Яды в нашей пище
Вольфдитрих Эйхлер
31. Кадмий как токсикант окружающей среды
Тяжелый металл кадмий вообще представляет собой один из самых опасных токсикантов среды (например, он значительно токсичнее свинца). В природной среде кадмий встречается лишь в очень малых количествах – именно поэтому его отравляющее действие было выявлено лишь недавно. Дело в том, что только в 2...3 последних десятилетия он стал находить все большее техническое применение. Он содержится в мазуте и дизельном топливе (и освобождается при его сжигании!), его используют в качестве присадки к сплавам, при нанесении гальванических покрытий (кадмирование неблагородных металлов), для получения кадмиевых пигментов, нужных при производстве лаков, эмалей и керамики, в качестве стабилизатора для пластмасс (например, поливи-нилхлорида) в электрических батареях и т.д. В результате всего этого, а также при сжигании кадмийсодержащих пластмассовых отходов кадмий может попадать в воздух. По данным Хясянена (Häsänen), в Балтийское море ежегодно поступает 200 тонн кадмия, в том числе 45% – из воздуха. А во всем мире, судя по имеющимся сведениям, в окружающую среду ежегодно выбрасывается примерно 5000 тонн.
Кадмий опасен в любой форме – принятая внутрь доза в 30...40 мг уже может оказаться смертельной. Поэтому даже питье лимонада из сосудов, материал которых содержит кадмий, чревато опасностью. Из-за того что однажды поглощенное количество кадмия выводится из человеческого организма очень медленно (0,1% в сутки), легко может происходить хроническое отравление. Самые ранние симптомы его – поражение почек и нервной системы, белок в моче, нарушение функций половых органов; позднее возникают острые костные боли в спине и ногах. Типично также нарушение функции легких. Кроме того, предполагается канцерогенное действие кадмия.
В организме кадмий в первую очередь накапливается в почках, и после достижения пороговой концентрации – около 0,2 мг Cd на 1 г веса почек – появляются симптомы тяжелого отравления и почти неизлечимого заболевания. Кстати, население ФРГ испытывает столь большую кадмиевую нагрузку, что ведомство по охране окружающей среды насчитывает там от 10 000 до 100 000 лиц, страдающих нарушениями почечной функции.
Отложение кадмия в почках вначале не вызывает сколько-нибудь заметных клинических симптомов заболевания. Лишь после превышения концентрации 0,2 мг на 1 г почечной ткани появляются тяжелые симптомы (такие, как одышка, наличие белка в моче, малокровие и почечная недостаточность). Кроме того, кадмий оказывает выраженное токсическое воздействие на половые железы (прежде всего на семенники).
Кадмий почти невозможно изъять из природной среды, поэтому он все больше накапливается в ней и попадает различными путями в пищевые цепи человека и животных. Чаще всего причиной повышенного содержания кадмия в пище бывают промышленные газообразные выбросы. Известные до сих пор данные о максимальной аккумуляции кадмия в пищевых продуктах относятся к свиным почкам, где находили до 2 мг/кг Cd. Все (без исключения) исследованные яйца серых куропаток и фазанов из Верхнего Эльзаса содержали кадмий (а значительно больше половины яиц – еще и ртуть). Двустворчатые моллюски могут аккумулировать кадмий, повышая его концентрацию в миллион раз по сравнению с его содержанием в морской воде.
Однако больше всего кадмия мы получаем с растительной пищей. Дело в том, что кадмий чрезвычайно легко переходит из почвы в растения: последние поглощают до 70% кадмия из почвы и лишь 30% – из воздуха. Особенно большую опасность представляют в этом отношении грибы, которые часто могут накапливать кадмий в исключительно высоких концентрациях. Так, например, в луговых шампиньонах было найдено до 6 мг/кг Cd (вообще же в шампиньонах находили до 170 мг/кг). Луговые шампиньоны аккумулируют главным образом кадмий, а наряду с этим также свинец и ртуть; у других видов грибов дело может обстоять иначе: например, пестрый гриб-зонтик накапливает в первую очередь Pb и Hg и в сравнительно меньших количествах – Cd. Поэтому федеральное ведомство по вопросам здравоохранения ФРГ уже рекомендовало употреблять в пищу меньше дикорастущих грибов (а также меньше свиных и говяжьих почек). В то время как степень загрязнения продовольственных продуктов свинцом и ртутью значительно ниже международных норм допустимой нагрузки, загрязнение кадмием, согласно произведенным до сих пор (еще неполным) оценкам, близко к соответствующим предельным уровням.
В Японии цинковый рудник загрязнил кадмием реку Дзин-цу, и тамошняя питьевая вода стала содержать кадмий; кроме того, речной водой орошали рисовые поля и плантации сои. Спустя 15...30 лет более 150 человек умерло от хронического отравления кадмием, сопровождавшегося атрофией костей всего скелета; этот случай вошел в историю эндемических отравлений тяжелыми металлами под названием «болезнь итаи-итаи». В США случаи заболевания итаи-итаи имели место в связи с потреблением сахарного горошка, который содержал большие количества кадмия. С тех пор в Японии всех, кто так или иначе подвергается подобной опасности, систематически обследуют на содержание кадмия в организме. Фармацевтическое предприятие «Pharmacia» в городе Фрейбурге недавно разработало метод, позволяющий сравнительно просто определять содержание кадмия в моче при:помощи так называемого бета-2-микроглобулина.
Количество кадмия, попадающее в организм человека, зависит не только от потребления им кадмийсодержащих пищевых продуктов, но и в большой степени от качества его диеты. В частности, даже весьма незначительная недостаточность железа может заметно усилить аккумуляцию кадмия. Поэтому женщины, которые в результате менструаций регулярно теряют вместе с кровью железо, более подвержены отравлению кадмием, чем мужчины. Особой опасности подвергаются беременные, у которых потребность в железе еще выше из-за того, что плод накапливает в своей печени запасы железа, необходимые ему для первых месяцев жизни после рождения. Поэтому, старательно восполняя убыль железа, женщины могут осуществлять по меньшей мере относительную профилактику. Вообще достаточное количество железа в крови, по-видимому, тормозит аккумуляцию кадмия. Кроме того, теперь мы знаем, что большие дозы витамина D действуют как противоядие при отравлении кадмием.
Кадмий накапливается также в волосах, где его можно обнаружить. При патологоанатомическом исследовании человеческих трупов было найдено, что содержание кадмия в почках в последние 50 лет неуклонно возрастало. Самые высокие концентрации встречаются у жителей больших городов и промышленных районов с большой плотностью населения. Подсчитано, что в США и Японии уже 5% населения находится под серьезной угрозой, так как концентрация кадмия у этих пяти процентов уже почти достигла установленного критического уровня.
Так называемые «кадмиевые скандалы» в ФРГ, имевшие место в 70-х годах, происходили из-за того, что кадмийсодер-жащий ил (однажды это был ил, вычерпанный из русла реки Неккар и бесплатно отданный фермерам «для улучшения почвы», в другой раз – ил из городских очистных сооружений) в течение многих лет в качестве средства, улучшающего почву, вывозился на сельскохозяйственные угодья. Это привело в конце концов к такому сильному загрязнению кадмием возделываемых пищевых и кормовых растений (сахарной свеклы, клубневого сельдерея, картофеля), что в 1979 году власти вынуждены были официально запретить там какие бы то ни было посадки. В районе Среднего Неккара эта мера была распространена на 30 га пахотной земли. В случае загрязненного ила со дна Неккара речь идет о кадмии, большая часть которого со сточными водами одного предприятия в Безигхейме, производящего пигменты, попадала в реку Энц, а оттуда в Неккар.
