Ддт и другие пестициды. Дуст (ДДТ) и аналоги: польза и опасность применения Other ддт что такое

Возделывание некоторых сельскохозяйственных культур на больших площадях сегодня немыслимо без применения инсектицидов. А ведь живы еще люди, которые собирали колорадского жука в бутылки с керосином, а руководители колхозов с детьми рассчитывались за количество собранных за день жуков.

Участившиеся нашествия саранчи, оставляющие голую землю, других вредителей, за несколько дней уничтожавших урожай сельскохозяйственных культур, поставили перед учеными задачу – в кратчайший срок найти способ уничтожения вредителей. Из предлагаемых мер наиболее действенным признали использование порошка «дуст» или ДДТ.

Дуст очень токсичен

История открытия

Слово “дуст” в переводе с английского – пыль. Химическую формулу разработал и изобрел белое кристаллическое вещество в далеком 1873 г. О. Цейдлер, австрийский химик. Лишь спустя более полувека в 1939 г. швейцарский химик П. Мюллер, изучая свойства неизвестного порошка, открыл его способность негативно влиять на насекомых при прямом контакте. Открытие было удостоено в 1948 г. Нобелевской премии, а ДДТ, как инсектицид, шагнул на поля и в быт людей.

Строение и свойства первого в мире инсектицида

Сокращенная формула дуста (ДДТ) – классического инсектицида C14H9Cl5.

Получение: в концентрированной H2SO4 (серной кислоте) конденсируют хлорбензол (C6H5Cl) с хлоралем (Cl3CCHO). В результате получают ДихлорДифенилТрихлорметилметан или 1,1,1-Трихлор-2,2-бис(n-хлорфенил)этан. В быту порошок известен под распространенным названием ДДТ или просто дуст.

Химически чистый ДДТ – кристаллический порошок, не имеет запаха. Быстро растворяется в органических растворителях. В воде лишь образует эмульсию. По результатам многочисленных исследований химики пришли к выводу, что химически чистый препарат ДДТ ядовит для рыб, насекомых, холоднокровных и мелких теплокровных представителей животного мира. Препарат токсичен для крупных теплокровных и человека, но без смертельного исхода.

В свое время химически чистый ДДТ спас жизни миллионам жителей. Именно применением этого препарата была остановлена эпидемия тифа в Неаполе (1944 г), малярия в Греции (1938 г), в Италии (1945 г), Индии (1965 г). Навсегда избавилось население Индии в 1950-1960 годы от висцерального лейшманиоза. Положительные результаты привели к вспышке производства препарата и его применения. Но при этом все чаще нарушались установленные санитарными органами стандарты и ограничения в его использовании. Постепенно накапливались негативные примеры применения ДДТ, что привело к его полному запрету на применение (1970 г).

Как ДДТ влияет на окружающую среду

Разработанный химически чистый инсектицид ДДТ был высокоэффективен в борьбе с разносчиками эпидемических заболеваний (комары, блохи, москиты, …), вредителями сельскохозяйственных культур, в том числе саранчой, обрекавшей на голодную смерть людей и животных. Его высокая токсичность подтверждается следующим примером: для гибели личинки комнатной мухи достаточно контакта одной миллионной миллиграмма порошка. Препарат оказался экономически выгодным: однажды обработанная поверхность остается смертельной для насекомых продолжительное время и не требует повторной обработки.

Для массы человека такие концентрации препарата безвредны. 500-700 мг при однократном приеме для человека считались безопасными. За всю историю использования химически чистого препарата ДДТ нет случаев отравления человека со смертельным исходом. Но химически чистый ДДТ обладает способностью накапливаться в организме и высокой стойкостью к разложению. Негативно воздействует на крупных теплокровных и человека при попадании большого количества на внешние покровы человека, в легкие, пищеварительный тракт, кровеносную систему.

Свойства инсектицидов, разработанных на основе ДДТ

Чтобы придать ДДТ новые свойства в части ускорения процессов разложения, были разработаны новые методы синтеза. Новые методы синтеза технического препарата ДДТ включали смеси различных веществ, ускоряющих его разложение. Однако новый препарат оказался токсичным для человека и малотоксичным, практически безвредным для насекомых. В связи с приобретением препаратом новых весьма ядовитых для человека свойств, в 1970 году было принято решение о повсеместном запрете использования ДДТ.

На смену химически чистому высокодейственному на насекомых инсектициду пришли фосфорорганические соединения. Они были разработаны на основе ДДТ (дихлофос, карбофос) и ошибочно приняты населением как (в свое время) безвредный для здоровья чистый ДДТ. Кстати? в состав смертельно опасных ОВ входят именно фосфорорганические соединения. Считая безвредными, население использовало дихлофос и хлорофос повсеместно. Доходило до того, что насыпали в постель детям и себе в борьбе с бытовыми насекомыми (блохами, клопами, вшами).

Фосфорорганические соединения отличались от технического ДДТ очень быстрым разложением, что требовало для уничтожения вредителей насекомых многократных повторений и в экономическом отношении были очень выгодны, а вызываемые ими смертельные отравления приписывали по-прежнему влиянию исходного химически чистого ДДТ.

В СМИ и научных статьях появились сообщения, в какой-то мере реабилитирующие ДДТ. В статьях высказывались предположения, что вред наносит не сам исходный материал, а примеси, главным образом, диоксины. Нужно отметить, что в официальной медицине по рекомендации ВОЗ, против малярии и в настоящее время рекомендуют использование химически чистого (без добавок) ДДТ. По-прежнему используют ДДТ при обеззараживании помещений от крыс, комаров, москитов.

