость тела хозяина. Из спор этого гриба готовят препарат боверин, который успешно используют против вредителей сельскохозяйственных культур. Имеются данные и об эффективности боверина при уничтожении личинок комаров.
Настоящий паразитизм наблюдается у высокопатогенных видов грибов Coelomomyces и Entomophthora. Род Coelomomyces давно привлекает внимание исследователей своей активностью по отношению к личинкам комаров. Заражение личинок спорами происходит через рот, грибы развиваются в гемолимфе насекомых. Заболевания комаров, вызываемые этими грибами, регистрируются во многих странах мира. В СССР обнаружено поражение грибами этого рода личинок комаров родов Aedes и Culex в природных водоемах, причем смертность личинок достигает 90% и более.
Гриб Entomophthora был испытан в 1914 г. в целях борьбы с комнатными мухами. Инфицирование происходит через кутикулу. Споры гриба прорастают в полость тела насекомого, приводя его к гибели. Имеются данные о высокой патогенности грибов этого рода для личинок комаров рода Culex. К энтомопатогенным относятся также грибы родов Metarhizium, Langenidium.
Проводится все больше исследований по культивированию энтомопатогенных грибов и разработке препаратов на их основе.
Вирусы, вызывающие заболевания насекомых, обнаружены у многих видов. Наибольшими потенциальными возможностями для использования их в целях борьбы с членистоногими обладают вирусы ядерного полиэдроза (ВЯП), вирусы гранулеза, оспы, радужный вирус. Использование этих вирусов перспективно и, вероятно, безопасно в связи с их узкой специфичностью. Однако изучение вирусов для целей медицинской дезинсекции находится пока на уровне лабораторных и полевых испытаний. Проводятся исследования по разработке вирусных препаратов с целью использования их на больших площадях.
Паразитические нематоды широко распространены среди насекомых. Наибольшее эпизоотологическое значение имеют представители семейств мерметид и неоаплектан. Личинки нематод либо заглатываются хозяином и проникают в полость его тела через кишечник, либо через покровы тела. При выходе личинок из тела хозяина происходит прободение покровов последнего, что приводит к вытеканию гемолимфы, возникновению вторичной инфекции и гибели хозяина. Нередко нематоды могут переходить во взрослое насекомое. В этом случае хозяин либо погибает, либо становится неспособным к оплодотворению или яйцекладке. Наиболее интересны в качестве агентов биологической борьбы представители отряда Mermis, Romanomermis, Culicivorax и др. Обнаружено значительное число мерметид, паразитирующих на личинках мошек, комаров. Разработаны методы массового культивирования некоторых мерметид и в ряде стран созданы препараты на основе этих биологических агентов для борьбы с комарами и мошками. Препаразитические личинки нематод покидают хозяина и различными путями заражают новых насекомых, передавая им бактериальную инфекцию.
Из простейших наиболее обычными, широко распространенными паразитами насекомых являются микроспоридии. Они паразитируют в тараканах, блохах, клопах, комарах, мошках и др. Паразит развивается внутри тела хозяина за счет его тканей, что приводит к гибели хозяина.
Исследована возможность использования для борьбы с личинками комаров и растительноядными насекомыми, в том числе с саранчой, микроспоридий рода Nosema, Thelohania, Plistophora.
Наиболее широко распространенным биологическим средством в программах здравоохранения являются личинкоядные рыбы, применяемые для борьбы с личинками комаров. Более 70 лет по всему миру широко используется рыба гамбузия (Gambusia affinis). Родина этой рыбы Техас (США). В 1905 г. ее завезли на Гавайские острова, в 1921 г.—в бассейн Средиземного моря, с 1930 г. ее используют в СССР. Однако практическое применение теплолюбивой гамбузии ограничено небольшим ареалом ее обитания. Кроме гамбузии, в целях борьбы с личинками комаров рекомендованы хищные рыбы — ротан, амурский чебак, аплохеилюс, серый голец; растительноядные рыбы — белый амур, толстолобик, которые, очищая водоемы от растительности, предотвращают выплод комаров, а также колюшка, гуппии и некоторые однолетние рыбы. Особенно эффективно применение растительноядных рыб в районах рисосеяния. Однако использование личинкоядных рыб может представлять опасность, так как они способны поедать икру и мальков других рыб.