Что же касается ила из очистных сооружений Мюнхена, то в этом случае имеются различные источники кадмия (в том числе и предприятия, производящие поливинилхлорид, где кадмий используют в качестве катализатора).
В месте впадения Энца в Неккар у рыб по сравнению с рыбами из Неккара в районе Гейдельберга максимальное повышение концентрации кадмия было 50-кратным; а для печени рыб получались еще большие величины. Опасность отравления угрожала прежде всего плотве (Rutilus rutilus). Эта рыба частично питается илом, и если он содержит кадмий, то-она получает его с пищей в большом количестве.
Повсюду, где шлам из городских очистных сооружений, куда наряду с канализационными стоками спускают также и стоки промышленных предприятий, используется для улучшения свойств почвы, существует опасность, что опять может вспыхнуть такой же скандал из-за кадмия. В ФРГ в шламах из очистных установок находили до 275 мг/кг кадмия (в среднем 70 мг/кг). В других странах кое-где встречались величины до 1500 мг/кг. Ввиду этих случаев с кадмием теперь уже нельзя без соответствующих оговорок согласиться с широка распространенным мнением, что шлам из очистных установок после пребывания в течение 3...4 недель в бродильной камере и последующей сушки может служить ценным удобрением. Поэтому в ФРГ в целях охраны окружающей среды планируется постановление, которое должно будет гарантировать, что шлам из очистных сооружений с недопустимой концентрацией кадмия (и других тяжелых металлов) впредь уже не будет использоваться в сельском хозяйстве.
Между тем почва, загрязненная кадмием, вновь была свезена с полей (в какую круглую сумму это обошлось!), так что теперь, видимо, можно вновь использовать в пищу урожай, собираемый на этих землях; кроме того, благодаря другим мероприятиям уже с 1980 г. снова можно было без опасений есть рыбу из Неккара и Энца. Высокое содержание кадмия, которое в 1973 г. заставляло предостерегать от потребления рыбы, снизилось настолько, что теперь уже нет оснований возражать против употребления ее в пищу. Я, однако, счел бы весьма рискованным заключить из этого факта, что больше нет никакой причины для беспокойства, так как все как будто уже улажено!
Рот и Оберлендер (Roth, Oberländer) исследовали снижение урожайности при раздельном и совместном воздействии кадмия и цинка на молодые растения пшеницы. На черноземе почти не отмечалось каких-либо изменений. На буроземе максимальный дефицит урожая составлял 89% от контрольного уровня. Сульфат кадмия и сульфат цинка, взятые по отдельности, тоже снижали урожай, но при совместном их добавлении эффект значительно усиливался. Таким образом, речь идет о явлении синергизма повреждающих воздействий кадмия и цинка при их одновременном присутствии. Такого рода наблюдения делают сомнительной правильность установления границ толерантности для отдельных вредных веществ в смеси без учета их возможного синергизма.
Источники загрязнения окружающей нас среды кадмием весьма многообразны – например, кадмий попадает в воздух при сжигании каменного угля. Каждая тонна каменного угля содержит в среднем 2 г кадмия (в нефти его намного меньше). В последние 10...20 лет уменьшение потребления каменного угля (за счет использования нефти) уже заметно способствовало снижению загрязненности воздуха кадмием. Правда, если теперь снова возрастет применение каменного угля, то из-за большой примеси кадмия следовало бы не прямо сжигать уголь, а, например, использовать в качестве топлива жидкие продукты его сухой перегонки.
В настоящее время очень важным источником загрязнений обширных территорий среды кадмием служат также фосфатные удобрения, с которыми в почву – а следовательно, и в пищевые продукты – всегда попадает некоторое количество кадмия. Речь идет об удобрениях, которые содержат лишь следы кадмия. Это означает, что загрязнение растений, связанное с данным источником кадмия, настолько мало, что определяемые остаточные количества должны лежать намного ниже предела, установленного ВОЗ.
Согласно данным Научно-исследовательского института продуктов питания в Вене – Дёблинге, общее загрязнение пищи свинцом и ртутью в среднем на душу населения заметно ниже предельных норм ВОЗ, тогда как в случае кадмия оно, составляя 2 мг, точно им соответствует. Около 40% этого кадмия приходится на черный хлеб. Видимо, нужно признать, что не свинец и не ртуть, а именно кадмий является самым опасным тяжелым металлом, особенно в связи с тем, что он «через почву и корни растений легко попадает в пищевые цепи». Поэтому Оберлендер (Oberländer) (из Федерального научно-исследовательского института сельскохозяйственной химии в Вене) считает необходимым следить за миграцией кадмия в цепи почва – растение – животное, чаще проводя контрольные анализы (и значительно активнее изучать механизмы этой миграции).
У курильщиков в органиме тоже в среднем больше кадмия, чем у некурящих. В одной сигарете содержится приблизительно 2 нг кадмия. Если взять тех, кто выкуривает 28 сигарет в день, то окажется, что у них содержание кадмия в почках и печени почти удвоено по сравнению с некурящими. Подобные исследования стали возможны после того, как с помощью метода нейтронной активации научились определять содержание кадмия у живых людей.
32. Цинк как токсикант окружающей среды
Цинк необходим морскому планктону для его роста, однако из-за загрязнения морей металлом концентрация цинка в воде заметно возросла. В норме в литре морской воды должно содержаться меньше 5 мкг Zn. Между тем в некоторых прибрежных водах у Британских островов было найдено значительно более высокое содержание цинка – вплоть до 46 мкг/л.
В такой концентрации цинк подавляет фотосинтез всех планктонных растительных организмов. Так как планктон служит начальным звеном пищевой цепи и главным пищевым ресурсом для многих видов рыб, то подавление фотосинтеза (синтеза крахмала и сахара в зеленых растениях с помощью солнечной энергии) может иметь далеко идущие последствия.
Но не следует упускать из виду и то, что пока еще трудно оценить, в какой мере цинк – в первую очередь благодаря своему каталитическому действию, повышающему токсический эффект других тяжелых металлов, – может влиять на окружающую среду в целом.
Насколько запутанными могут оказаться взаимосвязи, наглядно демонстрируют исследования Томсона (Thomson) в Порт-Деви в Тасмании; в этом практически необитаемом районе одно только естественное поглощение цинка устрицами привело к его накоплению в них выше допустимых пределов.
33. Винилхлорид как токсикант окружающей среды
Поливинилхлорид (ПВХ) – это сегодня непременная принадлежность нашего образа жизни, и прежде всего он незаменим как упаковочный материал для пищевых продуктов. Так как его получают из винилхлорида, возник вопрос не могут ли содержащиеся иногда в пленках из ПВХ остаточные количества винилхлорида прямым или непрямым образом (через пищевую цепь или диффундируя в упакованные в ПВХ продукты питания) оказывать вредное влияние на человека.
В самом деле, ведь на фабриках, производящих ПВХ, у рабочих вынужденных вдыхать относительно высокие концентрации паров винилхлорида, возникают гемангиосаркомы (одна из форм быстро развивающихся злокачественных опухолей, образуется из стенок кровеносных сосудов).