Опасность воздействия ДДТ на здоровье человека

Основная опасность воздействия химически чистого ДДТ на человека заключается в его способности накапливаться в органах, не поддаваясь никаким способам разложения. Вода, температура, свет, ферменты не способны ускорить его разложение или вывести из организма. Этим и страшен ДДТ.

При использовании инсектицида для уничтожения насекомых он попадает в пищевую цепочку, которую замыкает человек или крупные теплокровные представители фауны.

По результатам исследований было доказано, что в каждом звене пищевой цепочки концентрация ДДТ увеличивается в 10 раз. Попав после смыва дождем в почву ДДТ включается в пищевую цепочку почва–ил–водоросли–мелкие водные организмы–рыбы–хищники (рыбы и другие животные). На почвенных червей ДДТ практически не действует. Если принять содержание ДДТ в донном иле за 1 мкг, то в рыбах его количество увеличивается до 3-6 мг/кг массы или в среднем в 10000 раз. В организме морских чаек, употребляющих такую рыбу, концентрация увеличивается до 200 мг/кг массы. Многократное использование зараженной рыбы в пищу человеком, без сомнения, способствует накоплению в организме ДДТ.

Остаточные количества несвойственного (неродственного) человеческому организму вещества со временем накапливается, хотя и крайне медленно, но постоянно. Из организма человека ДДТ выводится только с молоком матери и передается новорожденному. Поэтому его находят и во втором и последующих поколениях, чьи предки получили определенные количества ДДТ с пищей или другим путем. При употреблении больших количеств пищи, содержащей повышенные количества ДДТ, негативное воздействие на здоровье ощущается недомоганиями и заболеваниями, но не вызывает немедленного смертельного исхода. Приписывают ДДТ и воздействие на развитие сердечно-сосудистых заболеваний, атипичной пневмонии, гепатита и других.

Его накопление способствует снижению репродуктивной функции птиц и некоторых млекопитающих, в том числе летучих мышей. Высокотоксичен для холоднокровных беспозвоночных и рыб. Высокая опасность ДДТ и в том, что накапливаясь в организме, он мигрирует на большие расстояния по всему миру.

Можно ли использовать дуст сегодня

ДДТ – инсектицид из группы хлорорганических соединений применяли в химически чистом виде, позже в соединениях с другими химическими веществами, как инсектицид и пестицид для уничтожения вредителей растительного мира. В настоящее время запрещен и отсутствует в ежегодных списках препаратов, разрешенных к использованию в сельском хозяйстве.

Химической индустрией разработаны и нашли практическое применение аналоги ДДТ, такие как Метоксихлор, ДДД, Пертан, ДФДТ и другие. По своему воздействию на насекомых и теплокровных вредителей (крыс) схожи с ДДТ и его производными. Они быстрее разлагаются в почве, но являются стабильно сильными ядами для человека и ограничены в использовании.

Охранные меры при работе с ядохимикатами

Помните! При работе со всеми химическими пестицидами, инсектицидами, акарицидами необходимо соблюдать меры собственной санитарной безопасности. Закрывать от попадания препарата в организм через органы дыхания, кожные покровы, глаза и рот. Работать в респираторе, очках, одежде, закрывающей все тело (брюки, куртка, ботинки). По окончании работы принять душ, сменить одежду, выпить молоко.

Это не про Шевчука, а про известный всему миру хлоруглеводород 1, 1, 1-трихлор-2,2-бис-(4-хлорфенил)-этан, он же дихлордифенилтрихлорэтан, ДДТ, в просторечии - дуст.

Были времена, когда человечество не мыслило свою жизнь без этого пестицида или ядохимиката. Порошки-дусты, содержащие ДДТ, распыляли на полях, в лесах, на болотах, в квартирах; их добавляли в мыло, ткани, в воду, которой протирали полы.

ДДТ появился в 1874 году в лаборатории австрийского химика Омара Цайдлера. «Свидетельством о рождении» стали «Доклады немецкого общества химиков». Этого никто не заметил. По-прежнему вредные насекомые уничтожали до половины урожая и распространяли опасные болезни. Земледельцы тропической зоны, страдавшие от этих напастей сильнее, чем европейцы, не читали химических журналов, а химики-органики не занимались сельским хозяйством.

Первая мировая война нашла принципиально новое применение идеям учёных, занимавшихся органическим синтезом. Они начали создавать боевые отравляющие вещества. Наконец заключили мир. Иприт и фосген больше не требуются, необходима конверсия производства. В это время до чрезвычайности расплодились насекомые-вредители. В нашей стране в конце 20-х годов гусеницы лугового мотылька повредили посевы свёклы на таких площадях, что появилась невесёлая шутка, - «мотылек съел Днепрогэс». (В смысле - такие же деньги.)

Химики-органики, закалённые в боях империалистической войны, встретили нового для себя врага во всеоружии, и когда в 1939 году швейцарец Пауль Мюллер сообщил, что 1,1,1-трихлор-2,2-бис-(4-хлорфенил)-этан имеет инсектицидные свойства, он никого этим не удивил - с такой целью уже испытали десятки тысяч соединений, а тысячи подготовили к производству. И все-таки выбор пал именно на ДДТ.

«Победил» он из-за своей токсичности для всех без исключения насекомых. Уже шла вторая мировая война, и к опасности голода добавилась угроза эпидемий - сыпного тифа, малярии, других болезней, распространяемых членистоногими. Требовался универсальный яд - против саранчи, вшей, мухи це-це, тараканов.