Среди биологических агентов, которые могут быть применены для борьбы с личинками комаров, имеются некоторые виды сине-зеленых водорослей, семена ряда растений, которые выделяют слизь, привлекающую личинок. Так, например, семена крестоцветных растений, попав в воду, разбухают и выпускают слизь. Личинки, пытаясь ее есть, прилипают и погибают от голода. Такими же свойствами обладают семена пастушьей сумки и др.
Имеется некоторый опыт использования нотонектальных клопов (для уничтожения личинок комаров) и клещей макрохелид (например, для уничтожения личинок мух).
Требуют дальнейших исследований вопросы возможности широкого применения хищников и паразитов для подавления численности вредных членистоногих.
Поскольку к биологическим средствам борьбы относятся живые организмы, способные размножаться в окружающей среде, необходима оценка возможных побочных последствий их использования. Эта опасность носит двоякий характер: возможное инфицирование человека или полезных животных биологическими агентами, кроме того, выделяемые ими вещества могут быть токсичны для человека или являться аллергенами.
С 1973 г. Всемирная организация здравоохранения систематично созывает конференции по обсуждению безопасности применения биологических средств. Важными проблемами являются: очистка биологических препаратов от токсичных для человека примесей, правильность идентификации безопасных агентов от близкородственных патогенных штаммов, разработка рациональных препаративных форм применения, изучение механизма действия агентов, возможность появления устойчивых к биологическим агентам популяций членистоногих и др. Введение биологических средств должно сопровождаться постоянным контролем за степенью их безопасности как для людей, так и для полезных животных.
Использование генетических методов для уничтожения вредных насекомых было впервые предложено в 1940 г. А. С. Серебровским и развито впоследствии рядом исследователей. Их преимущество заключается в том, что борьба ведется избирательно с теми видами, на которые она направлена. В отличие от других генетические методы не обеспечивают непосредственной гибели членистоногих. Основной принцип этих методов — прекращение или максимальное ограничение размножения членистоногих. Их стерильности можно достигнуть, воздействуя на них физическими или химическими агентами или используя различные типы генетических механизмов. Наиболее разработанным является метод выпуска в природную популяцию самцов; стерилизованных химическими веществами, облучением, либо с природно-измененным хромосомным аппаратом.
Химическая стерилизация предусматривает использование веществ (хемостерилянтов), обеспечивающих частичное или полное бесплодие насекомых. В результате воздействия хемостерилянтов у самцов тормозится сперматогеноз, атрофируются семенники, а у самок нарушается нормальный процесс овогенеза, снижается или прекращается откладка яиц. В качестве эффективных хемостерилянтов как у нас в стране, так и за рубежом отобрано значительное количество соединений.
В целях снижения численности синантропных мух хемостерилянты вводят в приманки, которые раскладывают в тару, используют в виде пропитанных приманкой лент, развешивая их в местах наибольшей концентрации насекомых. В результате питания такой приманкой у самок происходит дегенерация фолликулов яичников, снижается плодовитость, из отложенных яиц не вылупляются личинки. В течение 2—3 мес происходит постепенное снижение численности мух, а затем и вымирание популяции. Перспективными хемостерилянтами для мух являются диматиф, ТиоТЭФ и др., для комаров — ТиоТЭФ, бисазир.
Разработаны методы стерилизации имаго комаров и мух цеце путем погружения их куколок в растворы хемостерилянта (ТиоТЭФ). Выпуск стерильных самцов комаров, выплодившихся из обработанных ТиоТЭФ куколок, на небольшом острове вблизи Флориды (ежедневно выпускали по 8—18 тыс. особей) позволил в течение 10 нед снизить на 97% количество яиц, откладываемых самками природных популяций.
