Эликсиры смерти.

Из: Р.Карсон. Немая весна

R.Carson. Silent Spring. Penguin Bookss. London, 2000 (перепечатка издания1962 года)

В первый раз во всемирной истории каждый человек теперь контактирует с опасными химическими веществами от момента зачатия до смерти. Менее чем за два десятилетия своего использования синтетические пестициды настолько широко распространились в живом и не живом мире, что они встречаются практически повсюду. Их удалось выделить из больших рек и даже из потоков подземных рек, которые текут невидимыми нитями внутри нашей планеты. Остатки этих химических веществ прячутся в обработанной ими почве, в которую они попадали десятилетия тому назад. Они оказались внутри и отложились в телах рыб, птиц, рептилий, диких и домашних животных и настолько широко, что ученые, выполняющие эксперименты на животных, считают, что практически невозможно обнаружить животных, у которых бы не было подобного заражения. Они были найдены в рыбах, находящихся в отдаленных горных речках, в дождевых червях, роющихся в земле, в яйцах птиц и в самом человеке. И эти химикалии теперь отложились в телах большинства людей вне зависимости от их возраста. Они присутствуют в материнском молоке и, возможно, в тканях не рожденного ребенка.

Все это произошло вследствие внезапного появления и быстрого роста индустрии производства синтетических химических соединений со свойствами инсектицидов.  Данная индустрия является ребенком Второй мировой войны. Во время разработки химического оружия выяснилось, что некоторые их химических соединений, созданных в лабораториях, оказались смертельными для насекомых. Это событие не было случайностью: насекомые часто использовались для изучения тех химических веществ, которые предназначались для убийства человека.

Результатом оказался, кажущийся бесконечным, поток синтетических инсектицидов. Поскольку они сделаны самим человеком – за счет лабораторной манипуляции молекулами, замещением атомов, изменения их последовательности - они сильно отличаются от простых неорганических инсектицидов, использовавшихся до второй мировой войны. Те были произведены из естественно встречающихся минералов и растительных продуктов – они являлись соединениями мышьяка, меди, свинца, магния, цинка и других минералов, пиретрума из высушенных цветков хризантем, никотин сульфата из некоторых родственников табака и ротенона из растений, произрастающих в Восточной Индии.

То, что выделило новые синтетические инсектициды, была их большая биологическая мощность. Они обладали гигантской силой не только отравлять, но и вмешиваться в большинство жизненных процессов организма и зачастую смертельно изменять их. Таким образом, как мы увидим, они разрушают те самые ферменты, которые призваны защищать организм от вреда; они блокируют процессы окисления, при помощи которого организм получает свою энергию; они мешают нормальному функционированию различных органов, и кроме того, они могут инициировать в разных клетках медленные и необратимые изменения, приводящие к злокачественным новообразованиям.

Тем не менее, все больше и больше новых, и все более смертельных химических соединений каждый год добавлялись к этому списку, и они начинали использоваться в новых областях, так что контакт с этими материалами стал практически неизбежным во всем мире. Производство синтетических инсектицидов в Соединенных Штатах взлетело от 124259000 фунтов в 1947 году, до 637666000 фунтов в 1950 году, т.е. более чем в пять раз! Продажная стоимость этих продуктов составила более четверти миллиарда долларов, но в планах и надеждах индустрии это громадное производство являлось всего лишь началом.

Поэтому «Кто есть Кто» в мире пестицидов чрезвычайно важно для нас всех. Если мы должны жить настолько тесно с этими химическими соединениями, есть их и пить их, и позволять им проникать в наш костный мозг мы должны знать больше про их историю и их силу.

Хотя во время второй мировой войны мы отвернулись от неорганических химических соединений в качестве пестицидов и вошли в удивительный мир углеводородов, некоторое количество старых материалов все еще используется. Основным среди них является мышьяк, который все еще оказывается основным ингредиентом различных средств для уничтожения сорняков и насекомых. Мышьяк является высокотоксичным веществом, которое часто встречается в рудах различных металлов и в очень небольших количествах встречается в вулканах, море, а также в воде источников. Его взаимоотношения с человеком имеют длинную историю. Поскольку многие из его соединений не имеют никакого вкуса, на протяжении длительного периода времени от Борджиа до настоящего времени они были самым любимым средством для убийства. Мышьяк был первым признанным карциногеном (веществом, вызывающим рак), который был обнаружен в каминной саже, и его связь с раком была установлена практически две сотни лет тому назад врачом из Англии. Существует информация об эпидемиях хронического отравления мышьяком, которые вовлекали большие группы людей. Загрязненное мышьяком окружение приводило к заболеванию и смерти у лошадей, коров, коз, свиней, оленей, рыб и пчел; несмотря на это до сих пор очень широко используются порошки и распрыскиватели с мышьяком. В тех местах на юге Соединенных Штатов, где использовалось опрыскивание мышьяком хлопковых полей, разведение пчел, как индустрии, практически исчезло. Фермеры, использующие порошки мышьяка на протяжении длительного периода времени, страдают от хронического отравления мышьяком, стада отравляются средствами для борьбы с вредителями и сорняками, которыми опрыскиваются поля и трава. Облако мышьяковой пыли при опылении распространяется на соседние фермы, загрязняя реки, отравляя коров и пчел и вызывая заболевания у людей. «Вряд ли возможно ….. относиться к соединениям мышьяка с меньшим безразличием к человеческому здоровью, чем так, как к ним относились в нашей стране на протяжении последних нескольких лет [говорит доктор Хупер из национального института раков]. Любой человек, который наблюдал распыление инсектицидов, содержащих мышьяк, поражается тому, насколько безрассудно распыляются эти ядовитые вещества».