Запах дуста не отпугивал насекомых, они спокойно садились на обработанные препаратом поверхности, где и заканчивали жизненный путь. Кстати, ДДТ совершенно не портил полированную мебель, что имеет значение, когда борешься с бытовыми насекомыми. Не осталась незамеченной необычайная стойкость пестицида - однажды опылённая поверхность в течение многих месяцев оставалась смертельной для шестиногих. Ещё одно преимущество, выгодно отличавшее ДДТ от других кандидатов в «главные» инсектициды, - сравнительно низкая токсичность для человека и других теплокровных. Доза однократного приёма в 500 - 700 мг считалась совершенно безопасной, поэтому случайно отравиться было практически невозможно. Отметим, что случаев смертельного отравления ДДТ за всю историю его применения не зафиксировано.

Последним козырем для сомневающихся хозяев химических компаний стала крайняя простота и дешевизна производства этого ядохимиката. Исходным сырьём служил хлораль, который получали, пропуская хлор через этиловый спирт:

C2H5OH + 4Cl2 -> CCl3CHO + 5HCl

Затем хлораль в присутствии водоотнимающего средства реагировал с хлорбензолом:

CCl3CHO + 2C6H5Cl -> CCl3CH(C6H5Cl)2 + H2O

и получался искомый дихлордифенилтрихлорэтан. Поскольку все реактивы были дёшевы и доступны, ДДТ быстро начали производить во многих странах мира. Наступила новая эра - эра тотальной химической борьбы человека против мешающих ему спокойно жить представителей животного и растительного мира.

Действительно, ДДТ спас миллионы жизней. Страшный бич всех тёплых краёв, малярийный плазмодий, почти лишился своего распространителя - комара. Не в лучшем положении оказались муха це-це и другие насекомые - переносчики опасных болезней. Нобелевскую премию 1948 года в области медицины Паулю Мюллеру присудили вполне заслуженно.

Отнюдь нелишним был ДДТ в коммунальном хозяйстве, ветеринарии, растениеводстве. Казалось, человечеству открылся путь в сытое и здоровое будущее.

Только вот комнатные мухи, первыми испытавшие на себе инсектицидные свойства ДДТ, вдруг перестали реагировать даже на лошадиные дозы дуста, что впервые заметили в 1946 году. Но поскольку исключения должны лишь подтверждать правило, над этим фактом никто всерьёз не задумался.

Первые тёмные пятнышки на репутации ДДТ начали появляться в середине 50-х годов. Особенно старательно их «разглядывали» учёные США. Действительно, если в 1942 году в тканях жителей этой страны ДДТ не было, то в 1950 году его содержание подскочило до 5,3мг/кг, а в 1953 - утроилось. Насекомых, невосприимчивых к препарату, становилось все больше и больше: в 1956 году - 36, в 1958 - 85. Некоторые токсикологи обнаружили явную зависимость между количеством применённого препарата и ростом заболеваемости гепатитом и пневмонией в сельскохозяйственных округах.

Медики вновь принялись за изучение этого ядохимиката, но теперь их отзывы носили совсем иной тон. Прозвучал пугающий термин «отдалённые последствия», Пока он обозначал лишь способность ДДТ к аккумуляции, то есть накапливаться в тканях животных и человека. Особую тревогу вызывало свойство препарата увеличивать свою концентрацию по мере продвижения в пищевых цепях. Так, жир пресноводных рыб содержал его на пять порядков больше, чем вода, в которой их поймали.

Самым печальным событием, связанным с применением этого инсектицида, стала гибель целых популяций птиц. Содержание ДДТ в их тканях превышало фоновые показатели в десятки тысяч раз. Для острого отравления такой концентрации все равно было недостаточно, но проявлялся побочный эффект - истончалась скорлупа яиц. Именно поэтому в гнездовье бурых пеликанов в Южной Калифорнии (объёмы применяемого ДДТ в то время было максимальны) у 550 пар вывелись лишь пять птенцов, остальных эмбрионов самки раздавили во время насиживания. Повышенной чувствительностью к препарату отличались и насекомоядные пернатые: через три дня после обработки леса в штате Нью-Гемпшир дустом отравилось до трёх четвертей малиновок, дятлов и других птиц. В сентябре 1962 года вышла в свет книга «Безмолвная весна», будущий бестселлер. Её автор - Рэчел Карсон - так убедительно рассказала о печальных последствиях, которые несёт природе использование химических средств защиты вообще и ДДТ в первую очередь, что американский конгресс и президент Кеннеди создали парламентскую и правительственную комиссии для слушания «дела о пестицидах».

Но четыре миллиона тонн, произведённых и распылённых над полями, лесами, болотами, росчерком пера не уничтожить. Благодаря «стойкости препарата в окружающей среде» дуст, попавший в атмосферу, оставался там на века, частично оседая в океанских водах, почве, организмах живых существ. Период обращения его частиц вокруг земного шара составлял три-четыре недели.

ДДТ оказался одним из первых глобальных загрязнителей, показав человечеству, сколь тесен мир. В Антарктиде на каждом квадратном метре обнаружили 4*10-9 грамма этого вещества; в некоторых частях ледового материка пестицида было в сотни раз больше. Наивные шведы, решившие определить содержание ДДТ в своих почвах, ориентировались на шестьсот тонн, применённых на территории страны. Они ошиблись в пять раз, причём в большую сторону.

Вскоре было доказано, что в организме людей, страдающих гипертонией и другими заболеваниями сердечно-сосудистой системы, концентрация пестицида несколько выше, чем в тканях здорового человека. Когда же выяснили, что у матерей, в молоке которых обнаруживался ДДТ, недоношенные дети рождались в два, а мёртвые - в полтора раза чаще, медики потребовали немедленно запретить препарат. Уже в середине 60-х годов большинство развитых стран так или иначе ограничили использование этого пестицида на своей территории. К 1970 года весь цивилизованный мир, в том числе СССР, объявил ДДТ «вне закона».