Контактирование насекомых с поверхностями, обработанными хемостерилянтами, также приводит к нарушению их репродуктивных функций.
Разрабатываются методы стерилизации синантропных тараканов, блох и других насекомых путем нанесения на них препаратов, введения хемостерилизующих веществ в приманки или среду обитания.
Использование хемостерилянтов требует соблюдения определенных мер предосторожности, так как те стерилянты, которыми мы располагаем, относятся к группе высокотоксичных соединений, обладающих мутагенной активностью. Разрабатываются наиболее рациональные формы и методы их применения, изучаются механизм их действия и скорость химического распада.
В целях стерилизации насекомых могут быть использованы рентгеновские лучи, гамма-излучение кобальта-60 или цезия-139. Доза облучения зависит от вида членистоногих, физиологического состояния особей, пола, фазы развития. Так, например, высокий уровень стерильности самцов рода Anopheles получен при воздействии на них дозой 12 000 Р (1 Ρ=2,58· 10-4 Кл/кг), куколок в возрасте 1 сут — 8000 Р. Облучение приводит к изменениям в хромосомном аппарате насекомых. Выпуск таких стерилизованных насекомых (мух, комаров) в природную популяцию позволяет снизить ее численность.

Известно, что у некоторых видов насекомых при скрещивании особей, географически далеко удаленных друг от друга, рас возникают стерильные гибриды. Стерильность обусловлена цитоплазматической несовместимостью. Этот феномен изучен у разных популяций комаров. Массовый выпуск в природную популяцию несовместимых самцов комаров рода Culex позволил подавить численность популяции за 5—6 поколений в течение 3 мес. Цитоплазматические факторы, обусловливающие стерильность, выявлены у комаров рода Aedes.
Разрабатываются и изучаются другие генетические методы, однако все они основаны на массовом разведении и выпуске насекомых. Обязательным условием для успешного использования генетических методов является изолированность подавляемой природной популяции членистоногих, ограничение до минимума миграции извне особей истребляемого вида. Наиболее эффективно использовать генетические методы в период, когда численность популяции наименьшая или снижена с помощью применения других средств и методов.
Кроме того, успешность выполнения таких работ требует наличия специализированных лабораторий, квалифицированных кадров, знания экологии и динамики численности природных популяций, с которыми ведется борьба.
К биологическим методам относится также исследование регуляторов развития членистоногих.
Процесс размножения, линьки, метаморфоза и диапаузы членистоногих регулируются гормонами, циркулирующими в гемолимфе. Среди гормонов ведущими являются мозговой активационный гормон, вырабатываемый нейросекреторными клетками мозга, линочные гормоны— экдизон и ювенильный гормон.
Любое нарушение уровня гормонов имеет необратимые и в конечном итоге летальные последствия. Внесение гормонов в среду обитания в те критические периоды, когда они должны отсутствовать или титр их снижен, нарушает обычный ход физиологических процессов и приводит к появлению нежизнеспособных форм. Так, например, внесение ювенильного гормона в среду обитания личинок (мух, комаров) последней стадии развития приводит к образованию гигантских личинок, деформированных куколок и нежизнеспособных имаго. Воздействие гормонами на яйца вызывает нарушение эмбриогенеза. Для этого нужны невысокие дозы ювенильного гормона.
В настоящее время синтезировано значительное количество синтетических его аналогов. Наиболее распространенным ювенильным гормоном, используемым для борьбы с членистоногими, является альтозид (метопрен). Это маслянистая жидкость с ароматическим запахом, температурой кипения 100°С, давлением пара 2,37•10-5 мм рт. ст. (25°С). Он относится к малотоксичным соединениям: ЛД-50 для лабораторных животных более 34 г/кг; не обладает раздражающими свойствами, тератогенным и мутагенным эффектами для теплокровных. Альтозид довольно быстро (в течение 2—10 дней) разлагается в объектах окружающей среды. В виде различных препаративных форм (брикеты, песчаные гранулы, эмульгирующийся концентрат) его рекомендуется использовать для борьбы с личинками мух и кровососущих двукрылых насекомых, блохами, рыжими домовыми муравьями. Внесение альтозида в водоемы в дозах 15—25 г/га предотвращает выплод комаров. Обработка субстрата, в котором находятся личинки мух, 0,5—1% эмульсией альтозида предотвращает выплод имаго. Альтозид, введенный в количестве 0,01 % в пищу цыплятам, практически предотвращал выплод мух в птичьем помете.