Современные инсектициды еще более опасны. Большинство из них можно разделить на две основные группы: одна, представленная ДДТ, и известная как хлорированные углеводороды; другая состоит из инсектицидов на базе органических фосфатов, и она представляется достаточно известными соединениями, такими как малатион и паратион. Эти соединения имеют много общего – как упоминалось выше, они построены на основе атомов углерода, который является незаменимым строительным материалом живого мира, и поэтому они классифицируются как органические. Для того чтобы понимать их свойства, мы должны представлять, как они изготавливаются и как (хотя они и связаны с базовой химией всей жизни), они позволяют себя модифицировать, превращаясь в агенты смерти.

 Основной элемент углерод является соединением, атомы которого имеют практически неограниченную возможность для связи друг с другом в виде цепей и колец, углерод также может соединяться с атомами различных других веществ. На самом деле невообразимое богатство всех живых существ, от бактерий до гигантского голубого кита, является следствием именно этой способности углерода. Комплексные белковые молекулы в своей основе также имеют углеродные атомы, кроме того, в своей основе они имеют молекулы жиров, углеводородов, ферментов и витаминов. Большое количество неживых веществ в своей основе также имеют углерод, поэтому углерод не обязательно является символом жизни.

Некоторые органические соединения являются простой комбинацией углерода и водорода. Простейшим из них является метан или болотный газ, формирующийся в природе бактериальным разложением органических веществ под водой. Смешанный с воздухом в соответствующих пропорциях, метан становится ужасным «огненным туманом» в шахтах. Его структура удивительно проста - она состоит из одной молекулы углерода, к которой присоединено четыре молекулы водорода.


 


Химики давно обнаружили, что можно удалить один или все атомы водорода и заменить их на другие элементы. Например, замещение одного атома углерода на хлор формирует метилхлорд.


 


Если вы удалите три атома углерода и заместите их на хлор, то вы получите анестетическое вещество хлороформ.


 


Если же мы заменим все четыре атома углерода на хлор, то мы получим тетрахлорид углерода, который известен нам своими очищающими свойствами.


 


В простейшей ситуации эти изменения, которые мы проводим с исходной молекулой метана, иллюстрирует, что такое хлорированный углеводород. Но эта иллюстрация также дает нам указание на то, насколько сложен химический мир углеводородов, или на то, как происходят манипуляции, при помощи которых химик-органик создает свои бесконечно варьирующие материалы. Поскольку вместо простой метановой молекулы с ее одним единственным углеродным атомом, этот химик может работать с углеводородными молекулами, состоящими из большого количества углеродных атомов, которые связанны друг с другом в кольца или цепи, с боковыми цепями или ветвями, а затем, производя замещение на простые атомы углерода, или добавляя к ним атомы хлора, он может создавать большое разнообразие химических соединений. При относительно небольших изменениях, весь характер свойства вещества полностью меняется. Например, важно не только то, что присоединяется, но также и место, к которому присоединяется. Подобные манипуляции привели к появлению гигантского количества ядов с действительно громадной силой воздействия.

ДДТ (сокращение от дихлор-дифенил-трихлор-этан) был впервые синтезирован немецким химиком в 1874 году, но его свойства как инсектицида не были распознаны до 1939 года. Практически немедленно после этого ДДТ стал синонимом борьбы с заболеваниями, вызываемыми насекомыми, и символом победы фермеров в войне против насекомых, уничтожающих их посевы. За создание этого препарата швейцарец Пауль Мюллер получил Нобелевскую премию.

Сейчас ДДТ используется настолько часто, что для большинства он кажется безвредным, как и все то, что часто находится в нашем поле зрения. По всей вероятности миф о безвредности ДДТ базируется на том факте, что одним из первых его применений было опрыскивание тысяч солдат, беженцев и заключенных во время войны для борьбы со вшами. Распространенное предположение заключалось в том, что поскольку такое большое количество людей так тесно контактировало с ДДТ и не пострадало от немедленных эффектов этого химического соединения, то оно должно быть безвредным. Эта понятная ошибка происходит из того факта, что – в противоположность хлорированным углеводородам - ДДТ в порошковой форме не адсорбируется через кожу. Растворенный в масле, (как он обычно используется), ДДТ определенно токсичен. Если его проглотить, он медленно абсорбируется в желудочно-кишечном тракте, и он также может абсорбироваться через легкие. После того как он попадает в организм, он в основном хранится органах с большим количеством жировых веществ: в таких как надпочечники, яички или щитовидная железа (поскольку ДДТ растворим в жирах). Относительно большие количества этого вещества откладываются в печени, почках и в жировой ткани, находящейся в животе.