В справедливости этого сразу же усомнились, причём не только химики. Американец Н. Борлоуг, получивший Нобелевскую премию за создание высокоурожайных сортов зерновых специально для тропических стран, свою речь в Комитете по продовольствию и здравоохранению при ООН назвал: «ДДТ или голод?». Перечислив заслуги препарата перед неблагодарным человечеством, он упомянул о более чем любопытном факте - остатки ДДТ обнаружили в почвенных образцах, законсервированных в 1911 году.

Были и другие удивительные факты. Пусть ветры из-за границы и принесли две с лишним тысячи тонн пестицида в Швецию, но чем же объяснить то, что в жировой ткани горожан содержится ДДТ больше, чем у сельских жителей?

Самое непонятное известие пришло из Лос-Анджелеса. Панцири крабов, избравших местом жительства сброс городской канализации в море, содержали в 45 раз больше дихлордифенилтрихлорэтана, чем хитиновые оболочки их собратьев, обитавших по соседству, в оросительных системах рисовых полей, где и использовался пестицид. Ключ к тайне канализационных крабов - ПХБ. Это обозначает целый класс соединений - полихлорбифенилов. Крайне опасные загрязнители, содержащиеся в пластмассах, выбросах химического производства и много ещё где. Воды калифорнийского побережья сильно загрязнены этими самыми ПХБ, а панцирные морские обитатели как раз накапливают полихлорбифенилы в значительных количествах (лангуст, например - до 68 весовых частей на миллион).

«Полная идентичность поведения ПХБ и хлорорганических пестицидов (в число которых как раз и входит ДДТ) при любых методах анализа являются причинами ложного заключения о загрязнении окружающей среды последними», - гласят Временные методические рекомендации по контролю за загрязнением почв, изданные в 1983 году.

И все-таки решение, принятое в 1970 году, правильное. Дело в том, что при имевшемся тогда методе синтеза препарата искомый 1,1,1-трихлор-2,2-бис-(4-хлорфенил)-этан составлял лишь 70%. Остальное - смесь различных ПХБ, абсолютно безвредная для насекомых, зато очень опасная для человека. К тому же, если чистый 1,1,1-трихлор-2,2-бис-(4-хлорфенил)-этан распадается в растениях до 90% уже через месяц, то для разложения технического препарата требуется не менее 180 лет.

Стоило лишь вовремя изменить технологию синтеза или изобрести совершенные методы очистки ДДТ, и обошлось бы без планетарных запретов. Кстати, уже в 70-е годы появились некоторые способы разделения технического ДДТ и даже специальные добавки, ускоряющие его распад под воздействием почвенной влаги. Увы, общественное мнение не вняло голосу разума, и ДДТ должен был исчезнуть.

Пришедшие ему на смену фосфорорганические инсектициды не раз служили причиной тяжёлых и даже смертельных отравлений тех, кто с ними работал, но зато они быстро разлагались в окружающей среде - настолько быстро, что опрыскивания приходилось повторять много раз. Напомним, самые совершенные боевые ОВ нервно-паралитического действия - ближайшие родственники карбофоса, хлорофоса и других фосфороорганичеких пестицидов.

Отравление любым токсином носит бытовой или профессиональный характер. Вторая ситуация возникает при использовании отравляющих веществ в условиях растениеводства, сельского хозяйства или производства. Бытовое отравление характеризуется попаданием токсических веществ внутрь организма при нарушении правил использования пестицидов или несоблюдении правил безопасности.

Дуст (ДДТ, дихлорфенилтрихлорметилметан) – распространенный в прошлом пестицид, широко используемый в сельском хозяйстве. Из-за высокого уровня токсичности был запрещен. На данный момент используется в быту для борьбы с клопами, тараканами и другими насекомыми.

Симптомы отравления дустом связаны с негативным действием на нейроны. Вещество легко проходит через слизистые оболочки и всасывается в организм, что и делало его высокоэффективным в борьбе с насекомыми.

Основные проявления отравления дустом

При использовании дуста в быту возможно два вида отравления – острое и хроническое. При остром отравлении возникает интоксикация, которая проявляется следующими симптомами:

• ощущение усталости, снижение физической и интеллектуальной трудоспособности;
• головная боль, головокружение;
• диспепсические явления в виде тошноты, рвоты, нарушения стула;
• боли в эпигастральной области и по ходу пищевода.

При отравлении тяжелой степени у пациента возникает лихорадка, изменения в сознании (заторможенность, обмороки, кома), тремор, судорожные припадки. При попадании в организм больших доз смерть может наступить в течение нескольких часов, однако такая ситуация в быту невозможна.

В связи с особенностями использования дуста, отравление возникает при попадании вещества на кожу, слизистые оболочки, вдыхании в легкие. Помимо указанных симптомов, у человека появляются боли в области трахеи, бронхов, что связано с развитием выраженного воспалительного процесса. Если дуст попадает в глаза, возникает болевой синдром и развивается конъюнктивит.

Хроническое отравление при длительном попадании дуста в организм характеризуется медленным прогрессированием. Симптомы отравления дустом человека при хронической интоксикации включают в себя:

1. Явления интоксикации: распирающие головные боли, слабость, нарушения сна, потеря аппетита.
2. Изменения в психике: повышенная раздражительность, снижение способности к концентрации внимания, ухудшение памяти.
3. При отсутствии медицинской помощи появляются симптомы: выраженные боли с судорогами в конечностях, тики, боли в области сердца и печени, нарушения чувствительности. Развивается пневмония, гепатит, гастрит.

