Яды в нашей пище
Вольфдитрих Эйхлер
1. Введение
В предлагаемой книге отобрано множество фактов, а также цифровых данных. В основу положен материал, который я подбирал в течение многих лет и использовал в лекциях, читанных мною несколько лет назад в Университете им. Гумбольдта. Источником этого материала служит цитируемая литература. Как правило, однако, в каждом конкретном случае не приводится соответствующий источник данных: отчасти в этом повинен сам способ накопления моего материала (пробелы в точных ссылках редко удается восполнить позже), отчасти же так в известном смысле и было задумано. Целью моей работы было не составление систематической сводки полученных сведений, а в первую очередь изложение фактической ситуации, которая создалась сейчас в связи с распространением токсичных веществ в окружающей среде и их ролью в природе: нужно было прежде всего выявить следствия, которые, видимо, придется принять в качестве конечных выводов. Поэтому я хотел, излагая накопленные сведения из весьма специальной области современных природоохранных исследований, а именно области пищевых цепей, привлечь внимание к особому направлению, которым часто очень пренебрегают – во всяком случае, его значение еще не осознано специалистами по охране окружающей среды в той степени, в какой оно того заслуживает.
Если в связи с этим я особенно часто упоминаю ртуть и без конца возвращаюсь к пищевой цепи ртути*, то причина этого, с одной стороны, в том, что я сам очень хорошо знаком с этим комплексом (во время своих поездок по Швеции и Финляндии я имел возможность тщательно в нем разобраться), а с другой – в том, что именно цепь ртути представляет собой, пожалуй, наиболее изученную пищевую цепь биоцида и потому может служить в данной области как бы моделью. Это и модель, и в то же время сигнал тревоги! И те выводы, к которым я прихожу, основываясь на изучении пищевой цепи
* Т.е. пищевой цепи, по которой ртуть передается и в которой концентрируется. – Прим. ред.
Рис. 1. Накопление инсектицидов в пищевых цепях (Eichler, 1969)
ртути, было бы недальновидно относить только к одной этой цепи; они также служат и предостережением, наглядно показывая, каким процессам мы будем способствовать, если нам не удастся взять под контроль дальнейшее внесение пестицидов в окружающую среду.
Вопросы радиоактивности я затрагиваю лишь попутно. За это меня не раз критиковали при обсуждении замысла этой книги. Но, во-первых, у меня нет большого личного опыта в области радиоактивных веществ и ядерной энергии; во-вторых, главная опасность таких веществ для человека состоит не в том, что они могут циркулировать в пищевых цепях (впрочем, если подобный случай становился мне близко известен, то я обязательно упоминал о нем; при этом всегда обнаруживалось большое сходство с поведением изученных мною биоцидов). Наконец, я считал необходимым согласовать свои взгляды по этим вопросам с представлениями Мура (Moore), который полагал, что воздействие пестицидов через пищевые цепи представляет для человечества гораздо большую опасность, чем радиоактивность от атомных электростанций и другие возможности утечки радиоактивных изотопов – не из-за того, что изотопы будто бы вообще более безобидны, чем биоциды, а потому, что опасность радиоактивных изотопов для человека в целом распознана, общепризнана и вследствие этого широко известна, в то время как токсичность пестицидов общеизвестна далеко не в полном объеме; это увеличивает опасность, и потому ее необходимо особо подчеркивать. Даже беглое знакомство с современными техническими приемами защиты растений подтверждает правильность такого предостережения!
Что касается того, всегда ли обоснованы мои заключения о выявленных мною цепях опасности, то здесь за основу своих рассуждений мне опять-таки хотелось бы принять следующий ход мыслей Мура: после тщательного изучения известных данных мы приходим к убеждению, что многие виды птиц уже вымерли или им грозит вымирание и что в этом повинны биоциды в пищевых связях; вероятно, ни в одном случае нет абсолютно бесспорного доказательства верности наших предположений; но если бы мы стали ждать, пока эти доказательства будут представлены отдельно в каждом конкретном случае, то тем временем наверняка вымерли бы и последние из тех видов, которые пока только находятся под угрозой!
Эммель (Emmel) еще в 1945 г. продемонстрировал гонадотропное действие ДДТ, а Эйхлер и Франке (Eichler, Franke, 1954с, 1956d) показали, что ДДТ (совместно с гексахлораном) может вызывать тяжелые повреждения внутренних органов, но у свиней при этом не наблюдается явных внешних изменений. С тех пор прошло немало времени, и теперь мы знаем намного больше о так называемой «субтоксичности», о которой говорится в сводке Принцингера и Принцингера (Prinzinger, Prinzinger, 1980). В этом обзоре, в частности, упоминается о том, что египетским горлицам (Streptopelia risoria), обработанным 1,1-дихлор-2,2-бис-(n-хлорфенил)-этиленом (главный продукт обмена ДДТ), потребовалось в два с половиной раза больше времени для того, чтобы приступить к повторной кладке яиц (а многие из них вообще не приступили к новой кладке); мы приводим этот факт в качестве примера, отобранного из числа многих других, для того чтобы показать, что существуют очевидные субвоздействия малых количеств инсектицидов, причем вовсе не обязательно, чтобы у пораженных животных отмечались явные признаки «отравления».
