Основы биологической безопасности

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-технологическая академия

Л. Б. ДЫХАН

ОСНОВЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Учебное пособие

Ростов-на-Дону – Таганрог

Издательство Южного федерального университета

2018

УДК 614. 8 (075.8)
ББК 51.1(2)2я73

Д91

Выпускется по решению кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности Института управления в экономических, экологических
и социальных системах Южного федерального университета
(протокол № 5 от 18 декабря 2017 г.)

Рецензенты:
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник патологоанатомического отделения Медицинского радиологического научного центра им. 
А. Ф. Цыба, филиала ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский 
центр радиологии» Минздрава России
А. П. Шинкаркина;
доктор медицинских наук, профессор кафедры техносферной безопасности и химии Института нанотехнологий, электроники и приборостроения Южного федерального университета 
Б. И. Марченко.

Д91

Дыхан, Л. Б. 
  Основы биологической безопасности  : [Электронный ресурс] : учебное пособие / Л. Б. Дыхан ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; 
Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2018. –
Текстовое (символьное) электронное издание (4,35 Мб). – 1 электрон. опт. диск 
(CDR). – Системные требования: процессор с тактовой частотой 1,5 ГГц и 
выше, 1 Гб оперативной памяти, Windows 7 SP1, Windows 8, 8.1, Windows 10 
(32- и 64-раз-рядные версии), Acrobat Reader DC, привод DVD-ROM.

ISBN 978-5-9275-3062-5
В учебном пособии «Основы биологической безопасности» рассматриваются концептуальные основы биологической безопасности; основные виды биологических 
опасностей, их источники и меры защиты от них. Рассматриваются такие биолого-социальные опасности, как: эпидемии, эпизоотии и эпифитотии; биологическое оружие; биотерроризм; опасности современных биотехнологий. Методическое обеспечение учебного пособия включает вопросы и задания для самоконтроля по каждому 
разделу, рекомендации для самостоятельной работы, творческие задания. 
Учебное пособие подготовлено в соответствии с ФГОС высшего образования 
третьего поколения для студентов бакалавриата всех направлений подготовки по 
дисциплине «Безопасность жизнедеятельности».

УДК 614. 8 (075.8)
ББК 51.1(2)2я73
ISBN 978-5-9275-3062-5
© Южный федеральный университет, 2018
© Дыхан Л. Б., 2018
© Оформление. Макет. Издательство
Южного федерального университета, 2018

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ ...............................................................................................5

ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................6

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ. СИСТЕМА 
БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ......................................................8

1.1. Биологическая безопасность....................................................................8
1.2. Общая характеристика биологических опасностей ............................13

2. ИНФЕКЦИОННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ...................................................19

2.1. Актуальность проблемы .........................................................................19
2.2. Краткая характеристика таксонов,
имеющих патогенные формы .......................................................................20
2.3. Инфекционный и эпидемический процессы .......................................24
2.4. Характеристика особо опасных инфекций ...........................................29
2.5. Понятие об эпизоотиях и эпифитотиях ................................................36

3. МЕРЫ ЗАЩИТЫ ОТ ИНФЕКЦИОННЫХ
ОПАСНОСТЕЙ ................................................................................................41

3.1. Естественная защита человека от инфекционных
заболеваний ....................................................................................................41
3.2. Санитарно-эпидемиологическая защита от опасных
инфекций ........................................................................................................42

4. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОРУЖИЕ ................................................................50

4.1. История применения биологического оружия ....................................50
4.2. Международное сотрудничество по запрету
биологического оружия .................................................................................53
4.3. Характеристика биологического оружия .............................................55
4.4. Защита населения в очаге биологического поражения .....................59

5. БИОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕРРОРИЗМ ........................................................65

5.1. Общая характеристика биологического терроризма ..........................65
5.2. Способы пресечения биологического терроризма
и защита населения .......................................................................................67

6. БИОТЕХНОЛОГИИ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ ...........................................................................................70

6.1. Традиционные и новые биотехнологии................................................70
6.2. Общее представление о современных биотехнологиях
на основе методов генной инженерии .........................................................72
6.3. Применение ГМО и биобезопасность ...................................................74
6.4. Биологическая безопасность в лабораторных условиях ....................78