Как известно, раньше в пленках ПВХ, использовавшихся Для упаковки пищевых продуктов и изготовления кухонной утвари, действительно еще определялись остатки винилхлорида, которые могли представлять опасность, например в том случае, когда бутылку из ПВХ, в которой прежде находилось водное содержимое, при вторичном использовании наполняли жирным пищевым продуктом.
Разумеется, предметы кухонного оборудования изготовлялись из пластифицированного ПВХ, который вряд ли еще содержал примесь винилхлорида: в прошлом ее находили главным образом в непластифицированном ПВХ. Между тем (по меньшей мере начиная с 1978 г.) благодаря совершенствованию технологии содержание винилхлорида в ПВХ было снижено, так что в настоящее время ПВХ-материалы в токсикологическом отношении могут, пожалуй, считаться безопасными. Согласно данным Федерального ведомства по вопросам народного здравоохранения ФРГ, в продуктах питания, упакованных в ПВХ, не было обнаружено винилхлорида. К тому же до сих пор нет никаких указаний на то, что винилхлорид при попадании его в организм с пищей тоже может вызывать рак. Ведь все заболевшие рабочие вдыхали большие количества винилхлорида в газообразной форме.
В ФРГ 8 ноября 1979 г. вступило в силу «Положение о предметах первой необходимости, изготовленных из винилхлорида», где указывается, что предметы из ПВХ, если они соприкасаются с пищевыми продуктами, как, например, упаковка для расфасованного маргарина или бутылки для масла, не должны содержать более 1 мг мономерного винилхлорида на 1 кг, так как газообразный мономерный винилхлорид (исходный материал для производства ПВХ) в определенной концентрации может вызывать злокачественные заболевания. Это положение относится и к ряду других предметов – к мундштукам вспомогательных приспособлений для плавания и иных изделий, которые надувают ртом, а также к детским игрушкам. Так как винилхлорид, удаляемый из изделий с целью выполнить упомянутое требование, вновь используется в качестве сырья, себестоимость продукции при этом не повышается.
Прежние анализы пищевых продуктов, расфасованных в бутылки из ПВХ, выявили наличие в них следов винилхлорида, причем концентрация последнего зависела от характера содержимого бутылки; больше всего был загрязнен уксус, за ним следовали фруктовые соки и горчица.
34. Фтор как токсикант окружающей среды
Целесообразность фторирования питьевой воды для профилактики кариеса остается спорной, однако здесь эта мера обсуждаться не будет, тем более что она, безусловно, тщательно контролируется.
Фтор может причинять вред скоту как в стойле, так и на пастбище. В стойле это имеет место в том случае, если в сточные лотки насыпают суперфосфат с целью связать азот в навозной жиже и устранить ее запах. Если животное его наглотается, это приведет к отравлению фтором. На пастбище вблизи алюминиевых заводов у скота может наблюдаться повреждение костей, так как эти заводы выбрасывают фтористые соединения.
Однако для человека главная угроза со стороны фтора как токсиканта природной среды заключается совсем в другом. Дело в том, что в результате применения хлор- или фтор-органических соединений в качестве хладагентов и газов-вытеснителей в холодильниках и аэрозольных баллонах они попадают в атмосферу; будучи весьма устойчивыми соединениями, эти легкие газы поднимаются все выше в тропосферу и даже в стратосферу. В связи с этим возникает опасение, что там под воздействием атомов хлора может начаться процесс каталитического расщепления O3 и в результате может быть полностью или хотя бы частично разрушен слой озона. Самое меньшее, что тогда могло бы ожидать нас в будущем, – это, вероятно, рост заболеваемости раком кожи, так как сейчас слой озона надежно защищает нас от ультрафиолетового излучения Солнца.
Пагубное воздействие этих хлор- и фторорганических соединений расценивается как куда более серьезный фактор, чем воздействие окиси азота из выхлопных газов реактивных сверхзвуковых самолетов, хотя бы уже потому, что продолжительность жизни этих соединений составляет около 30 лет. В связи с этим неоднократно выдвигались требования полностью запретить применение аэрозольных баллонов.
В слое озона действительно обнаруживаются значительные периодические и непериодические изменения. Несомненно, теория разрушения озона под действием хлорфторметана в принципе верна, так как все данные, говорящие в ее пользу, хорошо согласуются между собой. Исходя из нынешнего содержания хлорфторметана в атмосфере, было подсчитано, что убыль озона должна составить не более 1...2%. К прогнозам необходимо относиться серьезно, так как следует учитывать длительный характер процесса: если бы однажды редукция озонового слоя возросла настолько, что ее удалось бы четко зарегистрировать, то даже в случае немедленного полного отказа от дальнейшего применения хлорфторметана разрушение озона продолжалось бы еще по меньшей мере 10 лет и только после этого очень медленно пошло бы на убыль. В целом может пройти 40...50 лет, прежде чем большая часть молекул хлорфторметана перейдет в стратосферу, разрушится там и хлор-катализатор в форме неактивных молекул HCl возвратится с дождями в тропосферу. Но, разумеется, точные прогнозы, так же как и результаты измерений, пока еще в большой мере перегружены факторами неопределенности. Поэтому Фабиан (Fabian, 1980) полагает, что для устранения всех неясностей относительно веществ, содержащихся в атмосфере в следовых количествах, необходима еще весьма значительная исследовательская работа.
35. CO и CO2 в воздухе
Окись углерода сама по себе – наиболее ядовитая составная часть выхлопных газов автомобильных двигателей (а также светильного и печного газов). Вместе с промышленными газовыми выбросами эти источники повышают естественную равновесную концентрацию СО в атмосфере.
Воздействию СО на психические функции и поведение человека и животных особое внимание уделено в докладе Вейсса и Лэтиеса (Weiss, Laties) на совещании по токсикологии поведения.
Еще больше внимания обращается на антропогенное увеличение концентрации двуокиси углерода (CO2) в атмосфере ввиду ее несомненного значения для теплового режима Земли и для всей органической жизни. Следует опасаться изменений климата: если бы начали таять полярные льды, то вода в результате поднятия уровня океанов затопила бы все прибрежные низменности, а у полюсов уже никогда больше не образовался бы ледяной покров. Эта необратимость вытекает из того, что темная поверхность открытого моря отражает меньше солнечных лучей, чем ледяной панцирь, а вместо этого поглощает их. Вода нагревалась бы сильнее, и ее повторное замерзание было бы затруднено. Это обстоятельство климатологи рассматривают как действие положительной обратной связи.
Однако же эту теорию оспаривают, ссылаясь на то, что последствия роста концентрации CO2, возможно, компенсируются без всякого сдвига температуры в результате изменения количества водяных паров или изменения облачности. Кроме того, существуют расчеты, заставляющие усомниться в том, что повышение содержания CO2 в воздухе может повлиять на климат. Мы, в сущности, пока еще очень мало что знаем о естественном круговороте CO2 в атмосфере.
Сейчас мы исходим прежде всего из того, что уровень CO2 в атмосфере определяется химическими свойствами георезервуара океан – атмосфера. Однако, прежде чем молекула CO2 попадет в океан, проходит в среднем 6 лет; и перемешивание вод океана тоже идет очень медленно!