Накопление ДДТ начинается с небольшого количества химического вещества, например с тех небольших количеств, которые присутствуют как остатки в большинстве продуктов питания, и оно продолжается до тех пор, пока не будет достигнута относительно большая его концентрация. Жировые отложения действуют как биологические усилители, поэтому если вы принимаете лишь такую небольшую дозу как 1/10 от одной части на миллион в диете, в результате в жировой ткани мы накапливаем 10-15 частиц на миллион (или увеличение в 100 раз и больше). Эти данные очень хорошо знакомые химику или фармакологу, однако они не знакомы большинству из нас. Одна часть на миллион звучит как очень маленькое количество, и это действительно маленькое количество, но подобные соединения настолько мощны, что даже это минимальное количество может привести к серьезным изменениям в нашем организме. В экспериментах на животных три частицы на миллион ингибируют важнейшие ферменты в сердечной мышце. При концентрации всего лишь 5 частиц на миллион клетки печени погибают или дезинтегрируются; концентрация 2,5 частиц на миллион родственного химического соединения дилдрина и хлордана приводит к тому же результату.

На самом деле это не удивительно. В нормальной химии человеческого организма существует именно такое различие между причиной и эффектом. Например, такое небольшое количество йода, как две десятитысячные грамма – это различие между здоровьем и болезнью. Поскольку небольшие количества пестицидов накапливаются кумулятивно, и выводятся крайне медленно, угроза хронического отравления и дегенеративных изменений печени и других органов, весьма и весьма реальна.

Ученые не полностью согласны друг с другом по поводу того, какое количество ДДТ может накопиться в организме человека. Доктор Арнольд Леман, главный фармаколог управления по контролю за качеством лекарственных и пищевых продуктов, считает, что нет ни нижнего порога, ниже которого ДДТ не абсорбируется, ни верхнего порога, выше которого прекращается абсорбция и накопление вещества. С другой стороны доктор Вейлан Хейз из службы общественного здоровья Соединенных Штатов, считает, что у каждого человека имеется точка равновесия,и после того, как эта точка равновесия достигнута, большее количество ДДТ уже выводится из организма. Для практических задач для нас не особенно важно, кто из этих двух специалистов прав. Накопление ДДТ у человека очень хорошо исследовано и мы все знаем, что средний человек содержит потенциально опасные количества этого вещества. В соответствии с разнообразными исследованиями индивидуумы, у которых не было известного контакта с ДДТ (за исключением неизбежных пищевых контактов), в среднем накапливает от 5,3 частиц на миллион, до 7,4 частиц на миллион. Однако работники сельского хозяйства имеют в своем организме уже 17,1 частицу на миллион, а рабочие на заводах по производству инсектицидов могут накапливать уже до 648 частиц на миллион, поэтому понятно, что диапазон концентрации этого вещества в человеческом организме достаточно широк и, что чрезвычайно важно, даже минимальные значения превышают тот уровень, с которого может начинаться поражение печени и других органов.

Одним из наиболее ужасных свойств ДДТ и родственных ему химических веществ, является тот факт, что эти вещества могут переходить от одного организма к другому через все звенья пищевой цепи. Например, поля с травой клевера были опрысканы ДДТ, затем из этой травы приготовили корм и скормили его курицам, курицы же стали откладывать яйца, содержащие ДДТ; или же сено, содержавшее остатки в концентрации 7-8 частиц на миллион, может быть скормлено коровам, тогда ДДТ появится затем в молоке в концентрации примерно 3 частички на миллион, но в масле, которое будет получено из этого молока, концентрация повысится уже до 65 частиц на миллион. И в итоге, благодаря подобному процессу передачи, начинающегося с очень маленького количества ДДТ, в конце может появиться крайне высокая концентрация этого вредного вещества. Сейчас фермерам для своих молочных коров, зачастую оказывается очень сложно получить не загрязненный фураж, несмотря на то, что управление по контролю за качеством лекарственных и пищевых продуктов запрещает наличие остатков инсектицидов в молоке, которое продается через границы штата.

Яд может также передаваться от матери потомству. Инсектициды были выявлены в молоке женщин в образцах, которые были протестированы учеными из управления по контролю за качеством лекарственных и пищевых продуктов. Это означает, что новорожденный ребенок, вскармливаемый грудным молоком, получает небольшие, но постоянные добавления к тому количеству токсических веществ, которые формируются у него в организме. Однако это не в коем случае не является его первым контактом с ними. Существует достаточно много фактов, которые указывают, что процесс накопления химических веществ начинается еще в тот период, когда он находится в утробе матери. У экспериментальных животных хлорируемые углеводороды легко пересекают плацентарный барьер – традиционный щит между эмбрионом и вредными веществами, которые попадают в организм матери. В то время как количество получаемых таким образом вредных веществ человеческим плодом обычно небольшое, оно не является безвредными, поскольку дети значительно более уязвимы для отравления, чем взрослые. Эта ситуация также означает, что на сегодняшний день средний человек практически обязательно начинает свою жизнь с первого отложения все увеличивающегося количества химических веществ, которое его тело затем будет нести с собой на протяжении всей его жизни.

Все эти факты – начальное накопление токсических веществ на низком уровне и последующее их накопление, которое уже может приводить к возникновению повреждения печени даже при тех концентрациях, которые могут возникать при потреблении нормальной пищи – привели к тому, что в управлении по контролю за качеством лекарственных и пищевых продуктов еще в 1950 году заметили, что «крайне вероятно, что потенциальный вред ДДТ был недооценен». В медицинской истории не было подобной ситуации, никто еще на сегодняшний момент не знает, какие будут у этого последствия.

