Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Раритетные издания / Яды в нашей пище
Начало сайта / Раритетные издания / Яды в нашей пище

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

Архимед

Законы Паркинсона

Люди и биты. Информационный взрыв: что он несет

Превращение элементов

Приключения великих уравнений

Цепная реакция идей

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Научно-популярные статьи

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

Яды в нашей пище

Вольфдитрих Эйхлер

21. История с полихлорированными дифенилами (ПХД)

При химических микроанализах в тех случаях, когда подозревались вредные последствия применения пестицидов, обычно целенаправленно пытались обнаружить ДДТ, а также другие ядохимикаты, применение которых для защиты растений позволяло предполагать наличие их в пищевых цепях. В центре внимания обычно находился ДДТ: с одной стороны, он был наиболее известен, а с другой – хотя его применение и ограничено, зато его остатки отличаются наибольшей стойкостью (то, что дилдрин еще более долговечен, в данном случае не имеет значения).

Методы хроматографии непрерывно совершенствовались, и в один прекрасный день пятно ДДТ разделилось на две части. Только одна из них принадлежала ДДТ; в другой был обнаружен токсичный материал, который до тех пор никогда не искали, так как никогда не предполагали найти. Это были по-лихлорированные дифенилы (ПХД). Каким же образом они могли попадать в пищевые цепи? Сначала это было полной загадкой, и лишь постепенно удалось выяснить, в какой отрасли промышленности они еще применяются в настоящее время. Оказалось, что их, возможно, иногда даже используют (более или менее преднамеренно) при производстве химических средств защиты растений и что уже десятилетия тому назад огромные количества ПХД были включены в циркуляцию биоцидов в природе.

При исследовании токсикантов окружающей среды в настоящее время стали использовать методы криминалистики, в значительной мере из-за известной (в ряде случаев доказуемой) тенденции химической промышленности изображать удивленную невинность при обвинениях в загрязнении среды«(допускаю, что подчас это удивление может даже быть непритворным). В интересующем нас случае химическая промышленность тоже оспаривала свою причастность к внесению ПХД в окружающую среду. Поэтому лишь интуиции и рвению зоологов мы обязаны тем, что сегодня уже неплохо знаем, каким образом ПХД попадает в природную среду; но об этом речь пойдет в следующем разделе.

Непосредственным выводом из полученных данных явилось прежде всего то, что все предыдущие сведения о вреде ДДТ (например, у птиц – остатки ДДТ в скорлупе яиц из брошенных кладок, погибшие эмбрионы, мертвые птицы), по всей вероятности, нуждаются в коррекции: возможно, что ДДТ повинен в этом только наполовину, остальное – результат воздействия ПХД. Однако вследствие этого лишь сместилась бухгалтерия: ведь если ПХД уже присутствуют в таких количествах, то для того, чтобы вызвать губительный эффект, теперь достаточно будет добавить значительно меньше ДДТ.

Во всяком случае, в качестве токсикантов окружающей среды ПХД ничуть не безопаснее, чем ДДТ: их вредные эффекты вполне сравнимы с теми, которые вызывают ДДТ или метил-ртуть. Грудное молоко у кормящих матерей в Японии насыщено ПХД до концентрации в среднем 32 мкг/кг; это вплотную приближается к предельному уровню, который еще допустим по нормам пищевой гигиены. Поэтому японское правительство рекомендовало беременным женщинам и кормящим матерям есть как можно меньше рыбы или вообще не употреблять ее в пищу.

Для специалиста по охране природы такое положение вещей влечет за собой два удручающих вывода: во-первых, постоянно следует иметь в виду, что в нашем поле зрения неожиданно может вдруг появиться такой токсикант окружающей среды, о котором раньше никто и не думал; во-вторых, именно в случае ПХД речь идет о практически не разлагающемся веществе, которое мы больше уже не сможем вывести из кругооборота природы. Понятно, почему видный шведский специалист по проблеме окружающей среды Йонельс (Johnels) предложил полностью запретить использование ПХД во всех видах технологии!

Эти факты стали известны лишь в последние годы, однако в результате быстрого прогресса науки название «полихлори-рованные дифенилы» превратилось за это время в более широкое понятие; химический анализ охватывает уже различные типы ПХД, ведется исследование различных путей их появлеяия в природной среде и разнообразных токсических воздействий.

Дополнительная опасность, связанная с ПХД, заключается в том, что они в то же время облегчают поглощение кадмия (и накопление его в почках); например, у подопытных животных содержание кадмия увеличилось почти вдвое.

22. ПХД как токсиканты природной среды

С химической стороны ПХД представляют собой смесь полимеров с различным содержанием хлора (приблизительно от 40 до 60%); по своим физическим свойствам это высоковязкие жидкости. В настоящее время точные анализы ПХД у птиц или рыб в пищевых цепях позволяют раздельно определять высоко- и низкохлорированные ПХД; последние, по-видимому, аккумулируются живыми организмами в несколько меньших концентрациях, чем высокохлорированные. В специальной литературе по данному вопросу сообщается уже о 39 различных индивидуальных ПХД.