В ряде случаев рисунки вместе с пояснительными подписями вносят новую информацию, дополняющую текст (в самом тексте ее может не быть).
2. Определение и классификация токсикантов окружающей среды
В настоящее время под токсикантами окружающей среды понимают такие вредные вещества, которые распространяются в окружающей нас среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения и в связи с этим оказывают более или менее скрытое вредное воздействие на животных или растения, а в ряде случаев и на человека. Это могут быть природные ядовитые вещества, например те, что рассеиваются по Земле в результате выделения газов вулканами (в частности, при извержениях), однако подлинные токсиканты – это, как правило, те ядовитые вещества, которые сам человек неосмотрительно включает в круговорот природы.
Биологически активные вещества, содержащиеся в полезных ископаемых, ядовитых растениях и медикаментах, не являются токсикантами среды до тех пор, пока они не будут «привнесены обратно» в качестве пестицидов или не попадут в виде устойчивых остаточных соединений в сточные воды и не станут причиной беды. Например, нефть лишь тогда становится токсикантом, когда терпит аварию какой-нибудь танкер и вся масса вытекшей нефти поступает в пищевые цепи морских животных. Но и это приобрело экологическое значение лишь тогда, когда подобные случаи участились; то же самое относится к практиковавшемуся ранее регулярному выпуску в воду машинного масла.
Случайно опрокинутая канистра с бензином еще не будет источником токсикантов; другое дело – многочисленные автомашины с их выхлопными газами. Человек, курящий сигарету, еще не выпускает токсикантов в окружающую среду в собственном смысле слова (они задерживаются занавесями); но совсем другое дело – заводские трубы.
Основное ядро токсикантов окружающей среды составляют пестициды; это собирательное название охватывает все средства борьбы с вредными организмами. Понятие «биоцид» часто распространяется на те же самые биологически активные вещества, если они попадают из промышленных сточных вод в биологический круговорот (и, в частности, таким же образом продвигаются вверх по пищевым цепям). Синильная кислота является инсектицидом, а потому также и биоцидом; но она настолько быстро улетучивается, что ее нельзя включить в разряд токсикантов окружающей среды.
Радиоактивные изотопы обычно не относят к токсичным компонентам окружающей среды. Их выделяют в особую самостоятельную категорию.
3. Токсиканты и «осознание окружающей среды»
Нередко можно столкнуться с убеждением, что прежде не было загрязнения окружающей среды или что прежде будто бы «нередко еще полностью отсутствовал какой-либо интерес к этим вопросам» [см. об этом у Рюдта (Rüdt)]. С этим я не могу согласиться, во всяком случае это не относится к философам и биологам (могу сослаться на Энгельса и Демолля). В том, что ученые бывают услышаны немногими, нет ничего нового и потому ничего необычного. Однако в последние годы загрязнение среды возрастает в пугающих масштабах. К счастью, растет и число тех, кого это тревожит. Значит, действительно возникло нечто вроде «осознания окружающей среды» (Umweltbewußtsein; выражение Рюдта); этот термин сам по себе неудачен, но он еще к тому же способствует весьма распространенному неправильному применению термина «окружающая среда»; ведь подразумевается осознание опасности, угрожающей нашей среде в результате ее загрязнения, а это загрязнение в значительной части происходит именно за счет токсичных веществ.
Рис. 2*. Все дело в том, какую позицию занять: каждый видит преимущества и недостатки использования пестицидов по-своему. Крестьянин склонен видеть почти одни только преимущества; эколог замечает почти одни только недостатки. Автор книги считает себя экологом, и именно поэтому он написал данную книгу. Рисунок взят из американского дискуссионного сообщения по проблеме пестицидов
* Отсутствующие рисунки вы можете найти в пакете FineReader (16,4 Мб).
Понятие о токсикантах окружающей среды сливается у населения с так называемым «осознанием окружающей среды» в той мере, в какой широко известна опасность попадания остатков пестицидов в пищевые продукты растительного происхождения. Так это проявляется, например, в вопросе моей сестры в овощной лавке: «Эти лимоны опрыскивались?» (на что продавщица обычно отвечает: «Это единственное, что не опрыскивается»); или в том, что покупатель выбирает на рынке те корни моркови, на которых видны хотя бы следы того, что их грызли личинки. Это мне нравится: я тоже радуюсь, когда вижу нескольких (немногих) тлей в головке цветной капусты – ведь это значит, что головка не может быть сплошь пропитана ядом.
Однако самое дьявольское кроется в деталях, и как раз о коварстве пищевых цепей, и в частности о микротоксичности пищи при ее постоянном потреблении, известно значительно меньше. Поэтому главной целью моей книги будет подробное освещение этих аспектов.