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ ...........................................................................................................81

Методические рекомендации по изучению тем
учебного пособия ............................................................................................81

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...............................................................................................85

ЛИТЕРАТУРА ..................................................................................................86

ПРИЛОЖЕНИЯ...............................................................................................91

Приложение 1 .................................................................................................92
Приложение 2 .................................................................................................96

ПРЕДИСЛОВИЕ

В учебном пособии «Основы биологической безопасности» рассматри
ваются понятие и концептуальные основы биологической безопасности, 
составляющие международной и национальной системы биологической 
безопасности. Характеризуются основные виды биологических опасностей, 
их источники, объекты защиты и меры защиты от них. Даны описания основных особо опасных заболеваний. Характеризуются такие биолого-социальные опасности, как: эпидемии, эпизоотии и эпифитотии; биологическое 
оружие; биотерроризм; опасности современных биотехнологий. Приведены 
универсальные меры обеспечения биологической безопасности, а также 
специфика применения защитных мер при реализации разных видов биологических опасностей. 

Материал учебного пособия призван повысить общую компетентность 

студентов высших учебных заведений, не являющихся узкими специалистами в области биологической безопасности, а изучающих учебную дисциплину «Безопасность жизнедеятельности». Актуальность изучения этой 
темы определяется все более широким распространением биотехнологий в 
современном мире и соответственно возрастанием рисков реализации различных биологических опасностей. 

Учебное пособие состоит из шести разделов, каждый из которых включа
ет несколько подразделов. Материал учебного пособия снабжен иллюстрациями и таблицами. Методическое обеспечение учебного пособия включает 
вопросы и задания для самоконтроля по каждому разделу, рекомендации 
для самостоятельной работы, трехуровневые задания для итогового самоконтроля. 

Автор выражает искреннюю признательность исследователям и препо
давателям, труды и иллюстрации которых использованы при написании 
этого учебного пособия.

Дыхан Л. Б.

ВВЕДЕНИЕ

Человечество неразрывно связано со всей живой природой Земли. Оно 

составляет только 1,7 % от всей биомассы планеты и представляет собой 
только один вид из бесчисленного разнообразия видов живого. Как живой 
организм на первых порах своей эволюции человек был непротиворечиво 
вписан в глобальную экосистему. Окружавшие его биологические опасности, включая потенциально патогенные микроорганизмы, были такой же 
естественной частью его жизни, как вулканы, землетрясения, наводнения и 
многое другое.

По мере развития цивилизации мощь человеческого разума привела к 

развитию науки, производства, т.е. к созданию целой новой сферы бытия – 
техносферы, которая стала оказывать заметное влияние на окружающую 
живую природу. Научно-технический прогресс, развитие здравоохранения 
привели к заметному улучшению качества и увеличению продолжительности человеческой жизни. В 70-е гг. ХХ столетия в развитых странах возникла 
иллюзия, что человечество победило инфекционные заболевания, и внимание врачей было смещено на неинфекционные, или так называемые цивилизационные болезни (сердечно-сосудистые заболевания, сахарный диабет 
и т. д.). Однако реалии XXI в. опровергли эти заблуждения. Продолжающаяся глобализация, приводящая к кроссконтинентальным миграциям людей; 
изменение климата; освоение новых территорий; химическое загрязнение 
окружающей среды и широкое использование антибиотиков, подрывающих 
естественный иммунитет, а также ряд других факторов привели к тому, что 
проблема инфекционных заболеваний вновь актуализировалась. 

Кроме того, перед человечеством в настоящее время встал целый ряд 

новых проблем, связанных с инфекционными заболеваниями. С одной стороны, наблюдаются мутации у возбудителей таких известных заболеваний, 
как грипп, туберкулез, малярия и ряд других, что требует изменения подходов к их профилактике и лечению. С другой стороны, в настоящее время 
изучены только несколько процентов обитающих на планете вирусов, и немного больше – бактерий, к тому же процесс мутаций перманентен и потенциал появления новых патогенных форм неисчерпаем. 