В технике ПХД используются как изоляционные жидкости и жидкости для высоких давлений в трансформаторах, в качестве пластификаторов для пластмасс, лаков и лакокрасочных материалов и, наконец, как материалы-носители и растворители для пестицидов. Кроме того, как уже упоминалось, существует подозрение, что ПХД намеренно (но негласно) добавляют в инсектицидные препараты. Это позволило бы, в частности (например, в случае различных наполнителей), объяснить, почему коммерческие препараты пестицидов, изготовляемые различными фирмами, даже при будто бы одинаковом процентном содержании одних и тех же активных веществ нередко сильно различаются по своим свойствам.

В биологическом отношении ПХД – одни из самых страшных ядов среди хлорорганических инсектицидов, еще более эффективные, чем ДДТ и, что самое главное, практически неразрушающиеся. ПХД можно обнаружить повсюду: они выносятся со сточными водами в окружающую среду, их находят как в самих сточных водах, так и в речном иле, в морской воде, в древесине, в бумаге. Они выявлены в жировой ткани хищных и морских птиц, а также в их яйцах.

Раньше думали, что главным источником ПХД в воде океанов служит корабельный лак. Теперь известно, что ПХД могут быть продуктами расщепления ДДТ под действием ультрафиолетовых лучей. Однако даже это расщепление ДДТ вместе с современным промышленным применением ПХД еще не объясняет, почему так много ПХД находят сейчас в окружающей нас природной среде. Скорее всего следует предположить, что в этом повинно прежнее широкое употребление карболинеума в качестве средства для защиты древесных пород («садовый карболинеум»). Как известно, карболинеум получали путем хлорирования в термических условиях высо-кокипящей каменноугольной смолы, при необходимости в присутствии катализаторов этой реакции. Если при этом в тяжелой фракции каменноугольной смолы оказывался дифенил, то при хлорировании легко могли образовываться хлорированные дифенилы.

В атмосферу ПХД поступают также в результате улетучивания из растений и ягод. В новые жилые дома они попадают в составе лаков, красок и других химикатов, которые находят все большее применение в современной строительной технике. Анализы, произведенные в таких новостройках, выявили (наряду с другими вредными веществами) особенно много ПХД.

Так как в Канаде при проведении лесоохранных мероприятий в составе пестицидов распылялись также и ПХД, то бумага из канадской древесины содержала эти вещества. И при использовании пакетов для муки, изготовленных из такой бумаги, ПХД диффундировали в муку.

Вот цифра, которая как раз у меня под рукой: доза ПХД, равная 5 мг/кг, в суточном рационе американской норки приводила к потере способности к размножению.

У пяти форм ПХД была выявлена четкая канцерогенность в опытах с грызунами. Кроме того, у лиц, в силу своей профессии соприкасающихся с ПХД, была установлена повышенная частота возникновения злокачественных меланом; таким образом, по крайней мере некоторые ПХД могут быть источником канцерогенной опасности для человека.

Хищные птицы, будучи концевыми звеньями пищевой цепи, относятся к особенно угрожаемым видам в результате кумуляции таких стойких хлор-органических соединений, как ДДТ и его метаболиты, а также ПХД. Исследования, проведенные в 1974...1975 гг., показали, что, судя по найденным соотношениям ДДТ/ДДЭ, у ястреба-тетеревятника, ястреба-перепелятника и белого аиста намечается снижение содержания этих веществ. «Напротив, остаточные количества ПХД, особенно у хищных птиц, все еще относительно велики».

Таким образом, результаты этих исследований говорят о том, что введенные в ГДР в 1970 г. ограничения на применение ДДТ уже привели к положительным сдвигам. Тот факт, что соотношение ДДТ/ДДЭ в яйцах ястреба-тетеревятника лежит в пределах от 1: 25 до 1: 45, а в яйцах ястреба-перепелятника от 1: 60 до 1: 70, указывает на то, что в последнее время не происходило поглощения неизмененного инсектицида или же оно-было очень незначительным. В отличие от этого в Норвегии в период 1965...1967 гг. для яиц ястребов-тетеревятников были получены соотношения от 1: 2,3 до 1: 18.

Накопление липофильных и очень стойких ПХД в яйцах хищных птиц, где их иногда бывает значительно больше, чем остатков ДДЭ, – это, безусловно, результат многообразного использования ПХД в самых различал ных отраслях промышленности. Найденные концентрации, вероятно, должны вызывать тревогу, особенно в связи с данными Тумасониса и др. (Tumasonis et al., 1973) о том, что у многих цыплят возникали аномалии, когда содержание ПХД в желтке куриных яиц достигало 15 мг/кг или превышает эту величину. Хотя чувствительность разных видов, безусловно, не одинакова, отнюдь не исключено, что высокие концентрации ПХД оказывались причиной бесплодия. В связи с этим необходимо сделать все возможное, чтобы предотвратить дальнейшее загрязнение окружающей среды полихлорированными дифенилами.

В озере Верхнем в Северной Америке есть полностью изолированный и охраняемый как заповедник остров Айл-Ройал, на котором находится озеро Сискивит. Рыбы этого озера содержат ПХД в относительно высоких концентрациях. Для того чтобы выяснить, в чем тут дело, был исследован снег, и неожиданно оказалось, что на озере Сискивит свежий снег содержит в 5 раз больше ПХД, чем снег в различных крупных городах США. Это показывает, что в настоящее время ПХД широко разносятся ветром и могут даже в отдаленных нетронутых местностях причинять очень большой (или по меньшей мере значительный) вред окружающей среде.