Поэтому, пожалуй, лучше допустить, что в настоящее время еще невозможно предсказать характер климатических изменений при повышении содержания CO2 в воздухе. Быть может, дело обстоит так: когда вследствие повышения концентрации CO2 атмосфера нагревается, начинает испаряться больше воды и в атмосфере возрастает количество водяных паров, что могло бы вести к дальнейшему подъему температуры. Однако увеличение влажности атмосферы могло бы также способствовать усиленному образованию облаков, сильный экранирующий эффект которых в свою очередь оказывал бы значительное обратное влияние на баланс радиации атмосферы с тенденцией к охлаждению. Такие эффекты обратной связи, которые действуют то в одном, то в другом направлении, мы не в состоянии полностью предусмотреть даже с качественной стороны!
Установлено, что на протяжении трех последних десятилетий содержание CO2 в атмосфере возрастало примерно на 0,0001% в год. Однако за тот же период времени средние температуры в мире, несмотря на развитие промышленности, снизились приблизительно на ГС. Возможно, это объясняется тем, что повышенное содержание аэрозолей (и другой тонкодисперсной пыли) в атмосфере сильно уменьшило интенсивность солнечной радиации, однако ожидаемое в связи с этим похолодание было частично скомпенсировано в результате повышения уровня CO2.
Рис. 23. Изменение содержания CO2 в атмосфере по данным, полученным обсерваторией в районе Мауна-Лоа (Гавайи) (По Machta, in: Barney, 1980)
Таким образом, в нынешней дискуссии по поводу СO2 выдвигаются довольно различные расчеты и предположения. Правда, согласно данным японского Института метеорологических исследований, аномальные погодные условия 1980 г. на всем земно шаре уже, вероятно, обусловлены растущим загрязнением земной атмосферы двуокисью углерода и пылью.
Во всяком случае, содержание CO2 в земной атмосфере возросло за последнее столетие с 258 мг/кг (1890 г.) до 340 мг/кг; не исключено, что при дальнейшем росте потребления каменного угля и нефти содержание двуокиси углерода к 2050 г. достигнет даже 600 мг/кг. Таким образом, в ближайшие 50 (или 100) лет приходится ожидать, что нынешняя концентрация CO2 почти удвоится, если только выброс двуокиси углерода в атмосферу в дальнейшем будет возрастать такими же темпами, как до сих пор. Но в таком случае это, вероятно, приведет к всеобщему потеплению земной поверхности! При этом приверженцы теории теплового воздействия CO2 ожидают в ближайшие 100 лет подъема средней земной температуры в пределах 2,5°C. Так называемый «тепличный эффект» связан с тем, что CO2 задерживает инфракрасное излучение земной поверхности в области от 12 до 18 мкм, а как раз в этой области спектра лежит максимум излучения Землей энергии во Вселенную.
36. SO2 в воздухе
Проблема SO2 – результат того, что при сжигании ископаемого топлива и при обработке серусодержащих руд сернистый газ улетучивается в воздух. К тому же и предприятия, производящие полимерные материалы, выпускают его в воздух тоннами. Подсчитано, что США ежегодно «выдыхают» в атмосферу 26 миллионов тонн; равным образом причастна к этому и Европа, выпускающая 60 миллионов тонн. При этом 93% поступающего в атмосферу SO2 выбрасывается в северном полушарии и только 7% – в южном. За время с 1960 по 1965 г. общее количество приблизительно удвоилось. [Правда, несмотря на все возрастающий выброс при сжигании топлива, сейчас в целом еще преобладают серусодержащие компоненты (другие соединения серы!), происходящие из природных источников.]
Все чаще происходит выпадение «кислотных дождей». Из SO2 и влаги воздуха в конечном счете образуется серная кислота, составляющая около 60% всех содержащихся в дождевой воде кислот. Остальные 35% представлены азотной кислотой, которая, по всей вероятности, образуется из окислов азота, выбрасываемых с выхлопными газами автомобилей. В какой степени к этому причастно также и применение азотистых удобрений, пока еще не выяснено. Во всяком случае, почвенные микроорганизмы, преобразуя удобрения, вероятно, могут выделять в атмосферу газообразный азот, который способен соединяться с кислородом, образуя окислы азота.
Метеорологи, занимающиеся вопросами охраны окружающей среды, дают для Средней Европы следующую модель нынешней ситуации с кислотными дождями:
После образования антициклона над Средней Европой вредные вещества в течение нескольких дней концентрируются в нижней части атмосферы. Затем, когда область высокого давления сдвигается к востоку, образовавшиеся тем временем кислотные туманы перемещаются вместе с общей циркуляцией воздуха через Северное море к Скандинавии и там выпадают в виде дождей. Этот процесс может повторяться до 20 раз в году (и всегда затрагивает одни и те же территории).
Воздействие кислотных дождей особенно губительно в Скандинавии, прежде всего потому, что там почвы из-за своего химического состава плохо нейтрализуют или даже вовсе не в состоянии нейтрализовать выпадающую кислоту.
Рис. 24. Закисление пресных вод на юге Швеции. Снижение pH до 5,5 за последнее десятилетие означает, что уже достигнута критическая пороговая величина для большинства организмов – обитателей озер (Из журнала «Космос», 1981, Штутгарт)
Рис. 24а. Районы выброса серы и районы выпадения кислотных дождей. Ежегодный выброс серы (слева): светлые треугольники – от 3 до 30 т/км2; черные треугольники – более 30 т/км2. Дожди (справа): светлые кружки – pH около 4,5; полузачерненные кружки – pH около 4,0.
Рис. 25. Чувствительность различных деревьев и кустарников к дыму, содержащему SO2.
Особенно пагубно воздействие подкисленной воды на популяции рыб. Уже относительно небольшие отклонения от нормального нейтрального pH вызывают замедление роста или гибель молоди. Первыми начинают страдать форель и другие лососи. Новое подселение мальков в водоемы с нарушенными условиями не решает проблемы, так как рыбы в таких водоемах больше не размножаются. Там, где в Швеции подобный дождь с низким pH (вплоть до рН 2!) попадал в озера с ложем из кислых пород, это нередко приводило к уничтожению всей популяции рыб.
В Норвегии имеет место сходная ситуация. Озера и реки южной Норвегии в результате кислотных дождей уже несколько лет назад почти полностью потеряли свои рыбные запасы – теперь там имеются тысячи озер, в которых больше не водится никакая рыба (Hendrey, 1981).
Это прямое воздействие кислотного дождя еще усугубляется благодаря непрямому сопутствующему эффекту. Тяжелые металлы, например ртуть, которые могут содержаться в почве и горных породах, не вымываются обычной дождевой водой, но зато вымываются кислыми растворами (опять-таки с фатальными последствиями для рыб).
Весьма заметным и в связи с этим неоднократно подвергавшимся публичному обсуждению следствием загрязнения воздуха SO2 является «выпадение ели», которое наблюдается не только в Баварском Лесу или Рудных горах (и в соответствующих лесах на чехословацкой стороне), но происходит почти в мировом масштабе – всюду, где только в хвойные леса попадают в больших количествах отработанные промышленные газы. Опасность тем больше, чем ниже pH кислого гумуса в лесной почве, так как SO2 в этом случае не разлагается. Так называемое «выпадение пихты» обусловлено той же причиной
Рис. 26. Повышение смертности в связи со смогом 5...9 декабря 1959 года в Лондоне. (Hodges, 1977.)
Путем направленного разведения устойчивых пород хвойных деревьев или замены хвойных пород лиственными можно смягчить симптомы, не затрагивая причин.