Неспецифический характер проявлений затрудняет своевременную постановку правильного диагноза.

Диагностика отравления

В большинстве случаев для постановки правильного диагноза достаточно информации, полученной от пациента об использовании дуста в быту или на производстве (особенно в случаях острого отравления). При внешнем осмотре наблюдается раздражение кожных покровов, слизистых оболочек полости рта, учащение сердцебиения и дыхания.

При использовании лабораторных методов обнаруживают явления воспаления: лейкоцитоз, ускорение СОЭ (скорость оседания эритроцитов), повышение содержания фибриногена и С-реактивного белка в крови. Показатели повышены при любом воспалительном заболевании, не связанным с отравлением. Поэтому вопросами диагностики и интерпретации полученных результатов занимается врач.

Первая помощь при отравлении дустом

При оказании первой помощи человеку, отравившемуся дустом, необходимо прекратить воздействие отравляющего вещества для снижения степени повреждения внутренних органов и нервной системы. При наличии дуста на кожных покровах его смывают обычной водой для прекращения всасывания и раздражения кожи.

Промывают желудок пациенту: дают выпить 1,5-2 литра обычной чистой воды и вызывают рвоту нажатием на корень языка. Повторять промывание желудка необходимо до чистых промывных вод.

Важно! Если у человека отсутствует сознание, то промывать желудок ни в коем случае нельзя. Необходимо вызвать скорую медицинскую помощь.

Для снижения степени всасывания дуста в пищеварительной системе назначают энтеросорбенты (активированный уголь, Энтеросгель, Лактулозу). Это позволяет связать свободные токсины и вывести их из организма. Всем больным показано обильное питье, так как это позволяет справиться с обезвоживанием, снизить относительную концентрацию дуста в крови, что уменьшит его токсическое действие.

В дальнейшем оказывается специализированная медицинская помощь с помощью инфузионной терапии (введение растворов кристаллоидов и коллоидов), введения антидотов (Унитиол, тиосульфат натрия и т.д.), а также симптоматическое лечение.

Профилактические мероприятия

Важнейший элемент в предупреждении отравлений дустом – придерживаться простых профилактических рекомендаций:

1. Дуст должен храниться при соблюдении всех необходимых требований: температурный режим, уровень влажности.
2. После использования пестицида необходимо принять душ и очистить кожные покровы от возможного попадания пыли.
3. Во время использования рекомендуется пользоваться средства индивидуальной защиты (респираторы, перчатки и др.).
4. Если произошло рассыпание веществ, то его следует аккуратно собрать и утилизировать.

Предупредить развитие острого отравления всегда проще, чем его вылечить. Поэтому каждому человеку, использующему дуст или другие отравляющие вещества, необходимо быть максимально собранным и осторожным.

https://youtu.be/2CcHlvQdWCg

По подсчетам специалистов ежегодно от трети до половины миро­вых запасов продовольствия пожирают или повреждают насекомые, плес­невые грибки, грызуны, птицы и другие вредители, которые уничтожают урожай и в поле, и при его сборе, погрузке, транспортировке и хранении. В случае успешной борьбы с насекомыми и болезнями, которые поража­ют зерновые культуры, ежегодная прибавка урожая составила бы около 200 млн. тонн зерна, что хватило бы для пропитания 1 млрд. человек.

Швейцарский химик Пауль Мюллер, руководитель лаборатории фир­мы "Гейги" в 1938 году обнаружил замечательные инсектицидные свойст­ва у дихлортрифенилтрихлорэтана (ставшего известным позднее под на­званием ДДТ) и спустя 10 лет за это открытие был удостоен Нобелевской премии в области биологии и медицины. Действительно, уже первые ре­зультаты применения этого "чудо-оружия" были просто ошеломляющими – рост урожайности, внедрение экономичных способов ведения сельского хозяйства, новые эффективные средства борьбы с насекомыми, перено­сящими инфекции. Во время Второй мировой войны ДДТ был применен против вшей, распространяющих сыпной тиф. В результате это была пер­вая из войн, в которой от тифа погибло меньше людей, чем от пуль про­тивника. Использование ДДТ против комаров – переносчиков малярии резко снизили смертность от этого заболевания. Если еще в 1948 г. толь­ко в Индии погибло от малярии более трех миллионов человек, то в 1965 г. в этой стране не было зарегистрировано ни одного случая смерти от ма­лярии. Именно благодаря ДДТ таким образом удалось спасти миллионы жизней и именно за это Мюллер по праву получил Нобелевскую премию.

Однако спустя два-три десятилетия выявились и негативные экологические последствия необдуманного использования ДДТ и мно­гих других пестицидов. ДДТ – агент, применение которого привело к глобальному загрязнению окружающей среды. Установлено, что влия­ние ДДТ на среду географически существенно шире, чем территория его непосредственного применения в результате переходов из почвы в воду и воздух, из воздуха в воду и т.д., переноса биотой, воздушны­ми массами и океаническими течениями. Таким образом, сегодня за­грязнение природной среды этим инсектицидом приняло повсемест­ный характер, ДДТ обнаружен даже в Антарктиде.

Проблемы, связанные с ДДТ и другими синтетическими (в част­ности с хлорированными) пестицидами, можно свести к следующим:

1) развитие резистентности вредителей к этим препаратам;

2) устойчивость пестицидов в среде и накопление их в возраста­ющих концентрациях в организмах;

3) возрождение вредителей и вторичные вспышки численности;

4) рост материальных затрат на применение пестицидов;

5) нежелательные воздействия на окружающую среду и здоровье человека. В этих аспектах и целесообразно рассмотреть негативные экологические последствия действия подобных соединений.