Недавно один из ведущих современных исследователей в области экологии К. Лос (Lohs) в остроумной статье «Химия и окружающая среда» всесторонне осветил и метко охарактеризовал основы проблематики, которую также разрабатываю и я. Не вдаваясь более подробно в его высказывания, я привожу из них следующие отрывки, которые раскрывают и демонстрируют каждому серьезность ситуации и в то же время призывают трезво учитывать все взаимосвязи (курсив в конце мой):
Современные люди очень легко идут на риск, иначе
1) как бы они решались, невзирая на многие тысячи погибших в транспортных катастрофах, и в дальнейшем доверяться современной транспортной системе;
2) как бы они решались увеличивать путем курения сигарет собственные шансы заболеть раком легких с 5 до 90%;
3) как бы они решались спокойно спать, прекрасно зная, что каждый житель этой планеты сидит на ядерном заряде, эквивалентном 15 тоннам взрывчатого вещества тринитротолуола?
Однако стоит только разговору зайти о химии, как те же самые люди делают вид, что абсолютно непричастны к злу, которое творится в окружающей среде, и затем с полным безразличием обсуждают вопрос о том, будет ли человечество смертельно отравлено «химией» уже в ближайшем будущем или же только в следующем поколении...
Когда-то Вольтер выразил свое отношение к современной ему медицине в следующем саркастическом замечании:
«Врачи прописывают лекарства, о которых они мало что знают, от болезней, в которых они разбираются еще хуже, и пичкают ими людей, о которых им вообще ничего не известно».
Хотя в наши дни положение уже не совсем таково, как во времена Вольтера, внесение химикатов в нашу «персональную окружающую среду», пожалуй, позволяет этому изречению еще сохранить известную актуальность.
4. Продовольственные ресурсы мира и защита растений
Без защиты растений (основанной главным образом на применении пестицидов) мировой урожай составлял бы лишь 70% того, что мы получаем в действительности.
Это утверждение зачастую, не задумываясь, приводят в оправдание любого применения средств защиты растений. Однако при этом игнорируются три решающих соображения:
1. Это утверждение не содержит никаких данных относительно того, на сколько процентов снизился бы урожай, если бы вместо ныне применяемых инсектицидов, нередко чрезвычайно опасных, применялись другие средства или способы (и вообще обязательно ли это привело бы к снижению урожаев). Установлено, что во многих случаях при использовании других средств или способов может быть достигнута такая же продуктивность растений. Там, где этот путь дороже, следовало бы честно сознаться в том, что «при помощи яда выращивать продукцию дешевле», а не внушать, что «без яда мы больше не можем выращивать урожай».
2. Если для многих местностей в теплых странах следует без спора признать, что без мер по защите растений там пришлось бы смириться с большими потерями урожая, то это совершенно не относится к Средней Европе. Когда у нас выдвигают такой аргумент, что «иначе мы должны были бы умереть с голоду», то это просто демагогия. Установлено, что возможности проведения многих мероприятий, направленных на повышение урожаев и сохранение сельскохозяйственной продукции, еще далеко не исчерпаны. Здесь, безусловно, следовало бы проявить немного больше чувства ответственности.
3. Ни одного мгновения никто не думает о качестве пищи. Теперь уже установлено, что многие сельскохозяйственные продукты, массовым производством которых мы так гордимся, имеют качественные изъяны, обусловленные как раз именно этим способом их получения. Однако в питании человека качество нельзя подменить количеством.
Эти положения приобретут еще больший вес, если мы подумаем о развитии современного плодоводства.
Для литературы по защите растений, полемизирующей с требованиями охраны природной среды, характерна ссылка на то, что современное интенсивное сельское хозяйство якобы больше уже немыслимо без применения химикатов (минеральных удобрений, пестицидов, регуляторов роста). А в подтверждение этого приводятся (см., например, Zinke, 1978) цифровые данные о потреблении химикатов. Эти данные призваны произвести на некритически мыслящего читателя такое впечатление, что будто бы они и в самом деле доказывают необходимость соответствующих количеств. Между тем они всего только характеризуют повседневную практику, и вряд ли кто-нибудь возьмет на себя труд проанализировать эти статистические данные о применении химикатов с целью показать, какие количества были необходимы на самом деле.
В действительности индустриальным странам сейчас не только не угрожает голод, но, наоборот, они очень надежно обеспечены продовольствием. Среднестатистический житель Средней Европы потребляет примерно в 10 раз больше мяса, чем это было бы необходимо по нормам ФАО для покрытия его общей потребности в белке. На пищевые средства, которые таким образом используются для удовлетворения потребности в мясе у одного европейца, в развивающихся странах могли бы прожить 70 человек. В западных и восточных промышленных странах ежегодно используется в качестве корма 371 млн тонн зерна. Это больше того количества зерна, которое потребляет все население развивающихся стран (исключая Китай). По подсчетам ФАО, для того чтобы удовлетворить пищевые потребности 400 миллионов людей, сильно страдающих от недоедания, нужно всего лишь 12 млн тонн зерна.