Относительно механизма действия SO2 на хвойные породы деревьев предложена теория, которая отводит главную роль закислению почвы при попадании в нее SO2 с кислотными дождями. В результате просачивания такой дождевой воды в лесную почву в минеральном грунте высвобождается связанный под гумусовым горизонтом алюминий. Образующиеся при этом токсичные ионы алюминия разрушают жизненно важную для питания дерева систему тонких корешков и открывают бактериям путь к корням и стволу. Они создают в комле дерева патогенное мокрое ядро, которое блокирует транспорт воды в верхние части дерева. Это «драматическое нарушение водного баланса» (Schütt) объясняет, почему ель отмирает снизу вверх и изнутри кнаружи (а не наоборот). А сразу после сильных морозов в задымленных еловых насаждениях гибнет необычно большое число деревьев.
В периоды засух и раньше наблюдались случаи закисле-ния почвы, и тогда тоже высвобождались ионы алюминия. Однако раньше деревья могли вновь «отдохнуть» после засухи, чему сегодня препятствуют промышленные загрязнения. Закисляющему эффекту SO2 могло бы противодействовать известкование почвы, но во многих местах это мероприятие проводят слишком поздно.
В ФРГ в федеральной земле Северный Рейн-Вестфалия даже вдали от Рурской области лесам угрожает серьезная опасность. В результате двухлетних обстоятельных исследо ваний было обнаружено, что в 58% еловых насаждений обра стание хвоей так резко отличается от нормы, что «следует считаться с реальной угрозой для лесов». В лиственных лесах по соседству с такими еловыми насаждениями отмирание лишайников на древесной коре сигнализирует и об опасности для дубов: на коре 57% обследованных дубов лишайники уже отсутствуют!
Так как именно хвойные насаждения столь чувствительны к SO2, Пауке и соавторы (Pauke et al.) предложили заменить их «экологически более стабильными буковыми насаждениями». Авторы, очевидно, сознают свое бессилие и намереваются бороться только с симптомами, но не с причинами, из породившими.
С начала 80-х годов было отмечено колоссальное усыхание лесов в Средней Европе (включая и лиственные насаждения) что вызвало острые дискуссии о его причинах (даже среди экспертов): с одной стороны, утверждали, что причиной гибели лесов будто бы является какой-то возбудитель болезни, о чем свидетельствуют эпидемиологические данные; с другой стороны, Шютт (Schutt) в своем выступлении по радио 12 февраля 1984 года в Западном Берлине решительно оспаривал мнение, что какой-то биотический компонент может быть единственной или основной причиной гибели лесов, – он утверждал, что скорее это еще не изученные компоненты воздушного загрязнения (возможно, тяжелые металлы?) во взаимодействии с другими вредными веществами (скорее всего сернистым газом).
В результате в ФРГ (1983) распространилось мнение о том, что, прежде чем принимать какие-либо меры, следует тщательно изучить причины гибели леса. Я считаю такой подход демагогическим и опасным. Если в Японии за последние 8 лет (до 1983 г.) удалось снизить загрязнение воздуха сернистым газом над островами при помощи специальных очистных установок с 1 500 000 до 80 000 тонн в год (т.е. почти на 95%), то это должно послужить стимулом и для Европы в ее борьбе с кислотными дождями! Это непременно скажется благотворным образом и на состоянии лесов. А между тем своим чередом должно идти тщательное исследование причин, выяснение того, какие еще факторы причастны к гибели лесов и что еще можно и нужно сделать, чтобы ей воспрепятствовать.
Античные сооружения Акрополя в Афинах за время 1960 по 1980 г. пострадали от загрязнения воздуха больше чем за два с половиной предыдущих тысячелетия. Причина этого в том, что SO2, выделяемый, например, цементным заводом в Пирее и муниципальными газовыми заводами, с дождями выпадает на землю в форме серной кислоты и превращает классический мрамор произведений искусства в крошащийся гипс. В настоящее время пытаются разработать защитную смесь для сооружений, которым угрожает воздействие серной кислоты.
На электростанциях ГДР для удаления сернистых соединений пробуют добавлять при сжигании каменного угля известняк из отвалов. В СССР работают с магнезитом, в Польше применяют аммиачный способ.
Наводивший ранее страх лондонский смог исчез, после того как в результате ряда строжайших мер снизилось содержание SO2 в бытовых и промышленных отработанных газах.
Для того чтобы оценить воздействие двуокиси серы, окислов азота и хлористого водорода на постройки, Цоллернский институт при Немецком музее горного дела провел следующую работу: вблизи исторических сооружений (возле замка Ней-шванштейн, Кельнского и Любекского соборов и др.) на открытом воздухе выдерживали в течение года образцы природного камня. Оказалось, что в местах с сильным загрязнением воздуха SO2 (где в среднем за год осаждалось до 126 мг SO2 на 1 м2 в сутки) «на образцах появились заметные растрескивания и эрозии». За год пробы потеряли 3...4% своего веса.
В настоящее время в Швеции пробуют рассыпать с самолетов известь над озерами, ставшими особенно кислыми, с целью смягчить последствия кислотных дождей. Благодаря установкам, улавливающим серу, в Японии удалось за 8 лет (до начала 80-х годов) снизить выброс серы с 1,5 млн до 0,08 млн тонн в год.
С 1978 года и в Альпах отмечается возрастающая гибель леса. В южной Швейцарии страдает прежде всего благородный каштан. В Австрии все больше разрушается покров альпийских высокогорных лугов, и это, вероятно, связано с влиянием «кислого снега» (там, где выпадают кислотные дожди, должен быть и кислый снег!); правда, здесь еще не проведен достаточно детальный анализ причин, как это имело место в Рудных горах.
После опытов, проведенных в теплицах (так называемом «экодроме») Института сельского хозяйства и экологии растений университета Хоэнхейм (Штутгарт, ФРГ), в последнее время стало ясно, что наряду с двуокисью серы причиной гибели леса является и озон. Основным источником повышенного содержания озона в нашем воздухе служат выхлопные газы: с ними в атмосферу поступают окислы азота, из которых под Действием солнечного света образуется озон. Согласно обобщению Службы охраны окружающей среды ФРГ, в 1984 г. в густонаселенных областях Средней Европы содержание озона в 1 м3 воздуха составляло 600 мкг, а во многих других местах 200 мкг – однако и это слишком много для чувствительных растений (не только для лиственниц и сосен, но и для ржи, ячменя, овса, картофеля, томатов и винограда).
37. Прочие аспекты загрязнения воздуха
В целом загрязнение воздуха составляет одну из самых неотложных проблем, связанных с отравлением нашей природной среды, так как воздействия вредных примесей являются здесь глобальными (как по вертикали, так и по горизонтали) и мы не можем их избежать. Поэтому данная проблема еще более серьезна, чем загрязнение питьевой воды – тут все-таки можно переключиться на минеральную воду.
Для ФРГ на 1970 г. приводятся следующие данные о годичном загрязнении воздуха: 7 тыс. тонн Pb, 7 млн тонн СО, 5 млн тонн SO2, 2,5 млн тонн копоти и пыли. Подобные отходы осаждаются также и на плодах и овощах как при их выращивании (особенно вблизи промышленных предприятий и автодорог), так и при раскладке на рынках или перед магазинами. Из указанных количеств загрязнителей половина имеет своим источником автомашины, а до четверти приходится на долю промышленности и домашнего хозяйства.