Так, только за последние 40 лет открыто и идентифицировано более 30 

новых инфекционных агентов, среди которых ВИЧ, вирусы Марбург и Эбола, коронавирус ближневосточного респираторного синдрома (БВРС-КоВ), 
вирус Бурбон, новый штамм эпидемической холеры и т. д. Среди самых последних инцидентов подобного рода ситуация с заболеваниями у людей, 
вызываемыми SARS-коронавирусом, оспой обезьян и птичьим гриппом 
(H5N1); вспышка ТОРС1, вызванная MERS-коронавирусом в Южной Корее 
в июне 2015 г. и т. д. В результате Совет безопасности ООН был вынужден 
признать, что инфекционные заболевания переросли из проблемы здравоохранения в глобальную политическую проблему [43].

1 ТОРС – тяжелый острый респираторный синдром

ВВЕДЕНИЕ

Еще одну проблему биологической безопасности представляют собой со
временные биотехнологии. С одной стороны, они позволяют решать проблемы в области медицины и фармацевтики, снабжения населения пищевыми продуктами, создания новых видов материалов, очищения окружающей 
среды. С другой стороны, при нарушении принципов биоэтики достижения 
биотехнологий могут использоваться в качестве новых видов биологического оружия, а халатность работников в сфере биотехнологий может привести 
к непреднамеренным тяжелым эпидемиологическим последствиям. 

В этих условиях возрастает актуальность прогнозирования и предотвра
щения опасных событий, связанных с биологическими объектами как источниками опасности, а не только реагирование на них постфактум. Новый 
подход к обеспечению безопасности в целом и биологической безопасности 
в частности возможен только при условии развития соответствующего научного знания и формирования в обществе культуры безопасности, включая 
культуру биологической безопасности. Этим объясняется необходимость изучения всеми студентами вузов вне зависимости от их профессиональной 
направленности проблемы биологической безопасности в рамках учебной 
дисциплины «Безопасность жизнедеятельности».

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ

БЕЗОПАСНОСТИ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ. 

СИСТЕМА БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

1.1. Биологическая безопасность

Согласно ГОСТ Р 22.0.04-95 под биологической безопасностью понима
ется «состояние защищенности людей, сельскохозяйственных животных и 
растений, окружающей природной сре ды от опасностей, вызванных или вызываемых источником биолого-социальной чрезвычайной ситуации» [24]. 
Она обеспечивается комплексом мер: соблюдение правовых норм, выполнение санитарно-гигиенических и санитарно-эпидемиологических правил, 
технологических и организационно-технических требований, а также проведение соответствующего комплекса правовых, санитарно-гигиенических, 
санитарно-эпидемиологических, организационных и технических мероприятий, направленных на предотвращение, ослабление и ликвидацию заражения людей, сельскохозяйственных животных и растений инфекционными болезнями [12, 24].

Согласно точке зрения С. В. Нетесова, необходимо разделять биологи
ческую безопасность как отрасль науки и как инженерную дисциплину. По 
его определению биологическая безопасность как наука объединяет теорию и практику защиты человека от опасных биотических факторов. Биологическая безопасность как инженерная дисциплина изучает систему 
медико-биологических, организационных и инженерно-технических мероприятий и средств, направленных на защиту работающего персонала, населения и окружающей среды от воздействия патогенных биологических 
агентов [6].

Принципы построения и функционирования современной системы био
логической безопасности: 

• рациональность; 
• компетентность; 
• оперативность и гибкость; 
• превентивность; 
• единство (согласованность); 
• открытость.
Задачи по обеспечению биологической безопасности: 
• защита населения и окружающей среды; 
• защита персонала; 
• качество (защита) продукции.
Биологическая безопасность как современная отрасль науки основыва
ется на оценке рисков. Основными составляющими оценки биологических 
рисков являются: 

• специфические характеристики микроорганизмов, используемых в 

экспериментальных исследованиях; 

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

• специфические характеристики экспериментальных подопытных жи
вотных; 

• применяемое оборудование и процедуры; 
• изолирующее оборудование и средства [48].
Этапы обеспечения биологической безопасности на основе учета рисков 

включают их выявление, оценку и управление ими. При этом смысл управления биологическим риском заключается не в обязательном его устранении, что практически невозможно, а в выявлении самых опасных элементов 
и управлении ими. Вопросы управления биологическими рисками включают в себя управление производственной средой, техникой безопасности, гигиеной труда и здоровьем работающих.