Если бы все люди на Земле потребляли столько же, сколько потребляет среднестатистический американец, то запасов всего мира хватило бы примерно только для двух миллиардов человек, т.е. Земля уже сегодня была бы перенаселена вдвое. Каждый новорожденный североамериканец создает такую же нагрузку на окружающую среду, как 60 новорожденных в Индии.
Гражданин США потребляет, как известно, вдвое больше энергии, чем немец, и втрое больше, чем австриец, в 60 раз больше, чем индиец, в 160 раз больше, чем танзаниец, и в 1100 раз больше, чем житель Руанды в Восточной Африке. Американцы, которые составляют 6% всего населения Земли, потребляют больше энергии, чем две трети человечества – жители развивающихся стран.
5. Тропические болезни и борьба с вредными насекомыми
Еще в 1948 г. в Индии умерло от малярии 3 млн человек, а в 1965 г. – ни одного. В Греции в 1938 г. был миллион больных малярией, в 1959 г. – всего лишь 1200. Это результаты успешной борьбы с вредными насекомыми, в данном случае при помощи ДДТ.
Когда оказывается, что целенаправленные мероприятия по борьбе с вредными насекомыми позволяют защитить человеческие жизни от тропических эпидемий, тогда, собственно, уже не требуется никаких дальнейших размышлений о том, что предпринять. При всем предубеждении, которое я питаю к инсектицидам, и при всем недоверии к тому аргументу, что без них мы, дескать, должны будем погибнуть от голода, я всегда оправдывал их применение для спасения человеческих жизней. Но и здесь необходимо различать чрезвычайные «противопожарные» меры и долгосрочное планирование: во втором случае может оказаться небезразличным, какие методы и средства будут употреблены.
Разумеется, здесь нужно поразмыслить над тем, следует ли нам и впредь применять ДДТ. Казалось бы, учитывая повышенную опасность ДДТ, нужно отдавать предпочтение другим средствам. Однако эти последние гораздо дороже: именно по этой причине даже Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует ряду стран дальнейшее применение ДДТ. В настоящее время некоторые из развивающихся стран так бедны, что они, возможно, вообще отказались бы от всякой борьбы с эпидемиями, если бы их лишили возможности применять ДДТ.
Следует к тому же заметить, что количества инсектицидов, используемые ради охраны здоровья, невелики по сравнению с теми, которые расходуются для защиты растений. Еще и по этой причине здесь возникает меньше опасений.
И если в последние годы во многих местах малярия вновь «на коне», то это ничего не меняет в приведенной выше статистике. Причины здесь многообразны. Нередко малярийные комары становятся резистентными к инсектицидам, иногда изменяется их поведение, а подчас просто ослабевает активность властей в борьбе с комарами. Кроме того, во многих местах плазмодии приобрели устойчивость к лечебным препаратам – фактор, который уже не относится к теме нашей книги.
Точно так же здесь будет всего лишь упомянуто, что некоторые эксперты сейчас уже думают о том, следует ли и дальше придерживаться прежнего пути борьбы с малярией. Во многих эндемичных малярийных областях население было невосприимчивым, но такой иммунитет к инфекции утрачивается при интенсивной борьбе с малярией, и теперь жители оказываются беспомощными перед любой вспышкой этой болезни; возможно даже, что сейчас умирает больше людей, чем прежде. Что же в таком случае более гуманно? Очевидно, следует реалистично смотреть на вещи.
До сих пор малярия, пожалуй, все еще остается самым важным тропическим заболеванием человека и больше всех других подходит в качестве примера при обсуждении общих вопросов применения инсектицидов. Конечно, существует и масса других тропических болезней и со многими из них – точнее с их переносчиками – тоже удается справиться при помощи инсектицидов. Я, однако, осуждаю ту беспечность, с которой отдаются распоряжения об обработке определенных участков тем или иным инсектицидом, – они едва ли бывают лучше продуманы, чем, скажем, меры по регулированию уличного движения.
6. Эпизоотии и борьба с вредными насекомыми
Если вспомнить, что отсталость Черной Африки многие африканисты и историки склонны относить на счет мухи цеце, которая, будучи переносчиком болезни «нагана», препятствовала развитию скотоводства, то вполне можно подумать, что именно успешная борьба с мухой цеце при помощи инсектицидов разрешила проблему нищеты во многих районах Африки.
Однако практика последнего времени свидетельствует о другом. При помощи новейших инсектицидов и современной техники их применения от мухи цеце сейчас избавлены большие территории. Это было с успехом достигнуто в зоне сахеля, способствовало увеличению поголовья скота... и в результате привело к перетравливанию скотом скудных саванн; а затем, когда наступила засуха, ее жертвой пали сотни тысяч голов крупного рогатого скота, да и сами жители умирали с голоду тысячами.