В земную атмосферу ежегодно поступает: 100 млн тонн соляной кислоты и других соединений хлора; 300 – 400 млн тонн сероводорода и серного ангидрида; 90 – 400 млн тонн окислов азота; от 80 до 200 млн тонн аммонийных соединений; кроме того, ежегодно высвобождается около 14 млн тонн двуокиси углерода.
Круговорот азота в атмосфере изучен еще совершенно недостаточно. Реакции с участием NO, NO2 и углеводородов из загрязненной атмосферы ведут, что особенно характерно для крупных городов Америки, к образованию «фотохимического смога». При этом взаимодействия между промышленными выбросами и выхлопными газами автомашин могут приводить в результате цепной реакции к образованию озона, который затем может даже стать самым важным токсичным компонентом в смоге крупных городов; кроме того, образуется не менее опасный пероксиацетиленнитрат (ПАН). Оба вещества характерны для так называемого летнего, или лос-анджелесского, смога.
Только что упомянутый ПАН был впервые обнаружен в 1956 году в смоге Лос-Анджелеса. Он образуется фотохимическим путем из углеводородов в результате окисления радикалов ОН в присутствии молекулярного кислорода и окислов азота. Дальнейшие исследования показали, что его концентрация в воздухе всех больших городов составляет примерно 10 нг/кг. Это вещество вызывает слезотечение, придает свинцовый запах белью, висевшему на воздухе. Совсем недавно оно было обнаружено в чистейшем воздухе Тихого океана в концентрации от 10 до 400 нг/кг. Очевидно, оно и здесь образуется фотохимическим путем из углеводородов морской воды. Поэтому есть основание считать это соединение очень распространенным природным веществом, а не только вредным продуктом цивилизации.
В отличие от этого так называемый смог лондонского типа, или зимний, образуется в результате высокой концентрации SO2 и в первую очередь обязан своим возникновением промышленным газообразным отходам.
Уже давно установлено, что фторорганические соединения могут повреждать озоновый слой Земли. В последнее время подобное действие приписывают также одному из оксидов азота (N2O – NO – NO2). Источником этого вещества служат азотные удобрения, применение которых возрастает во всем мире. Таким образом, всемирная борьба за увеличение продовольственных ресурсов, быть может, ставит нас перед выбором: нехватка пищи для голодных или рак кожи для всех без исключения? Правда, научные основы для суждения о возможных последствиях пока еще недостаточно ясны.
Содержание токсичных окислов азота в воздухе ФРГ за последние 20 лет увеличилось в 20 раз.
К ядам в узком смысле слова не относится пыль, но это тоже один из важных факторов загрязнения воздуха. В этом отношении очень опасными загрязнителями воздуха являются, например, цементные заводы – особенно если они повинны в том, что в ночное время открывают заслонки для беспрепятственного выхода цементной пыли, так как фильтровальные установки задерживают отработанный воздух и тем самым мешают производственному процессу.
В Швейцарии содержание пылевых частиц в воздухе за последние 40 лет выросло почти вдвое. Еще более устрашающими выглядят данные об увеличении отложений пыли на ледниках Кавказа и в Гренландии.
ГДР в рамках кооперации СЭВ специализировалась на производстве пылеуловителей, и в связи с этим фильтровальные установки против промышленных пылевых выбросов в последние годы становятся здесь все более эффективными. Таким образом удалось достигнуть уменьшения запыленности воздуха, но все же успехи в этой области пока не настолько велики, чтобы население могло уже отметить существенный сдвиг к лучшему.
Боярышник Crataegus monogyna, посаженный по краям автодорог, особенно сильно поражается тлями Aphis pomi.
В связи с этим Флюккигер и Эртли (Flückiger, Oertli) усматривают в загрязнении воздуха выхлопными газами фактор, благоприятствующий массовому поражению растений тлями.
38. Фунгициды как токсиканты окружающей среды
Полихлорированным дифенилам, которые, помимо прочего, используются и в качестве фунгицидов, уже был посвящен специальный раздел (разд. 24); поэтому ниже будут приведены лишь немногие примеры отрицательных последствий применения фунгицидов.
Довсходовые опрыскивания в плодоводстве из-за ранних весенних сроков их проведения считаются еще относительно безвредными для окружающей среды. Но если для опрыскивания применяют препараты динитроортокрезола, а в последующие дни пройдет теплый дождь, то дождевые черви, которые после дождя выползают из почвы наружу, гибнут массами: ведь даже в очень сильных разведениях это вещество еще действует как сильный вермицид!
Препараты бензимидазола применяются в плодоводстве как универсальные фунгициды, но после обработки ими листва теряет способность к перепреванию и дождевые черви от этого необратимо (т.е. смертельно) парализуются.
Если фунгициды разбрызгивают сверху на верхушки деревьев, то внизу изменяются корневые выделения и мико-ризообразующие грибы погибают.
Гексахлорбензол является действующим началом пестицида, который до 1975 г. разрешалось применять в ФРГ в качестве протравителя против твердой головни пшеницы. Позднее, когда было установлено, что в различных районах Баварии в пробах масла концентрация гексахлорбензола превышает допустимый уровень, это можно было объяснить следующими причинами:
1) на некоторых предприятиях зерно перед помолом смешивали с остатками семенного материала;
2) семенной материал протравливался в помещениях, в которых одновременно находились также и кормовые продукты;
3) кормовые продукты засыпали в мешки, в которых до этого хранился протравленный семенной материал.
Гексахлорбензол концентрируется и в грудном молоке кормящих матерей, причем в ФРГ предельно допустимый уровень был превышен в 100 раз.
Конрад (Conrad) исследовал 457 яиц 19 видов птиц, живущих в ФРГ, на наличие в них остатков пестицидов и обнаружил во всех яйцах гексахлорбензол, п, n-ДДЭ1 и полихло-рированные дифенилы.
В настоящее время в Гессене в рыбе, выловленной в старицах Рейна, находят остаточные количества полихлориро-ванных дифенилов, примерно в 20...40 раз превышающие предельно допустимую концентрацию, которая составляет 0,05 мг на 1 кг веса рыбы.
39. Гербициды
По сравнению с рядом других пестицидов в оценке опасности гербицидов многое еще остается не вполне ясным или даже совсем не известным, и о них с гораздо меньшей уверенностью можно говорить как о токсикантах окружающей среды. По данному вопросу я рекомендую читателям обратиться в первую очередь к обзору Крамера (Cramer, 1977), а здесь; сказав кое-что о частичной роли гербицидов как токсикантов, постараюсь главным образом осветить их значение в фактическом загрязнении окружающей среды (см. разд. 40).
Остатки гербицидов находили прежде всего после лесо-охранных мероприятий, и это дает повод для опасения при употреблении в пищу грибов и ягод. Во всяком случае, спустя неделю после распыления препаратов ростовых веществ избирательного действия остаточные количества гербицидов во много раз превышали максимальные уровни, допускаемые в ФРГ для продуктов питания «Положением о предельном содержании средств защиты растений»: в малине в 98...144 раза, в ежевике в 83 раза. Даже через месяц после опрыскивания имело место превышение официально установленных пределов в малине в 20...26 раз, в ягодах боярышника в 128 раз и в агариковых грибах в 34 раза.