Лишь недавно была наконец-то найдена возможность обезвреживать ПХД. Быстрые электроны могут изменять структуру ПХД и других находящихся в воде токсикантов, что-приводит к частичной или полной потере ими токсичности. Этот эффект основан на том, что высокоэнергетические электроны, сталкиваясь с молекулами воды, расщепляют их на весьма реакционноспособные осколки, в том числе радикалы гидроксила (ОН-группы). Так как эти радикалы связываются в воде с органическими веществами, образуются модифицированные молекулы, например из ПХД – спирты, которые растворимы в воде.

При облучении еще более быстрыми электронами ПХД, содержащиеся в речном иле, могут быть даже полностью обезврежены. Таким образом, намечается способ устранения токсического действия подобных ценных в техническом отношении веществ.

23. Дилдрин как токсикант окружающей среды

Дилдрин (dieldrin) еще более эффективен, но вместе с тем и более стоек, чем ДДТ. В тех случаях, когда у насекомых вырабатывалась резистентность к ДДТ, использовали дилдрин. Однако в Италии применение дилдрина привело к возникновению почти универсальной резистентности к самым различным веществам с инсектицидной активностью.

Когда в ФРГ был введен новый закон о защите растений, требующий полного отсутствия остатков дилдрина в пищевых продуктах, Голландия, как говорят, протестовала против этого. Хотя в настоящее время в этой стране дилдрин как будто бы уже не применяют, в результате его использования в прежние годы почва там уже настолько загрязнена этим веществом, что в ближайшие 9 лет Голландия не сможет экспортировать кочанный салат, не содержащий остаточных количеств дилдрин а.

Однако дилдрин, по-видимому, способен проникать в пищевые цепи и путем одной только диффузии. Работники Лондонского зоопарка вначале терялись в догадках, когда там за несколько лет погибли почти все совы; в конце концов выяснилось, что причина этого – накопление огромных количеств дилдрина в тканях печени и мозга. Догадаться, в чем дело, удалось лишь тогда, когда было установлено, что белые мыши, которыми кормили сов, содержались на опилках, сильно загрязненных дилдрином; это привело к аккумуляции инсектицида в их шкурках и внутренних органах.

Для борьбы с домовыми муравьями (Monomorium pha-raonis) на кораблях успешно применялись смолы с добавкой дилдрина, которые наносили вдоль плинтусов. В течение многих лет дилдрин постепенно выступал на поверхность и надежно обеспечивал отсутствие домовых муравьев. Если бы сам дилдрин не был так токсичен для теплокровных, то подобный метод можно было бы считать идеальным способом борьбы с насекомыми (в том числе и с тараканами).

В Англии несколько лет тому назад в различных местностях добровольно отказались от применения хлорорганических соединений. Там, где перестали применять алдрин и дилдрин, вновь увеличились популяции сокола-сапсана, пустельги и ястреба-тетеревятника. Это считают доказательством того, что причиной сокращения численности различных видов хищных птиц в Великобритании являются прежде всего алдрин и дилдрин. [Между тем в ГДР соколы-сапсаны вымерли – возможно, в результате воздействия ДДТ, но, безусловно, не алдрина или дилдрина, которые тогда еще широко не использовались (их применяли только в опытном порядке).]

24. Пентахлорфенол как токсикант окружающей среды

Средства, содержащие пентахлорфенол (ПХФ), раздражают слизистые оболочки, и это следует учитывать при их использовании. Относительно того, не приводит ли применение Na-ПХФ для борьбы с малым прудовиком в условиях открытого грунта к другим вредным воздействиям на окружающую среду, мне ничего не известно. После применения ПХФ-содер-жащего препарата в жилых домах в качестве консерванта древесины поступили жалобы на причинение вреда здоровью-людей, но федеральное ведомство по вопросам здравоохранения оспаривало выявляемые причинные связи; однако в моче лиц, живших в зоне обработки, определялось больше ПХФ, чем у остального населения.

Новейшие данные все же позволяют считать препараты; ПХФ довольно токсичными (из-за примесей или продуктов превращения), так что применение их уже запрещено (в том числе и по причине опасности значительного загрязнения окружающей среды).

В последнее время в устье Везера в кольчатых червях и двустворчатых моллюсках определяется повышенное содержание ПХФ. Пока не выяснено, каким образом ПХФ попадает в воды Везера. В одном литре воды; из этой реки находили до 500 нг ПХФ. Согласно приблизительным подсчетам, при такой концентрации за год в Северное море с водой Везера выносится около тонны этого вещества.

И все же эта концентрация, по-видимому, еще очень далека от того, чтобы вызывать хроническое отравление даже у многощетинковых червей. К тому же эти кольчатые черви накапливают ПХФ значительно более интенсивно, чем другие морские животные.