Популяции насекомых-вредителей изменчивы, их генофонд доста­точно динамичен и способен довольно быстро эволюционировать. Об­работка пестицидами создает давление естественного отбора, приво­дящее к устойчивости популяции. При воздействии пестицидов сначала погибают наиболее чувствительные особи, а выживают резистентные, которые дают также более выносливое поколение. Все это происходит очень быстро, так как способность многих насекомых к репродукции просто феноменальна – они могут давать многочисленное потомство через короткие промежутки времени. Таким образом неоднократные воздействия пестицидов приводят к селекции и размножению линий с высокой устойчивостью именно к тем препаратам, которые созданы для их уничтожения. Известны случаи, когда устойчивость популяции насе­комых к химикатам возрастала в десятки тысяч раз. Около 25 основных видов насекомых-вредителей стали устойчивыми ко всем пестицидам. Более того, обретая устойчивость к одному агенту, популяция стано­вится резистентной и к другим, даже не родственным такому агенту веществам, и даже в том случае, если эта популяция не подвергалась их воздействию. Следует отметить, что число видов насекомых, устой­чивых к пестицидам возросло за первые 10 лет интенсивного использо­вания пестицидов почти в два раза – с 224 до 428.

Другой аспект проблемы связан с судьбой пестицидов в окружаю­щей среде. Хлорированные (как например ДДТ, линдан, кепон, алдрин и многие другие) или Нg-, As-, Pb-содержащие пестициды относятся к весьма стабильным. Это означает, что они очень медленно разрушаются (или даже совсем не разрушаются) под действием солнца или бактерии. Об устойчивости пестицида в окружающей среде судят по времени, в тече­ние которого он сохраняется в почве после обработки: быстро разруша­ющийся – менее 15 недель, умеренно разрушающийся – 15-45 недель, медленно разрушающийся – 45-75 недель и устойчивый – более 75 недель. Период полужизни у ДДТ составляет примерно 20 лет. Такие же элементы, как ртуть и мышьяк полностью не разлагаются – они циркули­руют по экосистемам или оказываются захороненными в иле. Подавляю­щее большинство наиболее известных пестицидов имеют тенденцию на­капливаться в живых организмах, причем не только в количествах боль­ших, чем в окружающей среде, но и в концентрациях, возрастающих по мере продвижения по пищевым цепям. Это называется эффектом био­логического усиления. Несмотря на то, что сведения о влиянии пестици­дов на сообщества организмов и функционирование экосистем ограни­чены и не систематизированы, отмечено, что ввиду высокой способности к биоаккумуляции и низкой степени разложения, они могут оказывать неблагоприятное влияние на организмы всех трофических уровней, осо­бенно на обладающих высокой чувствительностью первичных продуцен­тов. Известно, что водоросль кладофора за три дня извлекает из воды столько ДДТ, что его концентрация увеличивается при этом в 3000 раз. Для уничтожения комаров на одном из калифорнийских озер применяли ДДТ. После обработки акватории концентрация ДДТ в воде составила 0,02 ppm (частей/миллион), в планктоне – 10, в планктоноядных рыбах – 900, в хищных рыбах – 2700, а в птицах, питающихся рыбой – 2100 ppm, т.е. содержание ДДТ в тканях птиц, не подвергавшихся непосредственно воздействию инсектицида почти в 100 тысяч раз превышала его концент­рацию в воде. Один килограмм жира тюленей, обитающих у британских берегов, содержит 10-40 мг ДДТ. Нечувствительные к действию ДДТ, дождевые черви являются своеобразными ловушками этого вещества, активно поглощая его из почвы и накапливая в организме. При изучении накопления ДДТ и его переходов по звеньям трофической цепи на приме­ре экосистемы озера Мичиган было обнаружено, что донный ил содержит 0,014 мг/кг, придонно питающиеся ракообразные – 0,41, различные виды рыб – 3-6, и жировая ткань чаек, питающихся этой рыбой – свыше 2400 мг/кг. Немецкие ученые Даймен и Хейс приводят следующий расчет, в основе которого лежит простое правило, согласно которому в каждом пос­ледующем звене пищевой цепи содержание ДДТ увеличивается в 10 раз: ил – х 1, водные растения – х 10, дафнии и другие рачки – х 100, мелкие рыбы – х 1000, хищные рыбы – х 10000. Это демонстративный пример последовательного концентрирования ДДТ. Простая классификация пес­тицидов для определения их безопасности представлена в таблице 13.

Таблица 13 – Показатели*, характеризующие относительную токсичность, устойчивость и биоаккумуляцию некоторых пестицидов

*) – степень токсичности пестицида основана на LD50, на устойчивость пестицида в окружающей среде указывает время, в течение которого он сохраня­ется, а на биоаккумуляцию накопление пестицидов. По шкале от 1 до 4, макси­мальная оценка соответствует наибольшей токсичности, или стабильности, или наиболее выраженной способности к аккумуляции.

Приведенные здесь сведения дают ответ на вопрос: "Почему же увеличивается объем затрат на применение пестицидов?" Возникаю­щая после ряда обработок пестицидами устойчивость видов-вредите­лей, возрождение и вторичные вспышки их численности, ведут к тому, что начинают синтезировать и использовать новые препараты, более дорогие в своем производстве. Кроме того, уже известные, применяе­мые ранее на той же территории пестициды используются во все воз­растающих объемах и чаще. В частности, в некоторых районах США пришлось отказаться от выращивания хлопка вследствие того, что за­траты на борьбу с вредителями превышали стоимость урожая.