В 2009 г. на федеральном уровне разработана текущая стратегия обеспе
чения биологической безопасности как части национальной безопасности 
в рамках «Стратегии национальной безопасности Российской Федерации
до 2020 г.» [49]. В апреле 2014 г. в рамках Государственной программы РФ 
«Защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечение 
пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах», утвержденной постановлением Правительства № 300 от 15.04.2014 г. (в дальнейшем 
в редакции постановлений Правительства Российской Федерации № 400 от 
31.03.2017 г., № 377 от 30.03.2018 г.) разработана федеральная целевая программа «Национальная система химической и биологической безопасности 
Российской Федерации (2009 – 2014 гг., затем 2015 – 2020 гг.)» [21, 33].

Согласно Стратегии современный уровень биологической безопасности 

в Российской Федерации определяется в первую очередь повышением биологической безопасности до уровня приемлемого риска на опасных биотехнологических производствах. Для этого необходимо проведение технологической модернизации, развитие высокотехнологичных и сокращение числа 
устаревших биотехнологических производств. В настоящее время признано, 
что, несмотря на наличие опасностей, биотехнологический комплекс является одной из ключевых отраслей промышленности, научный потенциал которой определяет уровень инновационного развития экономики государства 
в целом. Так, в 2006 г. в перечень критических технологий были включены 
такие важнейшие технологии биотехнологического комплекса (БТК), как 
биоинженерия, биоинформационные технологии, клеточные технологии, 
геномные и постгеномные технологии создания лекарственных средств, 
биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты 
человека и животных и пр. В 2011 г. этот перечень был уточнен и дополнен. 

Для решения стратегических вопросов необходимо создание националь
ной системы биологической безопасности. С. В. Нетесов под национальной 
системой биологической безопасности понимает систему организационных и технических мер, направленных на предотвращение ущерба и достижение защищенности личности, общества и государства от потенциальных 
и реальных биологических угроз.

В. Г. Андреев и В. В. Бараненко (2012) проанализировали структуру и 

механизм организации Национальной системы биологической безопасно

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

сти РФ1, концентрируясь на проблемах биотехнологического комплекса РФ 
(рис. 1). Под национальной системой биологической безопасности они понимают «совокупность базовых, взаимосвязанных между собой компонентов различного (правового, административного, финансово-экономического, 
технологического, организационно-технического и т.д.) характера, согласованно обеспечивающих предупреждение и нейтрализацию внешних и внутренних опасностей, а также инновационное, безопасное для человека и 
окружающей среды развитие биотехнологического комплекса РФ» [2].

Рис. 1. Структура национальной системы биологической безопасности Российской 

Федерации и механизм организации системы [2]

К внешним опасностям относят:
• отсутствие специального законодательства, регулирующего вопросы 

обеспечения биологической безопасности РФ; 

• недостаточно эффективное управление; 
• отсутствие инвестиций в развитие предприятий, недостаточность фи
нансирования мероприятий, обеспечивающих биологическую безопасность объектов; 

• износ основных производственных фондов, применение устаревших 

экологически опасных технологий; 

• снижение квалификации и численности производственного персона
ла, приводящее к отступлению от технологических норм и требований 
безопасности; 

• отсутствие эффективных систем контроля и мониторинга безопасно
сти объектов, средств и методов противоаварийной защиты – предупреждения, локализации и ликвидации аварий, в том числе при 
угрозе реализации террористических актов и др.