Экологи рассматривают подобные события как нарушение природного равновесия, которое, по-видимому, невозможно затронуть безнаказанно. Это верно, но в то же время знать только это еще недостаточно. Ведь человек изменяет мир, он будет делать это всегда, и каждое изменение – это, конечно, вмешательство в существовавшее до сих пор экологическое равновесие. Ошибка заключена в подходе: не следует забывать об основном принципе работы в развивающихся странах – о том, что каждое мероприятие не должно рассматриваться само по себе; сначала нужно взвесить, какие диалектические взаимодействия с ним связаны. Исследователи должны были бы прежде всего сосредоточить свои усилия на такого рода системном анализе – он сейчас важнее, чем разработка новых инсектицидов и новых технологий.
Бесславному примеру борьбы с мухой цеце в зоне сахеля можно в качестве позитивного примера противопоставить ликвидацию бычьего овода (Hypoderma bovis) в ГДР. Эйхлер (Eichler) разработал схему, по которой Хипе (Hiepe) осуществил затем ликвидацию этого насекомого: была проведена обработка всего крупного рогатого скота инсектицидами (производными фосфоновой кислоты) таким образом, что при этом погибли все личинки оводов, находившиеся в коже животных.
Разумеется, примененные препараты были не безвредны для молока и мяса животных; однако с помощью такой разумно организованной акции удалось уничтожить вредителей с первого же раза, и в дальнейшем повторные обработки ядохимикатами оказались излишними. Это может послужить моделью даже для массированного одноразового применения инсектицидов, которое благодаря полному успеху делает повторение подобной процедуры ненужным.
7. Ртуть как биоцид
Соединения ртути применяются в качестве фунгицидов (например, для протравливания посевного материала), а также используются при производстве бумажной массы и служат катализаторами при синтезе пластмасс; при этом отдельные соединения различаются по своей токсичности и устойчивости. Вместе с отходами производства ртуть в металлической или связанной форме попадает также в промышленные стоки или в воздух (а оттуда в воду).
Рис. 3. Птенец серого гуся, ослепший, вероятно, в результате отравления метилртутью. У таких птенцов имелись не покрытые перьями участки кожи на голове и брюшной стороне тела, а иногда и на шее. Возможно, что речь идет о генетическом повреждении – последствии сублетального отравления метилртутью серых гусей (и других птиц) в предшествующем году (фото из архива Эйхлера)
Ни один современный биоцид не изучен так хорошо, как ртуть, в отношении своей циркуляции в пищевых цепях и зависящей от нее опасности для человека и животных. Это утверждение относится прежде всего к метилртути, которая представляет собой особо эффективный фунгицид, но одновременно очень токсична для теплокровных и очень стабильна.
Из всего количества ртути, которое мы получаем с пищей, примерно половина приходится на продукты животного происхождения и одна треть – на растительную пищу. Согласно Рюдту (Rüdt), наивысшее содержание Hg, которое было установлено путем обычных анализов пищевых продуктов, составляло 1 мг/кг (в чае и подобных ему продуктах).
Всего в мире ежегодно производится 9000 тонн ртути, из них 5000 тонн впоследствии оказываются в океанах. В озере Вашингтон за последние 100 лет содержание ртути в донных осадках увеличилось в 100 раз.
Было установлено, что в США в одном озере, в которое фабрика спускала сточные воды, содержавшие связанную в форме неорганических соединений (мало токсичную) ртуть, эти ртутные соединения поглощались растениями (например, камышом), восстанавливались и затем уходили в атмосферу в виде элементарной (очень ядовитой) ртути.
Рис. 4. Гусь-гуменник, Anser fabalis, отравившийся ртутью (по-видимому, в результате поедания протравленного семенного зерна). Среди симптомов – изменение клюва (заметно даже на фото) и цвета радужной оболочки глаз (фото из архива Эйхлера)
8. Метилртуть в наземных пищевых цепях
Вскоре после 1940 г. в Швеции в результате проводившегося во все возрастающем масштабе протравливания зернового посевного материала метилртутьдицианамидом концентрация Hg в семенном материале достигла 15...20 мг/кг. В результате этого к началу пятидесятых годов стали выявляться большие прямые потери среди зерноядных птиц, таких как различные виды голубей, фазаны, домашние куры, серые куропатки и овсянки. Вторым звеном этой наземной пищевой цепи, загрязненной ртутью, были хищные птицы и совы, питающиеся зерноядными птицами: пустельга, ястреб, сокол-сапсан, филин. Эти виды частично также погибли или перестали размножаться. Например, пустельга в некоторых районах Швеции уже почти полностью вымерла, а поголовье соколов-сапсанов и ястребов очень заметно уменьшилось. Если в данном случае ртуть и не была единственной причиной (могли действовать и другие биоциды, а иногда в незначительной мере и некоторые экологические факторы), главную роль в этой экологической катастрофе сыграла именно ртуть.