Одним из эффективных препаратов, относящихся к регуляторам развития насекомых, является димилин (дифтор бензурон). Он представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления 239°С, малотоксичен (ЛД-50 для лабораторных животных — 10 г/кг). Препарат стабилен в слабокислых и слабощелочных средах. Он обладает широким спектром воздействия, используется в виде 25% смачивающегося порошка. Эффективными дозировками для борьбы с личинками комаров являются 10—50 г/га (в зависимости от вида насекомых, характеристики водоемов и т. п.); остаточное действие препарата сохраняется в водоеме в течение 3 нед. Он нарушает процесс образования хитина. При введении димилина в среду обитания кутикула вновь перелинявших личинок становится мягкой, расслаивается, и насекомые погибают. На взрослых насекомых димилин не действует. При изучении влияния димилина на водную фауну была обнаружена высокая чувствительность к нему дафний, личинок поденок, но не отмечено вредного воздействия на рыб.
Обработка 0,2—0,5% суспензией димилина субстрата, в котором находятся личинки синантропных мух, предотвращает выплод имаго, так как образуются деформированные личинки и куколки. Обработка самок рыжих тараканов 0,5% суспензией димилина обеспечивает бесплодие насекомых.

Из приведенных материалов следует, что замена химических методов борьбы биологическими требует доскональных знаний биологии и экологии видов членистоногих, с которыми ведется борьба, а также свойства биологических агентов. Применение последних отличается от традиционной схемы использования инсектицидов. Наиболее целесообразно включать их в интегрированные системы, в которых предусмотрено ограниченное применение инсектицидов.
С целью уничтожения и учёта численности членистоногих издавна применяют вещества и устройства, привлекающие членистоногих. В своем поведении членистоногие, как многие животные, руководствуются органами чувств. Химические вещества они воспринимают с помощью хеморецепторов, а световые и цветовые стимулы — зрительно.
Световые ловушки нашли широкое применение в борьбе с вредителями садов, сельскохозяйственных растений, их используют также при учете численности окрыленных кровососущих насекомых (комары, мокрецы и др.). Для уничтожения комнатных мух в затемненных помещениях предложено использовать ловушки с лампами ультрафиолетового света.
Для уничтожения и учета слепней, мошек и кровососущих мух используют чучелообразную ловушку Скуфьина, которая имитирует по форме, размерам и цвету животное, на котором насекомые питаются (см. гл. 14).
К привлекающим веществам — аттрактантам относятся вещества или их смеси, при воздействии которых у членистоногих возникает направленная реакция движения к этому веществу. Членистоногие, относящиеся к разным группам, в силу особенностей их биологии и экологии реагируют на привлекающие вещества неодинаково.
Большинство аттрактантов привлекает насекомых к источнику питания, местам откладки яиц, особям противоположного пола.
Наиболее сильными и специфическими являются половые привлекающие вещества — половые феромоны. Известно, что самки некоторых видов насекомых могут привлекать самцов с большого расстояния, иногда за несколько километров. Вычислено, например, что минимальное количество такого полового феромона, вызывающее ответную реакцию самца, равно всего 30 молекулам или 10-14 мкг. Выделено, идентифицировано и синтезировано в настоящее время множество природных феромонов, главным образом от сельскохозяйственных вредителей. Среди членистоногих, имеющих медицинское и ветеринарное значение, половые феромоны выделены у самок американского и черного тараканов, некоторых видов клещей, мух, муравьев.