Еще намного выше было содержание остатков в листьях и ветвях различных растений, в том числе играющих важную роль в питании дичи. Так, спустя четыре недели после обработки гербицидами были получены следующие цифры – отношения найденных количеств гербицидов к количествам, максимально допустимым для пищевых продуктов: для малины – 88; для красной бузины – 132; для пневых побегов дуба – 420; для порослевых побегов лещины – 580; для елей и лжетсуг – 880; для жарновцов – 1040; для молодых берез – 3300. Не удивительно, что все больше случаев отравления животных (в том числе и смертельного) непосредственно объясняют опрыскиванием препаратами гербицидов.
* Продукт разложения ДДТ.
Еще один эффект применения гербицидов заключается в том, что ростовые вещества, предназначенные для уничтожения нежелательных трав, кустарников и деревьев, привели к столь значительному обеднению растительности, что во многих местностях стало совершенно невозможным высокопродуктивное пчеловодство.
Даже такие гербициды, которые при проверке на токсичность для теплокровных животных получили оценку «нетоксичны», могут стать причиной неожиданных побочных эффектов, таких, как изменение вкуса ядовитых растений. Например, при опрыскивании пастбищ гербицидами – прозводными феноксиуксусной кислоты (скажем, препаратом 2М-4Х против различных видов лютиковых) вкус лютика настолько изменяется, что скот начинает его поедать и бывают даже случаи смертельного отравления. Поэтому после обработки пастбища такими препаратами на нем в течение трех недель запрещается выпас скота; разумеется, такой запрет позволит уберечь скот, но уж, конечно, не дичь.
В других случаях и в совершенно другой области подобный эффект может обеспечить полный успех в борьбе с сорняками, который не мог бы быть достигнут в результате воздействия одного только гербицида.
Размножение жуков-листоедов, приспособленных к питанию на одном виде растений, сдерживается под влиянием определенных веществ растения-хозяина; но когда в результате воздействия гербицидов вкус этих растений изменяется, жуки оказываются в состоянии их уничтожить.
Например, одной только обработкой микрогранулированными гербицидами (2М-4ХП+2,4,5-Т* в форме эфира) не удавалось радикально искоренить все виды горца (Polygonum). Однако листоеды, живущие на горце, стали теперь выедать всю популяцию Polygonum на обработанном участке.
* 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота.
В другом случае обработка луга бутиловым эфиром пропионовой кислоты для борьбы со щавелем туполистным (Rumex obtusifolius) вначале не давала удовлетворительных результатов. Однако под влиянием гербицида листоеды, живущие на щавеле, размножались в невероятном количестве и уничтожили всю популяцию Rumex. В добавление к этому все корни были съедены мышами: стержневые корни щавеля после обработки луга гербицидами лишились присущей им способности отпугивать мышей!
С другой стороны, гербициды могут косвенным путем вызывать также и снижение численности насекомых, причем не только тем, что уничтожают их кормовые растения. Возможно, например, что сорняки, количество которых в результате применения триазиновых гербицидов явно уменьшилось, необходимы были жужелицам для спаривания.
Гербициды могут быть опасны для пчел даже и в тех случаях, когда категорически утверждается, что такой опасности не существует. Они, по всей вероятности, действительно не токсичны для пчел и потому вовсе не вызывают гибель последних при прямом контакте; когда, однако, загрязненные гербицидом пчелы возвращаются в свой собственный улей, из-за приобретенного ими постороннего запаха другие пчелы выгоняют их. И вот тогда-то перед ульем лежат сотни мертвых пчел.
Рис. 27. Между двумя плодовыми садами (где особенно интенсивно обрабатывались биоцидами краевые участки) находилась 150-метровая охранная зона питьевой воды (первый источник находился всего лишь в двух метрах от ограды плодового сада, который обрабатывали гербицидами) (Фото из архива Эйхлера)
Рис. 28. Неудачный выбор места для хранения биоцидов: поблизости протекает ручей, легко доступный для детей. (Фото из архива Эйхлера)
Гербицид «Agent Orange», который, кстати, применялся американцами во Вьетнаме, содержит в качестве действующих начал 2,4-Д* и 1,4,5-Т. Этот гербицид применяли также на территории Колумбии, причем там с самолета им опрыскивали обширные хлопковые и рисовые поля. В итоге имела место необычно высокая частота выкидышей и рождения детей с пороками развития (которая значительно превышала средние цифры по стране). Кроме того, после применения этого гербицида в Колумбии гибли домашние животные и рыбы.
* 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота.
На одном всемирно известном бальнеологическом курорте сильные серные источники постепенно стали становиться все слабее. Выяснилось, что биоциды, применявшиеся для уничтожения сорняков в районе целебных источников, даже в самых ничтожных дозах убивают серобактерий. В этом случае шла речь о гербицидах, относительно которых утверждалось, что они будто бы аккумулируются в самых верхних слоях почвы.
Спустя короткое время после того, как администрация курорта запретила применение гербицидов в курортном парке, в котором берут свое начало целебные источники, концентрация серы в воде всех трех источников снова повысилась. Через год содержание серы опять было нормальным и константно высоким, как в незапамятные времена. Значит, серобактерий здесь действительно убивали гербициды!
Катастрофа в Севезо (см. также Meer, 1977) может служить примером несчастного случая при производстве гербицидов и, будучи результатом технической аварии, не относится, собственно, к теме нашей книги. Однако она дает возможность взглянуть на проблематику токсикологии гербицидов. Как известно, в Севезо взорвался котел с трихлорфенолом – веществом, сходным с 2,4,5-Т, в результате чего от 1 до 5 кг побочного продукта диоксина было распылено примерно на 30 км2 вокруг. Все попытки удалить и окончательно захоронить яд до сих пор не привели к успеху. Правда, было поднято 200 000 тонн пахотной земли и засыпано в мешки, однако они все еще временно хранятся в бывшей школе Севезо вместе с трупам? 81 000 домашних животных. Никто не знает, что с ними делать дальше например, их сожжение привело бы к новому распространению диоксин воздушным путем. Еще и сегодня даже на расстоянии 30 километров от Севезо находят следы диоксина.
После того как стали известны симптомы отравления в Севезо, в США обратили внимание на сходные симптомы заболевания в районах мусорных свалок, которые были устроены в период с 1947 по 1953 г. В частности, здесь тоже наблюдалась повышенная частота самопроизвольных абортов.
В Техасе, Аризоне и штате Вашингтон, где применялись диоксинсодержащие средства для уничтожения сорняков, были обнаружены утки с резкими аномалиями развития крыльев, случаи рождения детей без пальцев и все прочие признаки отравления диоксином, включая внезапное повышение частоты мертворождений и самопроизвольных абортов.
Диоксин, который в результате катастрофы в Севезо стал всемирно известен, содержится в незначительных количествах в качестве трудно отделимого побочного продукта в препаратах 2,4,5-Т (трихлорфеноксиуксусной кислоты). 2,4,5-Т используется в ряде стран как гербицид и применялась американцами во Вьетнаме в качестве дефолианта. Диоксин является, вероятно, самым смертельным из всех ядов, когда-либо созданных человеком. Если бы 100 г его попало в систему питьевого водоснабжения Нью-Йорка, этого было бы достаточно, чтобы уничтожить все 8-миллионное население города. Над Вьетнамом было распылено около 5 тонн диоксина. Диоксин в миллион раз более токсичен для утробного плода, чем талидомид. Кроме того, он обладает канцерогенными свойствами.