25. ДДВФ (дихлорфос) как токсикант окружающей среды

Испарение дихлорфоса – это, пожалуй, самый удобный метод, применяемый для полного освобождения жилых помещений от насекомых (исчезает даже домовый муравей). Проще всего проводить дезинсекцию самолетов (и предотвращать тем самым трансконтинентальный перенос насекомых), пропуская дихлорфос вместе со струей воздуха через салон. Правда, от такой обработки теперь отказались – не потому, что она вызывает у пассажиров сильный кашель, и не потому, что дихлорфос может стать причиной генетических повреждений (он алкилирует ДНК), а из-за того, что он отрицательно влияет на прочность алюминиевых конструкций самолета.

26. Проблема токсичных продуктов метаболизма

Когда изучение пищевых цепей находилось в начальной? стадии, утверждали, что многие инсектициды очень скоро перестают обнаруживаться в организме. Теперь известно, что во многих случаях это имело место только потому, что они превращались в другие соединения; и оказалось, что нередко эти продукты превращения (метаболиты) еще более токсичны, чем исходные инсектициды. В ряде случаев инсектицидное действие вещества зависело как раз от того, что оно подвергалось превращению в организме насекомого.

В настоящее время при проведении исследований по токсикологии пестицидов всегда стараются выяснить также и метаболизм каждого применяемого вещества в пищевой цепи. Часто это совсем непросто – химик никоим образом не может сделать соответствующие выводы исходя из знания одной лишь структурной формулы, тем более что приходится учитывать и самые различные комбинационные эффекты.

Особенно примечателен пример, приводимый Рюдтом (Rüdt) относительно диэтилового эфира пироугольной кислоты (диэтилпирокарбоната). Этот препарат для обработки вина (коммерческое название – байковин) «применялся с целью предотвратить брожение вина после розлива. Казалось, его можно было считать совершенно безвредным, так как в вине он распадается с образованием этилового спирта и угольной кислоты – компонентов, всегда естественно присутствующих в вине. Однако с помощью усовершенствованных методов анализа удалось установить, что это вещество в малых количествах может реагировать с другими компонентами вина, образуя соединение, сходное по своей структуре с определенными снотворными средствами, которое в пищевом продукте следует считать по меньшей мере нежелательным, если не опасным для здоровья. В связи с этим разрешение на использование этого препарата было отменено».

И пусть не говорят, что мне не следовало приводить этот пример, потому что дело уже улажено – применение данного средства ныне уже не допускается. Но разве этот пример не демонстрирует, что может еще произойти? И если Рюдт приводит его для того, чтобы успокоить своих читателей, потому что ошибка исправлена, то я хочу на этом примере показать, какими неожиданными и сложными могут быть обстоятельства.

27. История с полибромированными дифенилами (ПБД)

Среди изделий Мичиганской химической компании имелось огнезащитное средство для текстильных товаров «Файрмастер», содержавшее ПБД, и кормовая добавка для скота. И вот в 1973 году случилось то, что, как известно, время от времени происходит в промышленности, – была перепутана тара и таким образом огнезащитное средство попало в контейнеры, в которых обычно перевозили кормовую добавку. В результате на комбикормовом заводе к корму для скота было примешано около 1000 кг высокотоксичного огнезащитного средства*.

* Известные мне сообщения расходятся в деталях. В одном из них говорится, что неграмотный водитель грузовика этой фирмы перепутал два груза.

Спустя несколько месяцев среди скота появились тяжелые заболевания (деформация копыт, припухлость суставов) и случаи падежа. В целом, судя по имеющимся сведениям, погибли десятки тысяч коров, свиней и кур. У остальных животных, пострадавших от ядовитого корма, повысилась восприимчивость к инфекционным заболеваниям.

По незнанию действительных обстоятельств трупы павших животных были отправлены на специальные предприятия для переработки на корм для скота, так что в итоге яд через пищевую цепь дошел до всех потребителей продуктов животного происхождения в Мичигане. Таким образом более 9 миллионов человек ввели в свой организм ПБД. Часть мяса отравленных животных была переработана даже в продукт для детского питания.

Острое отравление у людей проявлялось в бессоннице, потере аппетита, болях в животе и поносе, беспричинно возникающих депрессиях, а также в отечности пальцев рук и ног и лучезапястных суставов. Кроме того, сообщалось о потере памяти, мышечной слабости и головных болях. У детей обращала на себя внимание чрезвычайная подверженность простудным заболеваниям.

Между тем нам известно, что полибромированные дифе-нилы, которые сейчас наряду с применением в качестве противопожарных средств приобрели также значение для промышленных химических синтезов (практически важны по меньшей мере четыре из этих соединений), во многих отношениях ведут себя подобно полихлорированным дифенилам. Однако мы пока очень мало что знаем об экологических аспектах ПБД: ведь в конце концов эти вещества приобрели коммерческое значение лишь в конце шестидесятых – начале семидесятых годов. Так что мы должны еще быть готовы к дальнейшим сюрпризам!