Когда стало уже очевидно, что гибель диких птиц обусловлена ртутным отравлением, органы власти еще не были этим обеспокоены. Это произошло только тогда, когда и в куриных яйцах были найдены высокие концентрации ртутных остатков.
Эта катастрофа произошла в то время только в Швеции, где зерно протравливали именно метилртутью, в Дании же для протравливания применяли фенилртуть, а в Финляндии – алкоксиалкилат ртути. Оба эти соединения, как известно, тоже далеко не безвредны, но все же не так токсичны, как метилртуть, а главное – они быстрее метаболизируются в организме. Поэтому в двух последних странах гибели зерноядных птиц не наблюдалось, да и перья датских фазанов содержали ртути не больше, чем ста годами ранее, в то время как в перьях шведских фазанов ее количество резко возросло. Не удивительно, что в США, где, вероятно, сложилась сходная ситуация, охотники больше не поедают сами добытую ими пернатую дичь!
Описанная выше наземная пищевая цепь представляет собой пример короткозвенной цепи. В других случаях схема выглядит так: почва – растение – животное – человек.
Депонирование ртути в перьях может быть истолковано и как защита от отравления.
Эме (Oehme) сообщает о случаях отравления орланов-белохвостов, «источником которого в конечном счете – через соответствующие пищевые цепи – служит семенной материал, протравленный метилртутью» (действующее начало – N,N-бис(метил-Hg)-n-толуолсульфамид). При этом прежде всего отмечались очень высокие концентрации ртутных остатков в отдельных органах (в почках средние значения для сырого веса составляли около 115,5 мг/кг). Кроме того, при патологоанатомическом исследовании в различных органах было обнаружено интенсивное поверхностное отложение мочевой кислоты; в работе Эме имеется фотография подобного отложения на сердечной сумке (Oehme) – картина pericarditis urica (рис. 5). Приводим один из выводов этого автора: «Опасность острого и хронического отравления диких животных метилртутью ни в коей мере не связана с неправильным, не удовлетворяющим требованиям зоогигиены севом, когда значительное количество семян остается на поверхности земли, хотя последнее обстоятельство может дополнительно увеличить масштабы отравления. Согласно многократно подтвержденным сведениям... даже после протравливания и посева, проведенных в строгом соответствии с инструкцией, зерноядные виды птиц находят еще достаточное количество не прикрытого или почти не прикрытого землею зерна, для того чтобы этим можно было объяснить найденные во внутренних органах высокие концентрации Hg...».
Зайцы особенно пострадали от отравления ртутью там, где ею протравливалось посевное зерно. Объясняется это, по-видимому, тем, что зайцы охотно лакомятся проростками зерновых культур, которые (по крайней мере в первые дни) еще содержат много ртути.
Рис. 5. Поверхностные отложения мочевой кислоты в форме pericarditis urica на околосердечной сумке орлана-белохвоста – результат смертельного отравления через пищевые цепи метилртутью (орлан-белохвост питался зерноядными птицами, которые в свою очередь питались протравленными метилртутью семенами). Длина сердца 8,3 см, ширина 5,5 см (фото G. Oehme)
9. Метилртуть в водной пищевой цепи
Ртуть может попадать в водоемы в самых различных формах и из самых разных источников. В количественном отношении на первое место, вероятно, следует поставить сточные воды химических предприятий; однако нельзя исключить и то, что дождевая вода обмывает посевное зерно. Так как в водной среде любая форма ртути в конечном счете преобразуется в метилртуть, в пищевые цепи вновь попадает именно это высокотоксичное и стойкое соединение.
Ртуть аккумулируют планктонные организмы (например, водоросли), которыми питаются ракообразные. Ракообразных поедают рыбы, а рыб – птицы. Концевыми звеньями пищевых цепей нередко бывают чайки, чомги, скопы, орланы-белохвосты. В Швеции содержание метилртути в организме птиц, в значительной части питающихся рыбой, приблизилось к тем уровням, при которых зерноядные наземные птицы уже погибали от действия ртути, полученной при поедании посевного зерна.
Место ракообразных в намеченной выше в общих чертах пищевой цепи могут занимать также брюхоногие или двустворчатые моллюски, а после многих рыб в качестве концевых звеньев цепи следуют хищные рыбы. Человек может включаться на любом этапе и в свою очередь тоже становиться концевым звеном; большей частью это происходит в результате потребления рыбы.
Щуки из Балтийского моря вблизи Стокгольма содержали 5,7 мг/кг Hg. Если кошек кормили мясом этих щук, то они умирали через 2...3 месяца от ртутного отравления. Окуни и угри содержали несколько меньше Hg, чем щуки. Тюлени также содержат в себе ртуть.