Хлордан, другой хлорированный углеводород, обладает всеми неприятными свойствами ДДТ, но, кроме того, имеет несколько своих собственных. Его остатки могут длительное время присутствовать в почве, пищевых продуктах или на поверхности, на которую он был нанесен. Но, кроме того, он достаточно легко испаряется, и отравление его парами является серьезным риском для любого человека, который с ним работает или находится около него. Хлордан использует для своего проникновения в организм все возможные точки: он легко проникает сквозь кожу, он легко вдыхается в виде испарений и естественно, он абсорбируется из желудочно-кишечного тракта, если его проглотить. Подобно всем другим хлорированным углеводородам, отложения в организме накапливаются кумулятивно. Диета, содержащая такие небольшие количества хлордана как 2,5 частички на миллион, может привести к накоплению 75 частичек на миллион в жировой такни экспериментальных животных.

Опытный фармаколог доктор Леман описывает хлордан как «один из наиболее токсичных  инсектицидов – любой, кто с ним работает, может быть отравлен». Судя по тому факту, насколько безрассудно легко наносится хлордан на лужайки перед домами в пригородах больших городов, данное предупреждение не очень то серьезно воспринимается. Тот факт, что жители пригородов внезапно не падают больными, вряд ли может серьезно восприниматься, поскольку токсины могут очень долго спать в организме, а проявления могут возникать через месяцы или годы в виде заболеваний, для которых практически невозможно установить начало. С другой стороны смерть может наступить и достаточно быстро: приводится пример как один пострадавший случайно вылил на себя 25% раствор хлордана, и в течение 40 минут у него развились симптомы отравления, в результате он умер до того, как ему была оказана медицинская помощь. Однако при этом мы вряд ли можем рассчитывать на то, что сможем издать какие-то предупреждения, которые в будущем помогут быстро оказать медицинскую помощь.

Гептахлор, один из компонентов хлордана, продается как отдельное вещество. Он обладает особенно высокими возможностями по накоплению в жировой ткани. Если диета содержит не более одной десятой от одной частицы на миллион, в организме будет обнаруживаться значительное количество гептахлора. Он также обладает интересной способностью превращаться в химически отличное соединение, известное как эпоксид гептахлора. Этому превращению он может подвергаться в почве, а также в тканях, как растений, так и животных. Тесты на птицах показывают, что эпоксид, который появляется в результате этого изменения, примерно в четыре раза более токсичен, чем оригинальное химическое соединение, которое в свою очередь, в четыре раза более токсично, чем хлордан.

Еще в середине 1930-х годов было показано, что отдельная группа углеводородов, так называемая хлорированные нафталены, могут вызывать гепатит, редкое и практически всегда смертельное поражение печени у людей, которые подверглись воздействию этих соединений на рабочем месте. Они приводили к заболеваниям и смерти рабочих в электро-индустирии и позднее, то же самое происходило и в сельском хозяйстве, где эти соединения рассматривали как причину странного, обычно смертельного заболевания, крупного рогатого скота. При изучении всех этих событий не вызывает удивления тот факт, что из всех углеводородов три из инсектицидов, принадлежащих к этой группе, являются наиболее мощными ядами. Эти соединения носят название диелдрин, алдрин и эндрин.

Диелдрин, названный по имени немецкого химика Диелса, примерно в пять раз более токсичен, чем ДДТ, если его проглотить, и в сорок раз более токсичен при абсорбировании через кожу. Он известен тем, что свой удар наносит быстро и оказывает ужасный эффект на центральную нервную систему, заставляя свои жертвы биться в конвульсиях. Люди, отравленные таким образом, выздоравливают очень медленно и у них остаются хронические последствия. Также как и со всеми другими хлорированными водородами, эти долговременные эффекты включают серьезные повреждения печени. Длительное время жизни остатков этого соединения и эффективное инсектицидное действие привели к тому, что диелдрин является одним из наиболее часто используемых на сегодняшний день инсектицидов, несмотря на явное уничтожение диких зверей и птиц, сопровождавшее его использование. При тестировании на фазанах и других птицах, он оказался в 40-50 раз более токсичным, чем ДДТ.

Имеются очень большие дефекты в наших знаниях по поводу того, как диелдрин накапливается или распределяется в организме человека, а также как он выводится, поскольку способности химиков разрабатывать и изобретать инсектициды давно уже превысили наши биологические знания о том, как эти яды поражают живущие организмы. Однако, имеется указание на то, что в человеческом теле эти соединения могут храниться относительно долго и эти отложения могут находиться в спящем состоянии, подобно спящему вулкану, а затем в периоды физиологического стресса, когда организм внезапно начинает использовать резервы жировой ткани, они внезапно активизируются. Большая часть из того, что мы знаем по поводу этих веществ, была выявлена во время кампании по борьбе с малярией, выполнявшейся Всемирной Организацией Здравоохранения. Вскоре, после того как в работе по борьбе с малярией диелдрин заменил ДДТ (поскольку малярийные москиты стали резистентными к ДДТ), стали возникать случаи отравлений среди лиц, занимавшихся опрыскиванием. Припадки были достаточно тяжелыми, от половины до всех пораженных мужчин (в зависимости от различных программ) начинали биться в конвульсиях, несколько из них умерло, причем у некоторых припадки возникали через четыре месяца после последнего контакта с соединением.