28. Мышьяк как токсикант окружающей среды

Против легкомысленного отношения к радиоактивным отходам всегда выдвигают тот довод, что они и через тысячелетия будут опасны для человечества. Относительно мышьяка известен сходный случай, где речь идет об остатках 80-летней давности. Именно столько времени прошло с той поры, когда венгерские виноградари имели обыкновение чистить свои опрыскиватели после их применения против филлоксеры на совершенно определенном участке горного склона. Позже мышьяк перестали применять в виноградарстве – хотя бы из-за того, что он был повинен в ставшем классическим «раке виноградарей», – и этот участок тоже был забыт. Но он напомнил о себе весьма неприятным образом, когда целая семья постепенно вымерла от мышьякового отравления. Эта семья построила себе дом вблизи того самого участка, и к тому же именно на нем был выкопан колодец. Первые две смерти еще на вызвали подозрений, и лишь гибель третьего члена семьи возбудила тревогу и привела к раскрытию причинной связи.

Многие моющие средства содержат такое количество-мышьяка, что при кухонной работе существует реальная опасность всасывания его через кожу (поэтому хозяйки нередко работают с такими средствами в резиновых перчатках), и в настоящее время в связи с этим уже заметно возросли цифры содержания мышьяка в речных водах (а возможно, и в грунтовых).

В 1971 г. было решено захоронить 2800 тонн известковой суспензии с 10%-ным содержанием мышьяка в выработанной шахте вблизи Пейне, однако удобства ради некоторые водители автомашин сбросили свой груз на различных мусорных свалках федеральной земли Северный Рейн-Вестфалия (ФРГ). Содержащихся в нем 280 тонн мышьяка хватило бы на то, чтобы погубить почти все человечество.

Для самих водителей груз не был опасен. Только тогда, когда мышьяковая суспензия высыхает и распыляется, вдыхаемый воздух становится ядовитым. Разумеется, существует еще опасность, что мышьяк будет смыт дождями в грунтовые воды.

Промышленные сточные воды, содержащие мышьяк, при спуске в море в северных районах опаснее, чем в тропиках. Это связано с тем, что водоросли тропических водоемов способны поглощать мышьяк и обезвреживать его: поглощая растворенный арсенат, они восстанавливают его в арсенит и затем (при помощи ряда неизученных химических реакций) связывают с фосфолипидами, которые сохраняются в растворенном состоянии в жировых капельках или в клеточных мембранах.

Однако в нетропических водоемах сходные водоросли отравляются мышьяком – значит, они не в состоянии нейтрализовать его. Это связано с гораздо более высоким содержанием фосфатов в водах северных областей океана; по этой причине там нет водорослей, способных обезвреживать арсенаты. В этом случае мышьяк аккумулируется в клеточном белке и убивает водоросли; или же он накапливается в телах животных, занимающих в пищевой цепи более высокое положение.

29. Свинец как токсикант окружающей среды

Свинец относится к наиболее известным ядам и даже среди современных токсикантов играет весьма заметную роль.

Во времена расцвета Древнего Рима были введены в употребление свинцовые трубы для водопроводов и металлические сплавы, содержащие свинец, для кухонной посуды и сосудов для питья. Мы можем с уверенностью полагать, что в этот период у представителей высших слоев римского общества в организме накапливались повышенные количества свинца. Исследование содержания свинца в скелетах из захоронений того времени подтверждает это предположение. На этих данных базируются теории, объясняющие упадок римского могущества хроническим свинцовым отравлением тогдашней интеллигенции.

Во всяком случае, ухудшение умственных способностей в результате накопления свинца в организме недавно удалось продемонстрировать Шлипкётеру (Н. W. Schlipköter), руководителю Института силикоза и охраны воздушной среды в Дюссельдорфе. Он исследовал у детей содержание свинца в молочных резцах и одновременно их умственное развитие при помощи тестов. Дети с высоким содержанием свинца в зубах во всех случаях хуже справлялись с предлагаемыми задачами. Создается впечатление, что все процессы, требующие языковых навыков и внимания, очень чувствительны даже к относительно малым концентрациям свинца в организме.

Крысы, получавшие такие количества свинца, которые они могли бы поглотить в экстремальных условиях промышленного центра, показали «значительное ослабление способности к обучению». В отличие от контрольных животных, содержавшихся в нормальных условиях, крысы, отягощенные большими дозами свинца, несмотря на усиленную тренировку, были не в состоянии распознавать различные фигуры.

Как бы то ни было, – если уж вернуться к вопросу о древних римлянах, – свинец легко переходит из стенки сосуда в жидкость, которая в него налита. Это показывает опыт с керамическими сосудами, покрытыми свинцовой глазурью, которые в прошлом импортировались из Канады в ФРГ.

Снижение численности жука-нарывника Meloe violaceus в Финляндии

Рис. 19. Снижение численности жука-нарывника Meloe violaceus в Финляндии: распространение этого вида до 1960 г. (косая штриховка) и после 1960 г. (кружочки). Пожалуй, никакие другие насекомые не реагируют так сильно, как паразитоиды. Снижение численности названного вида началось еще до интенсивного использования средств защиты растений в сельском хозяйстве. Очевидно, оно могло быть вызвано также и выхлопными газами в результате интенсивного развития транспорта; возможно, действовали и другие факторы. Подобные наблюдения отмечены и для Средней Европы. (Nuorteva et al., 1983).