Некоторые ученые, пытаясь найти выход из положения, возлага­ют большие надежды на т.н. нестойкие пестициды. Но этот путь тупи­ковый и, с экологической точки зрения, подобные надежды безосно­вательны. Дело в том, что эти нестойкие пестициды нередко более токсичны, требуют более частого их применения. Кроме того подоб­ные пестициды также обладают отдаленными нежелательными эффек­тами, так что наивно считать их "экологически безопасными". Показа­телен пример с попыткой уничтожения гусениц елового листовертки-почкоеда в одном из регионов Канады. Для борьбы с вредителями применили фосфорорганический пестицид из группы "нестойких" и считавшийся экологически безвредным. Но в результате его исполь­зования погибло 12 млн. птиц; они погибали и от прямого отравления и от недостатка корма (гусениц), так как должны съедать в день почти столько же, сколько весят сами. Если в результате воздействия таких пестицидов погибают насекомые, питающиеся фитопланктоном, то происходит взрывообразное увеличение популяции последнего. Кро­ме того, некоторые полезные насекомые, например пчелы, могут ока­заться более чувствительными к нестойким пестицидам чем их вреди­тели. И, наконец, нет никаких оснований надеяться на то, что в резуль­тате воздействия этих соединений не будет возникать к ним устойчи­вость у вредителей, или не будут наблюдаться вторичные вспышки численности именно тех организмов, против которых направлено их действие.

Пожалуй, наиболее важный аспект проблемы пестицидов, кото­рый частично обсуждался выше, - это нежелательные их воздействия на окружающую среду, экосистемы и здоровье человека.

Пестициды – одна из причин вымирания видов. Являясь факто­ром отбора, они обладают способностью повреждать генетический ап­парат клетки и вызывать мутации. Даже небольшие эволюционные сдви­ги приводят в конце концов к изменению в генетической системе орга­низма, а затем и к изменению поведения, которые могут повлиять на дальнейший ход эволюции.

ДДТ подавляет фотосинтез зеленых водорослей и, учитывая его длительное существование в среде, мы не можем тешить себя надеж­дой, что морские водоросли смогут со временем стать неисчерпае­мым источником пищевых ресурсов для всего человечества. Извест­но, что ДДТ нарушает численность некоторых микроорганизмов, а это может приводить к изменениям видового разнообразия сообществ и разрывам пищевых цепей. Автор знаменитой книги "Silent Spring" та­лантливый биолог Рэчел Карсон приводит один из наиболее очевид­ных примеров простой пищевой цепи, в которой циркулирует ДДТ. Это случай с перелетными дроздами. Гриб Ceratocystis ulmi вызывает т.н. "голландскую болезнь", которая приводит к гибели вязов. Это забо­левание передает вязовый заболонник Scolytes multistriatus с которым борются, обрабатывая деревья ДДТ. Часть пестицида смывается с ат­мосферными осадками с вязов и попадает в почву. В почве ДДТ погло­щают дождевые черви, поедающие остатки листьев и он откладывается в их организме. Поедающие преимущественно дождевых червей пере­летные дрозды Turdus migratorius в этом случае хронически отравля­лись ДДТ. Часть из них погибала, а у других нарушилась способность к размножению – они становились стерильными или откладывали бес­плодные яйца. В конечном результате борьба с "голландской болез­нью" привела к почти полному исчезновению перелетных дроздов на значительных территориях США.

Повторное применение ДДТ способно вызывать устойчивость у ряда бактерий. ДДТ и его метаболиты высокотоксичны для рыб; они нарушают процессы развития и поведения, оказывают мутагенный и канцерогенный эффекты, а рыба – важный пищевой продукт. Личинки амфибий высоко чувствительны к действию ДДТ и его производных, что проявляется в этологических и анатомических аномалиях. Наибо­лее глубоко изучалось действие этого инсектицида на толщину скор­лупы яиц различных видов птиц. Показано, что ДДТ, точнее его глав­ный метаболит ДДЭ, обуславливает истончение скорлупы яиц у кряк­вы, белоголового орлана, скопы, японского перепела и других птиц. Калифорнийские пеликаны, в яйцах которых содержание ДДТ дошло до 71 мг/кг, уже с 1969 г. не могут размножаться и вымирают. Значи­тельное сокращение популяций хищных птиц имеет и другое послед­ствие – вторичный эффект роста численности грызунов, которые унич­тожаются в основном этими видами птиц.

ДДТ может вызывать инверсию пола. В одной из колоний чаек в Калифорнии после обработки гнездовых участков ДДТ появилось в 4 раза больше женских особей, чем мужских. При введении в яйца чаек ДДТ, половина мужских зародышей превращалась в женские.

Особо опасно и явно недостаточно изучено воздействие ДДТ на людей. Однако отмечено, что лишь за одно десятилетие, с 1970 по 1980 гг., частота отравлений пестицидами в мире возросла на 250%.

У человека, также как и у многих других видов, ДДТ концентриру­ется преимущественно в жировой ткани, но способен выделяться с,грудным молоком и даже проходить через плацентарный барьер. Еще 15 лет назад сообщалась, что у 99% американцев в крови и жировой ткани содержится ДДТ в количестве 3,6 ррм, а диэлдрина 0,12 ррм. Согласно подсчетам, сделанным в Германии, каждый грудной ребенок с молоком матери получает в два раза больше ДДТ, чем это допуска­ется. В грудном молоке кормящих американских матерей в 4 раза пре­вышен уровень ДДТ, чем разрешено санитарными нормами для коро­вьего молока. Как заметил один из исследователей Национального ин­ститута здоровья США: "Если бы материнское молоко находилось в другой упаковке, его вообще не разрешили бы пускать в продажу".

