Современные яды: Дозы, действие, последствия - Алан Колок

Карсон не приходило в голову, что аборигены Арктики не обязательно должны были приезжать в Анкоридж за дозой ДДТ; ДДТ мог сам добраться до их родных стойбищ.

Как же происходит такой перенос, и почему загрязнители обнаруживаются в самых отдаленных уголках мира, а отнюдь не только в самых населенных или самых загрязненных? Это происходит благодаря так называемой глобальной дистилляции, или «эффекту кузнечика». СОЗ частично летучи, то есть способны испаряться и попадать в атмосферу при теплой погоде. При охлаждении воздуха вещества конденсируются и выпадают из атмосферы обратно на землю. Миграция веществ из одного региона в другой – медленный процесс, состоящий из множества циклов испарения – конденсации, поэтому эффект кузнечика возникает только в том случае, когда вещество устойчиво к деградации, что и свойственно СОЗ. Если вещество попадает в регион, где холодно всегда, как в Арктике и Антарктике, оно там и остается, закрепляясь в конденсированной форме, и уже не может вернуться в атмосферу и продолжить свои странствия по земному шару. Загрязнение Арктики СОЗ – это очень серьезная проблема, так как их химические свойства обусловливают их накопление на крайнем Севере в организмах высших хищников: морских рыб, птиц и млекопитающих. Эффект кузнечика позволяет загрязняющим веществам перемещаться по миру, а устойчивость к деградации не дает распадаться в процессе перемещения. Достигая полярных регионов они благодаря своей липофильности попадают в биоту, а не остаются в воде. Липофильные загрязнители концентрируются в организмах и биомагнифицируются, поднимаясь по пищевой цепи к высшим хищникам.

Еще один фактор, способствующий аккумуляции СОЗ в Арктике – это сама ее экосистема. Она характеризуется низким уровнем продуктивности растений, малым разнообразием видов и относительно простыми пищевыми цепями. Арктическая пищевая цепь начинается с фитопланктона, одноклеточных фотосинтезирующих растений, которые превращают углекислый газ в более сложные органические вещества. Этих одноклеточных поедает зоопланктон – разнообразные мельчайшие животные, в том числе рачки копеподы и амфиподы. Зоопланктоном питается рыба, в том числе арктическая треска – один из самых распространенных в Арктике видов, составляющий важную часть добычи морских обитателей. Эта недолго живущая рыба держится подо льдом, поедая ракообразных и концентрируя в себе СОЗ. Арктические кольчатые нерпы ловят рыбу, в том числе треску, а на них, в свою очередь, охотятся высшие хищники Арктики – белые медведи. В пищевой цепи треска – нерпа – медведь был обнаружен очень высокий уровень биоаккумуляции ПХД в жировых тканях – от 0,0037 до 0,68 и до 4,50 мг/кг соответственно.

Обычно СОЗ в большей степени концентрируется в организме самцов морских млекопитающих, чем самок. Например, в тканях самцов кольчатой нерпы содержится в два раза больше ДДТ и ПХД, чем в тканях самок, а в тканях самцов белых медведей ПХД на 50 % больше, чем у самок. У людей, населяющих этот регион, обнаруживается та же тенденция. Анализы крови инуитов, проживающих на острове Бротон на Северо-Западной территории Канады, показали, что концентрация ПХД увеличивается с возрастом и выше у мужчин, чем у женщин.

Более низкая концентрация загрязнителей в организме самок объясняется лактацией – выработкой жирного молока; однако, хотя концентрация СОЗ в организме самки из-за этого снижается, эти вещества передаются потомству. В грудном молоке инуитских женщин, питающихся «местной пищей» (традиционными продуктами питания, добываемыми в местной экосистеме), содержится вдвое больше СОЗ, чем у женщин из современных поселений, питающихся магазинными продуктами. По содержанию СОЗ молоко инуитских женщин примерно соответствует молоку китов-белух и в семь раз превосходит жировую ткань арктического гольца. Не будет преувеличением сказать, что верхнее положение в арктической пищевой пирамиде занимают детеныши млекопитающих, питающиеся материнским молоком, будь то белые медвежата, зубатые киты или человеческие дети.