Для рыб летальной дозой Hg считается 20 мг/кг. За естественное содержание ртути в рыбах принимают величину 0,1 – 0,2 мг/кг. Всемирная организация здравоохранения предложила считать предельно допустимой концентрацией 1 мг/кг; эта величина, вероятно, завышена. Поэтому в Финляндии рекомендуется есть рыбу только 1...2 раза в неделю, а беременным женщинам – вовсе не употреблять ее в пищу. Шведские специалисты по гигиене продовольствия требовали снизить допустимую концентрацию Hg в рыбах из Балтийского моря до 0,5 или даже до 0,2 мг/кг, так как предел, равный 1 мг/кг, ограждает человека только от симптомов острого отравления, но не предохраняет от других тяжелых последствий поражения ртутью (например, от исчерпания резервов мозговых клеток и от генетических повреждений).
Разлагающиеся трупы рыб все еще могут передавать свою ртуть в пищевую цепь насекомых. Если муравьи поедают рыбу, содержащую Hg, то они сами становятся носителями ртути. Это относится и к саркосапротрофным личинкам мух, например Protophormia terraenovae и Phoenicia sericata. Правда, у них период полураспада метилртути составляет всего лишь 2 дня, так что они не передают яд откладываемым яйцам. Однако у взрослых мух P. terraenovae, личинки которых кормились печенью тюленя, содержавшей 36 мг/кг Hg, концентрация Hg достигала 70 мг/кг; насекомые того же вида, выведшиеся на мясе щуки с 0,7 мг/кг Hg, содержали 35 мг/кг (Nuorteva, 1978, 1979). Если мух Lucilia illustris, получивших таким способом ртуть, поедают впоследствии жуки или другие насекомые, то происходит дальнейшая биоаккумуляция ртути: например, у мучных хрущаков Tenebrio molitor концентрация Hg превышала 200 мг/кг в пересчете на сухой вес, и затем они погибали при явлениях нарастающего паралича конечностей.
Рис. 6. Эта схема поясняет, почему рыбы, содержащие больше метилртути, имеют больше шансов стать жертвой птиц. Число черных точек соответствует количеству ртути в организме рыбы. У рыб, содержащих наибольшее количество ртути, нарушена координация движений при плавании, и они отстают от косяка. Уже одно это, не говоря о других нарушениях двигательных функций, облегчает задачу птицы
Определение остаточного количества ртути в мухах-саркосапрофагах может приобрести даже судебное значение: так, в Финляндии при обнаружении трупа неизвестной женщины, ставшей жертвой сексуального преступления, удалось, исходя из содержания Hg в мухах, выведшихся на трупе, очертить границу местности, в которой эта женщина могла ранее проживать.
В 1972 г. во всей Швеции имелось еще около 45 пар скоп, которые вырастили, однако, всего лишь 8 птенцов. В многочисленных невысиженных яйцах были найдены высокие концентрации ртути (правда, в сочетании с такими же концентрациями хлорорганических инсектицидов).
Нам известны и другие острые моменты, связанные исключительно с проблемой ртути, и можно только надеяться, чтобы это не оказались всего лишь вершины айсбергов. В целом, что касается токсикантов окружающей среды, для существующего положения дел, пожалуй, характерен следующий пример. Италия регулярно импортирует карпов, но в один прекрасный день санитарно-гигиенической экспертизой пищевых продуктов в них было установлено чрезмерно высокое содержание ртути. Экспортер не находил слов от изумления: каким образом ртуть могла попасть в пруд с карпами? В конце концов загадка была разрешена: соседнее сельскохозяйственное предприятие после посева зерновых культур продало излишки семенного зерна рыбному хозяйству в качестве дешевого корма для рыб. Однако это зерно оказалось протравленным ртутью...
Рис. 7. Находка орлана-бело-хвоста, отравившегося ртутью (фото из архива Эйхлера)
Рис. 8. Типичный рыбачий порт в бухте Минамата (Япония), ставшей печально известной из-за катастрофы в результате отравления ртутью (фото из архива Хёрца)
В Северное море с водами Рейна ежегодно приносится из ФРГ 70 тонн соединений ртути. На мелководье у нидерландского побережья в результате отравления ртутью произошла гибель тюленей. Тюлени питались крупной рыбой, но значительную часть их корма составляли также каракатицы, в которых тоже накапливалась ртуть.
В выявлении путей миграции ртути в водной пищевой цепи и одновременно в исследовании метилртути как биоцида решающую роль сыграла так называемая минаматская катастрофа в Японии. На одной химической фабрике, расположенной у реки Минамата, применялась ртуть в качестве катализатора для получения поливинилхлорида. Японское «экономическое чудо» в значительной мере связано с полным отказом от какой бы то ни было очистки сточных вод (лишь эта минаматская катастрофа привела, наконец, к тому, что и здесь кое-что изменилось). Поэтому стоки, содержавшие ртуть, попадали в реку, а из реки – в море, в бухту около городка Минамата. Количество ртути в рыбе составляло 5 – 20 мг/кг. То, что рыбы уже не были в состоянии нормально плавать, радовало молодежь, которая могла с помощью сачка заполучить себе дешевый обед. Лишь после смерти нескольких человек из бедных рыбачьих семей (позднее число умерших превысило 200 и тысячи людей заболели) Уи (Ui) установил, что «болезнь Минамата» является ртутным отравлением, а упомянутая выше фабрика – причиной, его вызвавшей. Как и следовало ожидать, фирма отрицала какую бы то ни; было вину своей фабрики. В ответ на это рыбаки подожгли фабрику. После этого правительство запретило рыбную ловлю в бухте Минамата (доходами от которой жило все местное население); позже оно призвало население Японии вообще есть поменьше рыбы.