Специфической формой злокачественной опухоли, вызываемой диоксином, считают саркому. Все семь случаев саркомы, зафиксированных в документах университетской клиники в Упсале (Швеция), относятся к рабочим, которые в течение 10...20 лет до болезни проработали на лесопильном производстве или бумажных фабриках и имели дело с веществами на основе хлорбензолов, используемыми для защиты древесины. Еще ранее в США стало известно, что при производстве или применении хлорфенольных соединений неизбежен контакт с небольшими количествами диоксина.
Куры, соприкасавшиеся с гербицидом 2,4,5-Т, утрачивали способность отличать зерно от гальки. Вероятно, и здесь в этом повинна примесь «яда Севезо» – диоксина.
В Италии гербицид паракват, применяемый главным образом в декабре и январе для раннего уничтожения сорных трав на участках люцерны, причинил значительный ущерб популяции зайцев. В случае дождя и таяния снега паракват попадает в заячий мех, и зайцы затем слизывают его при чистке шерсти.
Паракват относится к дипиридиниевым гербицидам, механизм действия которых еще не выяснен полностью и которые даже в дозе 40 мг/кг уже смертельны для человека. Саммерс (Summers) описывает 12 смертельных случаев и приводит 5 других случаев, в которых пораженных еще удалось спасти (у них вызывали рвоту, давали им суспензию бентонита или фул-леровой земли с сернокислой магнезией, проводили гемодиализ и спускали мочу с помощью катетера).
Продолжительное одностороннее применение гербицидов, которое обычно рекомендуют, особенно для распространенных и урожайных культур, когда они возделываются в мало-польных севооборотах, может привести к тому, что начнут процветать другие («новые») виды сорных трав, прежде не столь заметные. В качестве примеров Бахталер (Bachtaler) называет лисохвост полевой, овсюг, пырей, метлицу, пикуль-ник ладанниковый, веронику, подмаренник цепкий, различные виды горца, мокрицу, а также мать-и-мачеху и полевой хвощ; он рекомендует в таких случаях широко комбинировать химические меры с механическими. Так что же – снова назад, к старой надежной практике? Хинцше (Hintzsche) в своем исследовании тоже показывает, как сложны могут быть процессы засорения сорняками и борьбы с ними. Так как в ГДР сейчас в широких масштабах выращивают основные зерновые культуры после предшественника в севообороте, постоянно имеет место применение гербицидов, вследствие чего на поля продвигаются как раз с трудом уничтожаемые виды сорняков, например подмаренник цепкий (Galium aparinae). Поэтому рекомендуется обоснованное чередование различных гербицидов, полное использование агротехнических мероприятий, а также непрерывное наблюдение за флорой сорняков.
В настоящее время многие поля с посевами рапса в результате борьбы с сорняками настолько заросли пупавкой, что только с трудом можно различить на них посевы рапса.
Новые исследования по применению гербицидов в зерновом хозяйстве ФРГ показали, что добавка урожая часто не оправдывает затрат на гербициды. Поэтому начинающим в сельском хозяйстве дается совет (1983) осторожно и обдуманно использовать гербициды при возделывании пшеницы, чтобы избежать финансового ущерба. М. Решке (М. Reschke), сотрудник службы защиты растений в Ганновере, пришел на основании многочисленных опытов к выводу, что «соотношение между затратами и пользой от применения гербицидов менее благоприятно, чем при использовании инсектицидов и фунгицидов: гербициды стоят дороже и дают незначительную прибавку урожая».
При таком положении вещей в перспективе кажется более целесообразным использовать гербициды в сочетании с фос-фолипидами (полученными из растений); при этом тот же эффект достигается при половинной дозе гербицида (Maas, 1982, 1983).
40. Нарушение окружающей среды гербицидами
Егер и Ведде (Jäger, Wedde) детально проследили, каким образом применение гербицидов при интенсивном плодоводстве может за немногие годы привести к глубокому нарушению природной среды. Если в плодово-ягодном насаждении применяют гербициды для очистки его от сорняков, то вскоре исчезает травяной покров – или же его сменяет моховая подушка из Bryum argenteum var. lanatum (таким образом, этот мох можно рассматривать как индикатор загрязненных биоцидом участков с развеиваемыми почвами). В результате создается опасность эрозии под действием воды и ветра – возможно не только возникновение загрязненных пыльных бурь (пески, содержащие гербициды, развеиваются ветром), но и образование глубоких промоин по путям стока дождевой воды – вплоть до подмывания ближних склонов. Уже через два года после начала применения гербицидов авторы наблюдали при крутизне склона всего лишь в 2° стоковую эрозию глубиной до 80 см. Изгородь вокруг плодового сада вследствие эрозии за один год стала на полметра выше. Через два года в результате подмывания изгороди образовалась даже промоина в 3,4 метра. В одной продольной рытвине отдельные деревья; были, наоборот, почти до самой верхушки кроны покрыты перемещенным грунтом (вероятно, загрязненным). Доза гербицида, рассчитанная на лёссовую почву, для горнопородного почвенного комплекса оказалась завышенной, способной быстро погубить деревья.
Рис. 29. Когда с помощью гербицидов уничтожают сорняки в плодовом саду (слева), ветер может развеивать обработанную почву (Фото из aрхива Эйхлера.)
Рис. 30. В результате применения гербицидов почва утратила прочность и ее пришлось укреплять камнями.
Рис. 31. Через два года после устройства плодового сада в результате применения гербицидов около изгороди образовалась промоина глубинок 3,4 м. (Фото из архива Эйхлера.)
Рис. 32. Уже через год высота изгороди плодового сада, обработанного гербицидами, увеличилась на полметра; все растворимые вещества были удалены в результате водной эрозии. (Фото из архива Эйхлера)
Рис. 33. В этом плодовом саду, обработанном гербицидами, оказалось достаточно уклона в 2°, чтобы спустя два года образовались промоины глубиной до 80 см.
Рис. 34. В одном плодовом саду, обработанном гербицидами, деревья были занесены осадками почти до уровня крон.
Рис. 36. Когда на участках с коренными породами гербициды были внесены в дозах, рассчитанных на лёссовую почву, это привело к отмиранию деревьев. (Фото из архива Эйхлера.)
Рис. 37. Избыточное внесение биоцидов привело к эрозии, и теперь этот участок непригоден для выпаса скота.
Если учесть упомянутые выше явления эрозии, сопровождавшиеся распространением гербицидов ветром и дождями, станет очевидным, что отрицательные последствия могут и не ограничиваться одними только насаждениями плодовых деревьев. Когда авторы обнаружили, как нарочно, водоохранную зону шириной 150 м между двумя плодовыми садами, расположенными выше и ниже по склону (в которых к тому же наиболее интенсивно обрабатывались гербицидами краевые участки), то это еще можно было как-то отнести за счет неудачной планировки. Но уж совсем нетрудно было предвидеть, что в результате размыва окрестностей соседний выгон станет непригодным в качестве пастбища.
В другом случае те же авторы нашли два старых плодовых сада, в которых условия рельефа не допускали применения современней техники внесения биоцидов. И если эти насаждения не будут вырублены, то они станут источником вредителей для находящегося рядом нового сада, и потребуется усиленная обработка последнего биоцидами.
•
Главы 41...50
• Оглавление
|