Алдрин может рассматриваться как достаточно таинственное вещество, и хотя он существует как химически отдельное соединение, он выступает, как альте эго диелдрина. Когда с обработанных алдрином полей собирается морковь, в ней обнаруживаются остатки диелдрина. Эти изменения возникают в живых тканях, а также в почве. Подобные алхимические превращения привели к большому количеству ошибочных отчетов, поскольку если химик, который знает, что был применен алдрин, тестирует на его наличие, ему кажется, что все остатки исчезли. Остатки все равно здесь, но этим остатком является диелдрин, а для него требуется иной тест.

Подобно диелдрину, алдрин крайне токсичен. Он приводит к дегенеративным изменениям в печени и почках. Количество, которое может уместиться в таблетке размером с таблетку аспирина, содержит достаточно сил, чтобы убить четыре сотни фазанов. Имеется информация о большом количестве отравленных людей, большинство из них в связи с работой в индустрии, производящей это вещество.

Алдрин аналогично всем членам этой группы инсектицидов отбрасывает мрачную тень на будущее, тень бесплодия. Фазаны, которым скармливали небольшие количества этого вещества (настолько маленькие, что они не могли убить их), тем не менее, откладывали меньшее количество яиц, и цыплята, которые из них вылуплялись, вскоре погибали. Эффект проявляется не только у птиц. Крысы, которые подвергались воздействию алдрина, реже беременели и их дети жили очень короткий период времени. Новорожденные у матерей, обработанных этими веществами, умирали в течение трех дней. Одним или другим способом новое поколение страдало от отравления родителей. Никто не знает насколько данный эффект может быть отмечен у людей, однако данное вещество опрыскивалось с самолетов над пригородами и фермерскими хозяйствами.

Эндрин является наиболее токсичным из всех хлорированных углеводородов. Хотя химически он очень похож на диелдрин, небольшое изменение в молекулярной структуре приводит к тому, что он является в пять раз более токсичным. За счет этого «отец-основатель» всей этой группы инсектицидов, ДДТ, кажется практически безвредным. Эндрин в 15 раз более ядовит, чем ДДТ для млекопитающих, в 30 раз более ядовит для рыб и в 300 раз более ядовит для некоторых птиц.

За десятилетия своего использования эндрин уничтожил огромное количество рыбы, смертельно отравлял крупный рогатый скот, который забредал в опрысканные сады, отравлял колодцы и привел к жесткому предупреждению, по крайней мере, от одного управления здравоохранения штата того, что бездумное употребление этого вешества может привести к опасности для человека.

В одном из наиболее трагичных случаев отравления эндрином не было никакой явной халатности, были предприняты все адекватные меры предосторожности. Родители американцы взяли своего годовалого ребенка для того, чтобы пожить вместе с ним в Венесуэле. В доме, в который они приехали, были тараканы. Через несколько дней после приезда против этих тараканов был использован опрыскиватель, содержащий эндрин. Ребенок и небольшая собака, которая жила в семье, были удалены из дома до того, как его опрыскали, где-то примерно в районе 9 часов утра. После опрыскивания дом был помыт, ребенок и собаку вернули домой после обеда. Примерно через час (или около того) у собаки началась рвота, развились судороги, и она умерла. В 10 вечера того же самого дня у ребенка также началась рвота, судороги и он потерял сознание. После контакта с эндрином этот нормальный здоровый ребенок превратился в растение, он не мог ничего видеть, ничего не слышал, у него были частые мышечные спазмы, и он был, как кажется, полностью отрезан от всех контактов с окружением. Несколько месяцев лечения в больнице в Нью-Йорке не смогли восстановить его состояние или привести к надежде на выздоровление. «Крайне сомнительно» сообщил лечащий врач, «что удастся добиться какого-то бы то ни было улучшения состояния».

Вторая основная группа инсектицидов, так называемые алкил-фосфаты или фосфорорганические соединения, относятся к наиболее ядовитым химическим соединениям, существующим в мире. Основной, и наиболее ясно видимой опасностью, связанной с их использованием, является острое отравление людей, которые применяют распрыскиватели или случайно контактируют с облаком, двигающимся по воздуху, а также контактируют, с растениями, покрытыми налетом этих соединений, или контактируют с выброшенным контейнером. Во Флориде двое детей обнаружили пустой мешок и использовали его для того, чтобы отремонтировать игрушку. Вскоре после этого они оба умерли, а трое других детей, которые играли с ними, заболели. Мешок ранее содержал инсектицид, называющийся паратионом – одно из фосфорорганических соединений. Тесты установили, что дети умерли от отравления паратионом. В другом случае двое маленьких мальчиков в Висконсине, двоюродные братья, умерли в одну и ту же ночь. Один мальчик играл во дворе, когда облако от распрыскивания соединения пришло с соседнего поля, где его отец опрыскивал картошку паратионом. Другой мальчик, играя, забежал в амбар за своим отцом, и положил руки на распрыскиватель. 