Один литр фруктового сока или вина, находившегося в таком сосуде на протяжении одного дня, содержал столько свинца, что маленький ребенок, выпив этот литр, мог бы получить смертельное свинцовое отравление.

Согласно Рюдту (Rüdt, 1978, S. 34), свинец, «подобно другим тяжелым металлам, включается в различные клеточные ферменты, и в результате эти ферменты уже не могут выполнять предназначенные им в организме функции». Субклиническое отравление свинцом проявляется неспецифичными симптомами. Вначале отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее – утомляемость, депрессии, запоры и т.д. В медицинской практике свинцовое отравление в большинстве случаев диагностируют неверно и почти всегда истолковывают и лечат как психогенное заболевание.

Более поздними симптомами являются расстройства функции нервной системы и поражение головного мозга. Штёфен (Stöfen) даже склонен объяснить свинцовым отравлением агрессивность и преступность, столь характерные в наши дни для многих крупных городов. Относительно взаимодействия свинца с другими вредными факторами пока еще почти ничего не известно. В наше время в роли токсикантов окружающей среды выступают прежде всего алкильные соединения свинца, которые примешивают к автобензину в качестве анти-детонаторов: высокая токсичность их для человека была установлена так поздно из-за того, что до сих пор о ядовитости соединений свинца судили исключительно по данным о содержании в организме издавна известного неорганического свинца. Только в ФРГ в 1969 г. грузовыми автомашинами было выпущено в воздух 7000 тонн свинца. Согласно Хасянену (Häsänen), в Балтийское море ежегодно поступает 5400 тонн свинца, причем 75% этого количества попадает из воздуха. После этого не стоит удивляться тому, что в последнее время было установлено заметное повышение содержания свинца в льдах Гренландии, или тому, что в нашей пище находят свинец в количестве до 2 мг/кг – прежде всего в листовых и стеблевых овощах (а также в корнеплодах) и в молочном порошке (тоже до 2 мг/кг); и наконец, тому, что около двух третей всего поглощаемого количества свинца человек получает, потребляя растительные продукты.

Компостирование органических отходов в районах с высокой плотностью населения может привести к росту концентрации свинца до нескольких сотен миллиграммов на 1 кг. В Дании содержание свинца в осадке из отстойников достигло даже 4700 мг/кг!

В последнее время стало известно, что содержание вредных веществ в воздухе можно уменьшить почти в четыре раза, если по обочинам автострад высадить определенные виды деревьев и кустарников. Разумеется, плоды деревьев, растущих около дороги (в полосе до 50 метров от нее), не следует употреблять в пищу. Точно так же и территории вокруг промышленных предприятий нельзя использовать в сельскохозяйственных целях – их следует использовать под лесопосадки.

Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движением (даже если они сами не пользуются автомашиной), подвергаются риску аккумулировать в своем организме всего лишь за несколько лет такое количество свинца, которое намного превышает допустимые пределы. Я знаю один подобный случай во Франкфурте-на-Майне: моя приятельница из-за этого переехала в другую часть города, и через несколько лет содержание свинца в ее организме вновь снизилось до приемлемого уровня.

В Швейцарии в одном индустриальном районе у тех, кто жил около кантонального шоссе с оживленным движением (от 5000 до 6000 автомашин в день), раковые заболевания возникали приблизительно в 9 раз чаще, чем у тех, кто жил в 400 м от того же самого шоссе. Разумеется, это связано, вероятно, не только со свинцом; выхлопные газы автомашин содержат также бензпирен, давно известный канцероген. В присутствии свинца это действие бензпирена, возможно, еще усиливается.

Какое влияние могут оказать выхлопные газы автомашин, содержащие свинец, на ближайшее окружение магистральной дороги с интенсивным движением – это, конечно, в очень большой мере зависит от местных условий. Мюллер (Müller, 1979) обследовал в этом отношении город Марбург, который он избрал потому, что этот город расположен в вытянутой с севера на юг узкой долине реки Лан: такое расположение центральной зоны города и высокая плотность застройки и зеленых насаждений ведут при средней силе ветра в приземном слое к непропорционально большому загрязнению вредными веществами.

Содержание свинца в верхних слоях почвы («почвенный кадастр по свинцу») в городе Марбург на реке Лан

Рис. 20. Город Марбург расположен на реке Лан, в узком отрезке долины, ориентированном с севера на юг. На рисунке схематически представлено содержание свинца в верхних (10...20 см) слоях почвы («почвенный кадастр по свинцу»), а также интенсивность движения транспорта в различных контрольных пунктах. Из рисунка видно, что свинцовая пыль, вылетающая вместе с выхлопными газами автомашин, при определенных токах воздуха может рассеиваться на довольно большие расстояния. Именно этим можно объяснить высокое содержание свинца в почве зоны отдыха «Шпигельслюст» (справа), где практически нет движения автомашин, а также на склоне горы ниже замка (слева) (Схема F. Heinrich по Müller, 1979, S. 109)

Эти результаты исследований Мюллера наглядно представлены на профиле, взятом из его работы (рис. 20). Свинцовая пыль, исходящая от автомобилей, может оседать на значительных расстояниях. Так, например, на вершине горы Шпигельслюст содержание свинца в верхнем 50-сантиметровом слое почвы составляет свыше 120 мг/кг. На расстоянии по горизонтали более 600 м при перепаде высот почти в 200 м накопление свинца намного превышает 80 мг/кг. Из этого можно заключить, что возможна значительная инфильтрация свинца и в более глубокие слои почвы, а также в грунтовые воды. Поэтому, несомненно, было бы полезно составлять для угрожаемого населенного района «свинцовый кадастр», который давал бы представление о средней загрязненности вредными веществами автомобильных выхлопных газов, а также о локальных процессах обмена и перемешивания приземных слоев воздуха. Конечно, подобный кадастр не может заменить измерения фактического загрязнения воздуха компонентами выхлопных газов.