На судебном процессе, возбужденном против фирмы, доказательства, представленные Уи, оказались неопровержимыми, и фирма была вынуждена выплачивать компенсацию семьям умерших и заболевших (хотя и в очень малых, по европейским понятиям, размерах). Фабрику закрыли. Кроме того, бухта у г. Минамата была осушена и ил (все еще содержавший ртуть) был вынут со дна.
Пастернак (Pasternak) и другие исследователи находили в водоемах Польши повышенное содержание ртути повсюду, где поблизости имелись промышленные объекты.
В водной пищевой цепи концентрация метилртути от звена к звену увеличивается. Так как метилртуть растворима в жирах, она легко переходит из воды в водные организмы. При захвате мельчайших живых существ более крупными, для которых они служат пищей, это вещество сохраняется в последних. Так как у него период биологического полураспада (особенно в организмах с низким уровнем обмена веществ) необычайно длителен (у человека 70 дней), яд не выделяется, а, наоборот, накапливается в организме.
Особенно страдают от этого морские млекопитающие. Человек, находясь в обычных условиях, не подвергается такой большой опасности, как уже неоднократно упоминавшиеся тюлени, потому что тюлени живут всецело за счет питания рыбой, а человек только отчасти. Чем больше человек съедает рыбы (и в первую очередь хищной), тем больше для него опасность отравления ядами, накопленными в водных пищевых цепях.
Рис. 9. Содержание ртути в осевой мускулатуре щук из различных водоемов Швеции в сопоставлении с весом тела. Чем выше начальная точка, тем круче поднимается кривая, т.е. тем быстрее идет дальнейшее накопление ртути (по Johnes et al., из Eichler, 1972)
10. Рассказ о щуках
В Японии в качестве природного фона в рыбах считают допустимым содержание ртути, равное 0,1 мг/кг, в Финляндии – 0,2 мг/кг. Более высокие величины приводят уже к кумуляции ртути в хищных рыбах; если в водоеме щуки весом 500 г еще содержат Hg в количестве 0,2 мг/кг, то по мере старения щук концентрация ртути в их мясе становится все выше; например, при весе 3 кг концентрация ртути достигает уже 0,8 мг/кг. Чем выше начальная точка отсчета, тем круче поднимается кривая.
Судя по данным, представленным на рис. 9, щуки в озере Тингстеде никогда не достигают веса больше 1 кг. Если эти данные соответствуют действительности, то я усматриваю здесь три возможных истолкования, которые следовало бы проверить в ходе дальнейших исследований:
А. Щуки с более высоким содержанием ртути в осевой мускулатуре 00,9 мг/кг) гибнут. Это не обязательно противоречит прежним данным, согласно которым «ближайшие кандидаты на гибель – это рыбы, содержащие Hg в количестве 20 мг/кг». Вероятно, разные виды ведут себя неодинаково и это следовало бы выяснить.
Б. При такой ртутной нагрузке (0,9 мг/кг) щуки весом кг больше уже не прибавляют в весе. Известно, что и другие пестициды могут нарушать соотношение между потреблением и усвоением пищи.
Рис. 10. Различное содержание ртути (представлено густотой штриховки) в маховых перьях скопы Pandion haliaeetus, вернувшейся весной в Швецию после зимовки в Африке. У взрослых птиц перья 1, 2, 5 и 6 (справа налево) вырастают в период зимовки, 3 и 7 – во время перелета и в начале гнездового периода, а 4 и 8 – позднее (когда птица кормится только северной рыбой). Следует, однако, добавить, что проксимальные перья (5, 6, 7 и 8) еще содержат несколько больше ртути, чем соответствующие дистальные перья (1, 2, 3 и 4), – на рисунке это не удалось отразить. Абсолютные величины: самый низкий уровень – около 340 нг/г (перо 1), самый высокий – около 20 000 нг/г (перо 8)
В. Данный водоем был так мал, что из-за этого рост щук останавливался. У многих видов рыб прослеживается четкая корреляция между имеющимся жизненным пространством и максимальными размерами, которых достигают особи.
• Предисловия
• Оглавление
|
Дата публикации:
29 декабря 2007 года
|
|
Одни разделяют мусор, другие спасают книги, третьи избегают чрезмерного шопинга – наши герои заботятся о природе, как умеют, и не получают за это деньги.
|