Происхождение этих инсектицидов имеет определенную историю. Хотя некоторые из химических соединений сами по себе – органические эфиры фосфорной кислоты – были известны на протяжении нескольких лет, их инсектицидные свойства были открыты только немецким химиком Герхардом Шрадером в конце 1930-х годов. Практически немедленно после этого немецкое правительство распознало значимость тех же самых химических веществ, как нового и ужасного оружия в войне человека против человека, и работа над ними была объявлена секретной. Некоторые из них превратились в смертельные нервные газы. Другие, имеющие очень похожую структуру, превратились в инсектициды.

Фосфорорганические инсектициды действуют на живые организмы очень интересным образом: они обладают способностью разрушать ферменты – ферменты, которые выполняют необходимые функции в организме. Их целью является нервная система, вне зависимости от того, является ли жертвой насекомое или теплокровное животное. В нормальных условиях импульс передается от нерва к нерву при помощи «химического передатчика», который называется ацетилхолин, вещества, выполняющего необходимую функцию, а затем исчезающего. На самом деле его существование настолько эфемерно, что исследователи медики не могли без специальных процедур обнаружить его в организме прежде, чем оно разрушалось. Эта транзиторная природа передающих химикатов необходима для нормального функционирования организма. Если ацетилхолин не уничтожается сразу же после того, как прошел нервный импульс, импульсы продолжают возникать и передаются от нерва к нерву, поскольку соединение снова и снова осуществляет свой эффект. Движения тела человека становятся дискоординированными, возникает дрожание, мышечные спазмы, конвульсии и далее следует смерть.

Для защиты от этого организм создал защитный фермент, называемый холинэстеразой, которая разрушает передающее химическое соединение после того, как оно больше уже не нужно. За счет этого фермента осуществляется баланс, и организм никогда не накапливает опасного количества ацетилхолина. Но при контакте с фосфорорганическими инсектицидами защитный фермент разрушается, и количество фермента настолько уменьшается, что передающее химическое соединение накапливается. Этим эффектом фосфорорганические соединения напоминают алкалоидный яд мускарин, обнаруживаемый в ядовитых грибах (в мухоморах).

Повторные воздействия могут снижать уровень холинэстеразы до того момента, пока человек не достигает границы острого отравления – предела, за которым острое отравление может наступить даже после очень небольшого дополнительного воздействия. По этой причине чрезвычайно важно периодически следить за анализами крови лиц, занимающихся распрыскиванием инсектицидов, а также других людей, которые регулярно подвергаются воздействию этих веществ.

Паратион относится к одному из наиболее широко используемых фосфорорганических соединений, он также является одним из наиболее опасных соединений. Медоносные пчелы становятся «возбужденными» при контакте с этим веществом, они начинают внезапно чистить свои улья и погибают в течение получаса. Химик, который пытался выяснить токсичную для человека дозу, проглотил очень небольшое количество паратиона, равное 0,00424 унциям, за потреблением этого вещества наступил паралич настолько внезапно, что он не смог ввести себе, заготовленное для этого случая противоядие, и умер. Согласно некоторым данным паратион является любимым способом самоубийства в Финляндии. В последние годы в штате Калифорния ежегодно происходит до двух сотен случаев случайного отравления паратионом. Во многих частях мира смертность от паратиона ужасает: 100 смертельных случаев в Индии, 67 в Сирии в 1958 году и в среднем 336 смертей в год в Японии.

Тем не менее, 7 миллионов фунтов паратиона распрыскивается над полями и садами в Соединенных Штатах, ручными, автоматизированными распрыскивателями и устройствами, создающими пылевые завесы из самолетов. Количество вещества, используемого на калифорнийских фермах, могло бы, в соответствии с точкой зрения одного из врачей, «обеспечить смертельную дозу для людей, в 5-10 раз превышающее все население земного шара».

Одной из причин, спасающей нас от исчезновения при применении этого вещества, является тот факт, что паратион и другие химические соединения данной группы очень быстро разрушаются. Их остатки, которые покрывают растения, относительно коротко живущие, по сравнению с хлорированными углеводородами. Однако они существуют в природе достаточно длительный период времени для того, чтобы создать опасные концентрации, и привести к последствиям в диапазоне от серьезных до смертельных. В местечке Риверсайд в Калифорнии 11 из 30 человек, занимавшихся сбором апельсинов, внезапно заболели и все, кроме одного, потребовали госпитализации. Симптомы, наблюдавшиеся у них, были типичными для отравления паратионом. Сад, в котором они собирали апельсины, опрыскивался паратионом две с половиной недели тому назад. Остаточная концентрация этого химического вещества превратила их в полу ослепших людей, находящихся в сумеречном сознании на протяжении 16-19 дней. И это не рекорд продолжительности пребывания данных веществ в окружающей среде. Подобные же события произошли в садах, опрысканных месяц тому назад, и остатки паратиона были обнаружены в шкурках апельсина через 6 месяцев после обработки стандартными дозами.

Опасность для всех работников, которые применяют фосфорорганические инсектициды в полях, садах и виноградниках настолько высока, что некоторые штаты, использующие эти химические соединения, создали лаборатории, где врач может получить помощь при диагностике и лечении соответствующих состояний. Даже врачи могут оказаться в опасности, если они не надевают резиновые перчатки при работе с жертвами отравлений. Аналогичным образом в опасности могут оказаться прачки, стирающие одежду пострадавших, в которой может накопиться достаточное количество паратиона для того, чтобы оказать вредное воздействие на прачку.