В СССР после разработки соответствующих микротоксикологических методов уже давно практикуется следующее: в случае превышения определенного порогового уровня свинца в воздухе бензозаправочные станции соответствующего города в дальнейшем снабжаются только бензином, не содержащим свинца. В то же время была разработана нетоксичная антидетонационная присадка на марганцевой основе, которая должна заменить в бензине присадку тетраэтилсвинца.

В окрестностях города Норденхама (ФРГ) без конца гибли коровы на пастбище. В результате исследования их трупов выяснилось, что причиной этого было свинцовое отравление. При массовом рентгенологическом обследовании школьников Норденхама у 32 детей также были выявлены темные полосы на длинных трубчатых костях, обусловленные присутствием свинца. Источником свинца оказались трубы металлургического завода Фридриха-Августа, находящегося в ведении Прусского акционерного общества. Дым из труб стлался на три километра вокруг, воздействуя на людей, животных и вещи. Теперь население поставленного под угрозу района следует данным ему рекомендациям есть поменьше овощей и фруктов с собственного огорода, а молоко из Норденхама смешивать с молоком коров из каких-нибудь других мест.

В «Зоопарке у моря», находящемся в 7 километрах от города Норденхама, в 1973 году в тропическом вольере была поселена небольшая колония летучих собак (калонгов). Потомство беспрестанно погибало: за 6 лет родилось 24 животных и из них 20 умерло. Результаты патологоанатомического исследования, проведенного Химическим институтом Высшей ветеринарной школы в Ганновере, показали, что смерть большинства животных была вызвана свинцовым отравлением (у 4 особей содержание свинца в печени составляло от 1,6 до 9,4 мг/кг). Расследование причин показало, что свинец почти не поступал с пищей (например, фруктами или помидорами): его в виде пыли приносил в район зоопарка ветер (к тому же вместе с кадмием).

Свинец (так же как и другие тяжелые металлы, например кадмий или ртуть) отрицательно влияет на реакцию палочек сетчатки. Поэтому повышенное содержание свинца в человеческом организме помимо многих других отрицательных эффектов вызывает также ухудшение сумеречного зрения. Таким образом, положение водителей автотранспорта вдвойне опасно: и потому, что в их организм попадает больше свинца, и потому, что как раз для них нарушение сумеречного зрения может иметь катастрофические последствия.

У коренных жителей резервации Суглук в северном Квебеке было установлено очень высокое содержание свинца в крови. Во многих случаях оно составляло более 1 части на 12 млн, т.е. было в 10 раз выше так называемого допустимого предела. Главную пищу аборигенов составляет здесь китовый и тюлений жир.

Устрицы осуществляют более чем 500-кратное концентрирование свинца, поглощаемого из окружающей воды.

Если свиней кормят мукой из китового мяса (даже если в корме всего лишь 1% этой муки), то в мясе свиней создается более высокая концентрация свинца, чем это допускается для товарной рыбы. В Австралии многие свиньи получают с кормом более 1% китового мяса, так что содержание свинца в австралийской ветчине может в 5...10 раз превышать тот уровень, при котором рыба уже признается вредной для здоровья.

По-видимому, существуют различия между мхами и высшими растениями в поглощении свинца и в его распределении в тканях. У различных мхов были найдены электроно-плотные отложения свинца в ядрах, пластидах, вакуолях, митохондриях и плазмодесмах. В отличие от этого у рдеста (Potamogeton) свинец изолирован в виде электроноплотного осадка в клеточной стенке и лишь в незначительном количестве поглощается путем пиноцитоза. Видимо, таким же образом живые деревья депонируют свинец в коре вне клеток в форме электроноплотного материала. Эти различия могли бы быть одной из причин чувствительности низших растений к загрязнению воздуха.

Свинец, поглощаемый листовыми овощами, в основном (95%) аккумулируется из воздуха и лишь небольшая часть (5%) – из почвы.

Наконец, есть еще один особый вид свинцового отравления, от которого в настоящее время погибает больше половины лебедей-шипунов в Англии. Дело в том, что лебеди, шаря по дну в прибрежной зоне в поисках гравия для мышечного желудка, проглатывают упавшие в воду свинцовые шарики или грузила в виде кусочков свинца, оброненные рыболовами. Гравий в мышечном желудке нужен им для растирания водных растений, и обычно это бывают кусочки кварца или полевого шпата, запасы которых им требуется все время пополнять. Проглоченный же по ошибке мягкий кусочек свинца размалывается твердыми камешками, и частицы его растворяются пищеварительными соками, после чего свинец проникает в кровеносное русло и отравляет лебедя.