1 Из единой системы химической и биологической безопасности выделена биологическая безопасность в связи с содержанием учебного пособия.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Внутренние опасности определяются природой и свойствами используе
мых на производствах биологических агентов, представляющих серьёзную 
опасность для человека и окружающей природной среды, а также особенностями генерирующих их источников. К ним относят: 

• сами опасные биологические агенты – патогенные микроорганизмы 

и биогенные загрязнители, а также продукты их жизнедеятельности, 
приводящие к пандемиям, эпидемиям, эпизоотиям и другим чрезвычайным ситуациям; 

• опасности, возникающие при их транспортировке; 
• опасности, связанные с ростом числа резервуаров опасных биологиче
ских отходов.

Структура и механизм организации Национальной системы биологиче
ской безопасности РФ приведены на рис. 2. Как видим, эта система отличается сложностью и многофункциональностью каждого из ее компонентов. 
Комплексное решение проблем биологической безопасности возможно только при согласованности и взаимосвязанности действий каждого из них.

На рис. 2 отражена иерархия компонентов национальной системы био
логической безопасности РФ. На высшем, приоритетном уровне национальной биологической безопасности находится технологическая модернизация 
производств. Она позволяет внедрить наукоемкие и ресурсосберегающие технологии, приводящие к повышению эффективности и конкурентоспособности производств, безопасных для человека и окружающей среды. На втором 
уровне находятся правовое регулирование, предполагающее создание нормативной правовой основы обеспечения безопасности, и административное 
управление, распределяющее ресурсы и осуществляющее практическую реализацию всех расположенных на третьем уровне компонентов. Все эти компоненты решают свои специфические задачи, каждый – в своей области [2].

Рис. 2. Иерархия компонентов национальной системы биологической безопас
ности РФ [2]

Силы и средства обеспечения национальной системы биологической 

безопасности. На федеральном уровне силами обеспечения биологической 
безопасности являются федеральные органы государственной власти, принимающие участие в обеспечении биологической безопасности государства на 

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

основании законодательства Российской Федерации. На период проведения 
широкомасштабных аварийно-спасательных операций и работ по ликвидации последствий крупных техногенных аварий и стихийных бедствий поддержку силам обеспечения биологической безопасности оказывают соответствующие воинские формирования Министерства обороны РФ и МЧС России.

Координационным органом, обеспечивающим согласованные действия 

федеральных органов исполнительной власти, направленные на реализацию государственной политики в области обеспечения биологической и 
химической безопасности Российской Федерации, является Правительственная комиссия по вопросам биологической и химической безопасности 
Российской Федерации, созданная Постановлением Правительства Российской Федерации от 09.02.2005 г. № 64.

Средствами обеспечения биологической безопасности признаются техно
логии, а также технические, организационные, нормативные, программные 
и иные средства и системы, используемые в системе обеспечения биологической безопасности для предупреждения загрязнения окружающий среды и 
возникновения аварийных ситуаций; защиты населения и производственного персонала; ликвидации последствий аварий; а также сбора, обработки, 
передачи и анализа информации о состоянии биологической безопасности 
производственных объектов биотехнологического комплекса России. 

В состав средств обеспечения биологической безопасности входят:
• правовые нормативные акты, нормативно-технические документы, 

правила безопасности, методики и пр.;

• средства индивидуальной и коллективной защиты человека, живот
ных и растений от опасных биологических агентов, а также средства 
их (агентов) обнаружения;

• системы мониторинга окружающей среды и состояния здоровья на
селения в районах расположения предприятий биотехнологического 
комплекса;

• системы предупреждения и оповещения населения о возможных чрез
вычайных ситуациях на биологических объектах;

• средства предупреждения, локализации и ликвидации аварийных 

ситуаций на химических и биологических объектах;

• средства профилактики, диагностики и лечения заболеваний людей, 

животных и растений, вызываемых опасными биологическими агентами;

• технологии утилизации опасных бытовых и промышленных биологи
ческих отходов;

• программное обеспечение и информационно-аналитические системы, 

позволяющие оценить опасность, спрогнозировать вероятный сценарий развития ситуаций и разработать предложения по ликвидации 
аварийных ситуаций на производственных объектах биотехнологического комплекса [2].

Как видим, современная система биологической безопасности концен
трируется в первую очередь в области биобезопасности как инженерной