Малатион другое фосфорорганическое соединение, практически также известно общественности, как и ДДТ. Это соединение очень широко используется садовниками, используется в качестве инсектицидов в домах, при борьбе с комарами, а также в таких ковровых атаках на насекомых, как опыление практически миллиона акров земли во Флориде для борьбы со среднеземноморской фруктовой мушкой. Соединение рассматривается как наименее токсичное в своей группе, и многие люди считают, что они могут использовать его достаточно свободно, не опасаясь вреда. Рекламные компании также способствуют формированию подобного отношения.

Предполагаемая «безопасность» малатиона базируется на недостаточно твердом основании, хотя – как это часто происходит – это не было обнаружено до того момента, пока химическое соединение не использовалось на протяжении нескольких лет. Малатион «безопасен» только потому, что печень млекопитающих, орган, который защищает нас от внешних воздействий, превращает его в относительно безопасное вещество. Детаксификация выполняется одним из ферментов печени, однако если каким-то образом этот фермент разрушен, или что-то воздействует на него, тогда человек, подвергшийся воздействию малатиона, полностью испытывает на себе силу этого яда.

К сожалению для всех нас, возможностей для того, чтобы произошли подобные события, множество. Несколько лет тому назад группа ученых из управления по контролю за качеством лекарственных и пищевых продуктов обнаружила, что когда малатион и некоторые другие фосфорорганические вещества применяются вместе, это приводит к более сильному отравлению - отравлению в 50 раз более тяжелому, чем можно было бы предсказать на основании простого суммирования токсических эффектов двух соединений. Иными словами, при комбинации этих соединений одна сотая летальной дозы каждого из этих соединений может оказаться смертельной.

Данное открытие привело к тому, что началось тестирование других комбинаций. Сейчас известно, что многие пары фосфорорганических инсектицидов крайне опасны. За счет взаимодействия их токсичность усиливается, или «потенцируется» при совместном действии. Потенцирование, похоже, происходит тогда, когда одно из соединений разрушает фермент в печени, ответственный за детоксикацию другого. Эти два соединения не обязательно должны применяться совместно. Опасность существует не только для человека, который опрыскивает свою лужайку одну неделю одним инсектицидом, а другую неделю другим, она также существует для потребителей обработанных продуктов. В обычной смеси из овощей для салата легко может присутствовать комбинация фосфорорганических инсектицидов, остатки, находящиеся в официально разрешенных пределах, могут взаимодействовать друг с другом.

Полный диапазон опасных взаимодействий этих соединений в настоящий момент еще до конца не известен, но из научных лабораторий постоянно исходят неприятные находки. Среди них обнаружение того факта, что действие фосфорорганических соединений может быть усилено другими веществами, которые не обязательно являются инсектицидами. Например, один из ферментов, использующихся для склеивания пластика, может оказать более сильнее воздействие, чем какой-то другой инсектицид и превратить малатион в опасное вещество, а это происходит по той причине, что он ингибирует в печени фермент, который в норме «выдрал бы ядовитые зубы» инсектицида.

А что по поводу других химических соединений в окружении человека, в особенности, что по поводу лекарственных средств? Мы только начинаем разбираться в том, что происходит, но уже известно, что некоторые фосфорорганические соединения (паратион и малатион) увеличивают токсичность некоторых лекарственных средств, которые используются в качестве миорелаксантов, а некоторые другие (снова включая малатион) значительно увеличивают длительность сна при применении барбитуратов.

В греческой мифологии колдунья Медея, оскорбленная тем, что у нее появилась конкурентка в борьбе за мужа Ясона, представила новой невесте платье с магическими свойствами – человек, надевший это платье, немедленно умирал ужасной смертью. Эта смерть, связанная с передачей вещи, сейчас могла бы быть обозначена как «системные инсектициды». Системные инсектициды – это химические соединения с необычными свойствами, которые используются для того, чтобы превратить растения или животных в некое подобие платья Медеи, делая их ядовитыми. Это используется для того, чтобы убить насекомых, которые могут с ними встретиться, особенно если эти насекомые будут питаться соками или кровью.

Мир системных инсектицидов – это странный мир, который во многом превосходит воображение братьев Гримм, он, скорее всего, больше похож на рисованный мир Чарльза Адамса. Это мир, где заколдованный лес сказок превращается в отравленный лес, где насекомое, которое пожует листочек или присосется к растению, обречено. Это мир, где, если блоха кусает собаку, то она сама умирает, поскольку кровь собаки превратилась в яд; это мир, где насекомое может умереть от испарений, поднимающихся от растения, которое оно никогда не трогало, и где пчела может нести отравленный нектар в свой улей и производить отравленный мед.

Мечта энтомолога о создании встроенного инсектицида появилась, когда люди, работающие в области прикладной энтомологии, обнаружили, что они кое-чему могут поучиться у природы: они обнаружили, что пшеница, растущая в почве, содержащей селенат натрия, была невосприимчива к атаке тли или других насекомых. Селен элемент, встречающийся в естественных условиях, который присутствует в небольшой концентрации в скалах, а также в почве во многих местах мира, таким образом, превратился в первый системный инсектицид.