В отличие от Великобритании, где отмечено частое отравление лебедей в результате заглатывания грузил, в Дании эта причина – исключение (Andeson-Harild, частное сообщение). Здесь весьма распространена охота на мелководье, и потому повсюду в донных отложениях встречается дробь от охотничьих патронов, которую подбирают лебеди, что приводит к их отравлению свинцом. Этим объясняется, почему в США разрешено использовать только стальную дробь.


Рис. 21. Рентгеновский снимок задней части тела датского лебедя-шипуна (Cygnus olor) позволяет опознать свинцовую дробь (Из Anderson-Harild)

В Дании на лебедей-шипунов охотятся с использованием свинцовой дроби, но подстреленные лебеди нередко выживают. На рентгеновских снимках видны свинцовые шарики. Свинец в таком количестве не всегда вызывает отравление; лебедь, представленный на фото (рис. 21), погиб от свинцового отравления в результате заглатывания свинцовой дроби. Бывает, что и у людей, съевших убитую свинцовой дробью дичь, появляются симптомы свинцового отравления. В США из-за токсичности свинца для охоты на уток стали пользоваться дробью из стали, но такая дробь не только дороже, но и сложнее в обработке; из-за своего меньшего удельного веса она стала причиной того, что существенна увеличилось число погибающих подранков в сравнении с гибелью от патронов со свинцовой дробью. Хотя промышленность вот уже 40 лет пытается найти полноценную замену свинцовой дроби, до сих пор осуществить это не удалось.

В Баварии, где в тирах практикуется стрельба по глиняным муляжам голубей свинцовыми пулями, недавно потребо-вали принятия мер к тому, чтобы эти пули не попадали в грунтовые воды, так как это создает серьезную опасность загрязнения воды свинцом.

30. Этилированный бензин и пищевые цепи

Этилированный бензин стал известен как биоцид, попадающий в пищевую цепь, после того как в США по непонятным вначале причинам погибло несколько телят и лишь в результате вскрытия был поставлен диагноз «свинцовое отравление». Тут только вспомнили, что этих телят поили молоком коров, питавшихся травой, скошенной на обочинах автострад.

Об этом факте узнали также и крестьяне Нижней Саксонии, и с тех пор многие из них по краям автострад сажали один только салат и продавали его потом в городе. (Правда, при основательной промывке такого салата водой можно отмыть какую-то часть свинцовых остатков, аккумулированных из воздуха автострад.)

В Австрии в затруднительном положении оказались зайцы на интенсивно обрабатываемых сельскохозяйственных угодьях. Животные не находили там больше сорняков, которые они так охотно поедали. Сорняки росли еще только по краям дорог, однако на проселочных дорогах растения были настолько загрязнены свинцом, что в результате зайцы сами накапливали свинец. И если они от этого не погибали, то все же становились уже не такими проворными и легко попадали под колеса автомашин. Ондершека (Onderscheka) подсчитал, что трех зайцев, съеденных за одну неделю, вполне достаточно, чтобы охотник мог заболеть в результате свинцового отравления.

Согласно исследованиям Ондершека, концентрация свинца в пернатой дичи часто бывает намного выше, чем это, например, допускается нормами, установленными в ФРГ (должно быть не более 0,3 мг/кг). Серые куропатки и фазаны больше страдают от загрязнения свинцом и кадмием, чем бекасы, что объясняется интенсивным обменом веществ у последних.

Во второй редакции закона о допустимом содержании свинца в бензине в ФРГ предельная концентрация была снижена до 0,15 г на 1 л бензина. Спустя довольно долгое время Институт непаразитарных болезней растений Федерального биологического управления исследовал пробы различных кормовых и пищевых растений, растущих у автострад с интенсивным движением, и обнаружил весьма заметное снижение свинцового загрязнения по сравнению с данными, полученными в предыдущем году для тех же мест.

Ввиду того что в США недавно ввели очень строгие правила, ограничивающие выброс выхлопных газов, автомобильная промышленность ФРГ стала выпускать для экспорта в США машины определенного типа с очень хорошей (соответственно требованиям США) очисткой отработанных газов. Эти машины экспортируются только в США, а на местныйрынок до сих пор поступают старые модели, поскольку в ФРГ таких строгих ограничений нет.

Накопление свинца в растительности и в верхних слоях почвы в зависимости от расстояния до автомагистрали

Рис. 22. Накопление свинца в растительности (вверху) и в верхних слоях почвы (внизу) в зависимости от расстояния до автомагистрали (По Kloke из Koch, 1979)

В листве на гектаре лиственного леса около Вены (Австрия) содержится 376 г свинца. Это количество свинца попадает вместе с опадом в почву и остается там, если лесопарки не подвергают очистке. Удаление опавшей листвы – мера сама по себе небиологичная, но при этих обстоятельствах она будет полезной. Встает, однако, вопрос: куда девать листву, содержащую свинец?

 

Главы 31...40

Оглавление


Дата публикации:

17 марта 2008 года

Электронная версия:

© НиТ. Раритетные издания, 1998