Феромонами называют также химические вещества, которые вызывают определенную реакцию у особей одного вида. Так, муравьи выделяют следовой феромон, позволяющий другим членам колоний находить дорогу к муравейнику, пище; тараканы в местах обитания оставляют запах феромона агрегации, который привлекает в эти места других особей.
Несомненно, использование феромонов является наиболее перспективным и безопасным методом борьбы с членистоногими. Концентрация членистоногих в одном месте позволяет проводить локальные истребительные мероприятия, что менее опасно для человека и окружающей среды. Однако поведение членистоногих сложно и еще недостаточно изучено. Для эффективного применения феромонов в практических условиях необходимы углубленные исследования экологии тех видов насекомых, против которых может быть применен такой способ борьбы. Разработка тактики применения и изучение эффективности феромонов в практических условиях продолжаются. В настоящее время феромоны применяются только в ловушках для насекомых.
Пищевые аттрактанты не столь эффективны и не столь специфичны, как феромоны, но они более доступны и вследствие этого широко применяются. Значительными привлекающими свойствами для синантропных мух обладают ферментирующиеся вещества, гидролизат, бактериальные культуры.
В медицинской дезинсекции используют пищевые инсектицидные приманки для борьбы с мухами, тараканами, рыжими домовыми муравьями. Применение пищевых приманок позволяет сократить расход инсектицида, а также значительно уменьшить загрязнение им окружающей среды.
Для уничтожения синантропных мух пищевые инсектицидные приманки используют как в помещениях, так и на открытом воздухе. В 1914 г. было рекомендовано применение в качестве кишечного инсектицида формалина с добавлением молока, пива, сахара; позднее в таких приманках использовали салициловый натрий, мышьяк, кремнефтористый натрий.

В последние годы для уничтожения окрыленных мух рекомендовано употреблять приманки, содержащие синтетические инсектициды, например, хлорофос.
В качестве аттрактантов используют 10% сахаристых веществ (сахарный смет, мелласа, патока и др.). Высокоэффективны для яйцекладущих самок мух приманки, в которые вводят карбонат аммония (углекислый аммоний). Для уничтожения экзофильных видов синантропных мух на открытом воздухе к 1% водному раствору хлорофоса, помимо сахаристых веществ, добавляют мясные, рыбные отходы.
Используя хлорофос, изготовляют также инсектицидную бумагу. Для пропитки бумаги используют 3—4% водный раствор хлорофоса либо смесь 1—2% раствора хлорофоса с 1,5—2% раствором карбоната аммония.
Наиболее широко за рубежом используют отравленные приманки, содержащие синтетический половой феромон комнатной мухи — мускалюр (трикозен), а также ловушки для тараканов, в которых агрегационный феромон сочетается с убивающим агентом — инсектицидом или клеем.
Для уничтожения тараканов разработаны и рекомендованы жидкие приманки на основе хлорофоса (0,5— 1,5%) с добавлением сахаристых веществ (20%) либо карбоната аммония (1%). Для уничтожения черных тараканов рекомендованы парафинированные приманки, содержащие инсектицид, привлекающие вещества — подсолнечное масло, крошки хлеба.
Изучается возможность использования аттрактивных веществ для яйцекладущих самок комаров. Установлено, что некоторые аминокислоты, пептиды, крезолы, добавленные в воду, привлекают самок комаров и они откладывают яйца преимущественно в водоемы, содержащие эти вещества. Такая локализация яиц в ограниченных местах облегчает их уничтожение.
Различные виды кровососущих членистоногих находят своих хозяев по запаху, который создают выделяющиеся из крови и пота аминокислоты. Последние в низких концентрациях более привлекают их. Известны привлекающие свойства углекислого газа, который часто применяют в ловушках для вылова и учета кровососущих членистоногих (клещи, комары, некоторые виды мух).

Использование аттрактантов в сочетании с синтетическими инсектицидами или другими убивающими агентами является наиболее перспективным и современным направлением медицинской дезинсекции.



 
« Медикаментозные токсидермии   Медицинская тепловизионная диагностика »