Главная тема «Безмолвной весны» – чрезмерное использование хлорорганических пестицидов, легко перемещающихся по земному шару, пока не достигнут холодной и богатой жиром среды, где они могли бы осесть. Но заслуга книги не только в этом; она стала толчком для развития современной экотоксикологии. Хотя Карсон неправильно интерпретировала обнаруженные в организме эскимосов СОЗ, «Безмолвная весна» открыла глаза обществу (в том числе молодым перспективным ученым) на то, что тенденции, наблюдаемые в живой природе, можно рассматривать как прогноз будущих экологических проблем.

Публикация «Безмолвной весны» совпала с существенным изменением парадигмы в экотоксикологии. В книге, вероятно, впервые в истории было показано, что влияние человека на природу далеко не всегда позитивно, человек способен изменять целые экосистемы путем чрезмерного выброса промышленных химикатов. Более того, проведя анализ многочисленных исследований, Карсон извлекла суть из разрозненных обрывков информации и смогла на их основе сделать очень важное, хотя и пугающее, заключение. В своей книге она коснулась таких перспективных направлений, как трансгенерационная токсикология, репродуктивная токсикология, использование организмов-индикаторов, смешивание химических веществ в окружающей среде, приводящее к непредвиденным последствиям для здоровья человека, подверженность аборигенов приполярного региона воздействию СОЗ, различная чувствительность к пестицидам и эндокринные нарушения, вызванные гормональными канцерогенами. Окончание Второй мировой войны предопределило наступление новой химической эры, а «Безмолвная весна» предопределила наступление современной эры понимания воздействия на природу новых искусственных химических веществ. С точки зрения экологии современный подход к токсикологии и окружающей среде восходит именно к этой судьбоносной книге.

Глава 16

Токсичные средства гигиены

Мы нашли врага, и оказалось, что это мы сами.

В самом конце прошлого века, между 1999 и 2000 гг., Дана Колпин и небольшая группа ее товарищей по геологоразведке были очень заняты. На протяжении двух лет они проводили общенациональное обследование 139 проточных водоемов в 30 штатах для измерения уровня загрязнителей в них. Они собрали пробы воды и анализировали их на наличие разнообразных продуктов фармацевтической промышленности, в том числе ветеринарных и человеческих антибиотиков, других лекарственных средств, стероидов и гормонов. Также они проводили тесты на некоторые вещества, используемые в средствах личной гигиены, в том числе ДЭТА (N,N-диэтил-м-толуамид), основной компонент многих репеллентов, и триклозан, антибактериальное вещество, содержащееся в мыле и моющих средствах. Хотя для анализов были специально выбраны водоемы, находящиеся вблизи потенциальных источников загрязнения, и большинство веществ были обнаружены в низких концентрациях (меньше одной части на миллиард), результаты все равно оказались шокирующими. В 80 % обследованных водоемов были обнаружены разнообразные вещества, в среднем семи наименований, в измеряемых концентрациях.

Многие из этих веществ принадлежали к категории фармацевтических продуктов и средств личной гигиены – группе, которая до недавнего времени не считалась токсикологически опасной. Результаты исследования озаботили специалистов; для многих из этих веществ до сих пор не существовало критериев чистоты воды, поэтому было неясно, представляют ли обнаруженные концентрации какой-либо риск. Несмотря на то что эти концентрации в целом были невысоки, повсеместность распространенности этих веществ в окружающей среде заставила ученых задуматься об их потенциальной токсичности и заняться более пристальным рассмотрением их жизненного цикла, начиная от производства через личное использование потребителями и заканчивая конечной утилизацией.

Американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов разделяет эти вещества на две категории: косметические и лекарственные средства. Косметические средства используются преимущественно с очищающей или эстетической целью, а лекарства предназначены для диагностики, лечения, борьбы с симптомами или профилактики заболеваний. Солнцезащитные кремы и средства от прыщей действуют на структуры и функции организма, поэтому они также попадают в категорию лекарств. Но есть и такие продукты, например увлажняющие солнцезащитные средства и шампуни от перхоти, которые размывают грань между двумя группами и принадлежат одновременно к обеим.

Современный человек пользуется лекарствами в немыслимых объемах. В 2013 г. в Соединенных Штатах было выписано более 4 млрд рецептов; более 45 % населения получают по рецепту как минимум одно лекарство в месяц. Уровень употребления лекарств, продаваемых без рецепта, впечатляет не меньше: так, например, ежегодное потребление аспирина в США превосходит 10 000 т.