При экспозиции к ДДТ у людей могут наблюдаться гормональные изменения, поражения почек, центральной и периферической нервной системы, цирроз печени и хронический гепатит. Несмотря на практи­ческое отсутствие генотоксичности, ДДТ отнесен к группе 2В канцеро­генного риска. Таким образом, ДДТ должен рассматриваться как агент, обладающий высоким уровнем опасности для окружающей среды и здоровья человека.

Эта опасность ДДТ, как и других пестицидов, вследствие глав­ным образом их длительной персистенции в окружающей среде, со­храняет свою актуальность и по сей день, несмотря на то, что уже в начале 1970-х годов был наложен запрет на выпуск и применение не­которых пестицидов. Первой страной, где был запрещен ДДТ, была Новая Зеландия. СССР был второй страной, но это запрещение имело две оговорки: применение разрешалось в Узбекистане, где еще встре­чались случаи малярии, и в таежных районах, где при вырубке леса для временных поселений образовывались прогалины в которых раз­множались мыши, а вслед за ними иксодовые клещи, создавая очаг клещевого энцефалита с которым можно эффективно бороться имен­но ДДТ. Когда в США концентрация ДДТ в молоке кормящих матерей в результате передачи этого вещества через пищевые цепи достигла уровня в четыре раза превышающего предельно допустимые, то при­менение ДДТ было запрещено. (В США запрещено использование по крайней мере 10 пестицидов – алдрина, стробана, ДДТ, 2,4 -Д, токсафена, гептахлора, линдана, кепона, 2,4,5- Т и эндрина, но ряд из них продолжают выпускать на экспорт в развивающиеся страны). Следует отметить, что США поставляют около 30% пестицидов, используемых в мире. Вместе с тем запрет на ДДТ не повсеместен. В Австралии и Китае его применяют и по сей день для опрыскивания фруктовых са­дов и плантаций, а Индия его продолжает производить.

Общее количество запрещенных и пришедших в негодность пес­тицидов составляет 13,4 тыс. тонн. Физическое состояние их, неопре­деленность химического состава, не везде удовлетворительные усло­вия хранения, представляют потенциальную опасность для окружаю­щей среды и здоровья людей. Утилизация их до настоящего времени практически не проводилась. (Больше всего накоплено подобных пес­тицидов на территориях Воронежской, Курской, Ростовской, Смолен­ской, Саратовской, Белгородской областей и республике Башкортостан).

Дихлордифенилтрихлорэтан, более известный под аббревиатурой ДДТ, был синтезирован еще в 1874 году, но только в 1937-м обнаружили, что это соединение очень ядовито для насекомых.

Первым случаем широкого применения нового инсектицида было массовое опыление дустом ДДТ тихоокеанских островов, предпринятое американской армией перед освобождением островов от японцев в 1942 году. Этим десантников защитили от малярии, лихорадки денге и других тропических болезней, переносимых насекомыми. Зимой 1944 года американских солдат в Неаполе опыляли дустом, чтобы уничтожить вшей.

После Второй мировой войны новый инсектицид начали широко применять для уничтожения вредителей сельского хозяйства, но через некоторое время выяснилось, что это вещество разлагается в природе крайне медленно, по пищевой цепи передается другим организмам, накапливается в них и медленно их отравляет. К тому же появились устойчивые к ДДТ линии насекомых, выдерживающие даже десятикратные дозы препарата. Поэтому уже почти тридцать лет в большинстве стран использование ДДТ запрещено (первой была Швеция, запретившая этот инсектицид в 1969 году). Правда, Всемирная организация здравоохранения не запретила ДДТ, но уже давно не финансирует его закупки развивающимися странами. Всемирный банк даже не дает кредитов странам, которые все еще применяют этот инсектицид.

Однако теперь обнаруживается, что нет лучшего средства для борьбы с малярийными комарами, чем ДДТ. Когда в Южной Африке с большим отставанием от других стран в 1996 году этот инсектицид запретили, заболеваемость малярией выросла в шесть с лишним раз, и спустя пять лет его снова разрешили. Только не надо распылять его тоннами с самолетов, летающих над городами, водоемами, болотами и сельскохозяйственными угодьями. Осторожное применение внутри жилищ, считают теперь специалисты, вполне допустимо. По данным ВОЗ, два грамма ДДТ на квадратный метр глинобитной стены уменьшают вероятность заражения жильцов дома малярией на 90%. Опрыскивание надо повторять всего лишь раз в год. Поэтому Всемирная организация здравоохранения одобрила применение ДДТ для опрыскиваний внутри помещений, указав, что это не только лучшее оружие для борьбы с малярийными комарами, но и самый дешевый и эффективный из инсектицидов. Если использовать ДДТ правильно, он не представляет угрозы для природы или человека.

К тому же недавно пришлось поставить под сомнение данные о накоплении ДДТ и ядовитых продуктов его распада в живой природе.

Около двадцати лет назад экологи, следящие за содержанием токсичных веществ в жире морских млекопитающих, стали обнаруживать в пробах жира неизвестные органические соединения с атомами хлора в молекуле. По структуре они напоминали ДДТ, и был сделан вывод, что препарат и продукты его разложения сносятся реками в океан, а там накапливаются в млекопитающих.

И вот недавно в пузырьке с китовым жиром, сохранившемся в поставленном на вечный прикол у берегов Коннектикута (США) последнем паруснике-китобое, найдены те же соединения - целых 11 их разновидностей. Поскольку проба жира относится к 1921 году, когда ДДТ не производили и не применяли, остается заключить, что эти соединения синтезируются где-то в океане. Где именно - пока неясно, известно только, что нечто вроде ДДТ производят симбиотические бактерии, живущие в морских губках и, видимо, защищающие этим своих хозяев от поедания.