Что превращает инсектицид в системный – это его способность проникать во все ткани растения или животного и делать их токсичными. Это качество имеется у некоторых химических соединений, принадлежащих к группе хлорированных углеводородов и у некоторых других соединений группы фосфорорганических соединений, причем все они производятся синтетически, это свойство также присутствует и у некоторых, естественно возникающих веществ. На практике, однако, большинство системных инсектицидов являются производными группы фосфорорганических соединений, поскольку в этой ситуации проблема остатка становится менее серьезной.

Системные инсектициды действуют необычными способами: после того, как их нанесли на семена либо путем замачивания в растворе, либо путем покрытия их специальной пленкой, которая содержит также углерод, они оказывают свое воздействие на последующее поколение растений, приводя к появлению новых зерен, ядовитых для насекомых. Такие растения как фасоль, бобы и сахарная свекла защищаются именно таким образом. Семена хлопка, покрытые системными инсектицидами, уже на протяжении некоторого периода времени использовались в Калифорнии, когда 25 работников фермы, сажавшие хлопок в долине Святого Иохима в 1959 году, внезапно заболели благодаря контакту с мешками, содержавшими обработанные семена.

В Англии кто-то заинтересовался, что происходит, когда пчелы используют нектар от растений, обработанных системными инсектицидами. Данный вопрос был исследован в районах обработанных химическим соединением, называемым шраданом. Хотя опрыскивание соединением производилось до того, как сформировались цветки, производившийся позднее нектар, содержал яд, в результате, как и ожидалось, мед, который был произведен пчелами, также был загрязнен шраданом.

Использование системных инсектицидов на животных в основном концентрируется на попытке борьбы с паразитами, которые воздействуют на стада. Необходима крайняя аккуратность для того, чтобы создать инсектицидный эффект в крови и тканях хозяина, не вызывая при этом смертельного отравления. Баланс является достаточно тонким, и правительственные ветеринары обнаружили, что повторные небольшие дозы системных инсектицидов могут постепенно привести к истощению запасов фермента холинэстеразы у животного настолько, что небольшая дополнительная доза внезапно может привести к острому отравлению.

Имеются четкие указания на то, что поля, которые находятся поблизости от нас, постепенно открываются. Вы теперь можете дать своей собаке таблетку, которая, как написано в рекламе, избавит ее от блох благодаря тому, что ее кровь станет ядовитой для блох. Опасность, которая была обнаружена при обработке коров таким образом, по всей вероятности, будет присутствовать и для собаки. В настоящий момент, по крайней мере, похоже, что никто пока не предложил системный инсектицид для человека, который бы сделал нас смертельными для комаров. По всей вероятности это произойдет в ближайшем будущем.

До настоящего момента в данной главе мы обсуждали в основном ядовитые химические вещества, которые используются в нашей войне против насекомых. А что насчет нашей одновременной войны против сорняков?

Желание найти быстрый и легкий метод уничтожения нежелательных растений, привело к появлению большого количества химических веществ, которые известны под названием гербициды или менее формально «убийцы сорняков». История того, как используются эти химические соединения и как ими злоупотребляют, будет рассказана в 6 главе. Вопрос, который нас сейчас интересует – это вопрос, насколько ядовиты гербициды, и насколько их использование способствует отравлению окружающей среды.

Существует легенда, которая гласит, что гербициды токсичны только для растений и не представляют никакой опасности для животной жизни. Однако, к сожалению, эта легенда остается всего лишь легендой. Гербициды включают большое количество химических соединений, которые также хорошо воздействуют на ткани животных, как они воздействуют на растения. Они очень сильно отличаются друг от друга по своему действию на организм: некоторые из них относятся к ядам общего действия, некоторые являются мощными стимуляторами метаболизма, приводящими к смертельному повышению температуры тела, некоторые вызывают развитие злокачественных опухолей либо по одиночке, либо в содружестве с другими химическими веществами, некоторые воздействуют на генетический материал и вызывают мутации в генах. Гербициды, соответственно, подобно инсектицидам, включают весьма опасные химические соединения, и поэтому бездумное их использование с верой в то, что они «безопасны», может привести к катастрофическим последствиям.

Несмотря на постоянный поток новых химических соединений, выходящих из лабораторий, в настоящий момент в основном используются соединения, содержащие мышьяк, как в качестве инсектицидов (что уже упоминалось выше), так и в качестве гербицидов, где они обычно применяются в химической форме арсенита натрия. История использования этих соединений не очень то успокаивает. В качестве вещества для опрыскивания вдоль дорог, они многим фермерам стоили жизни их коров, они уничтожили неисчислимое количество диких животных. Использование их в качестве веществ для уничтожения растений в воде, озерах и других резервуарах привело к тому, что вода стала неприемлемой не только для питья, но даже для купания. Когда системные инсектициды распрыскивали на картофельные поля, они забирали человеческие жизни и жизни животных.

В Англии практика опрыскивать картофельные поля стала популярной примерно в 1951 году и возникла она как результат нехватки серной кислоты, которая использовалась для того, чтобы сжигать сорняки на картофельных полях. Министерство сельского хозяйства посчитало необходимым развесить на входах в поля предупреждение об опасности захода на них, но данное предупреждение не смогло быть прочитано коровами (и как мы предполагаем, не было прочитано дикими животными и птицами) и с монотонной регулярностью стали появляться сообщения об отравлении крупного рогатого скота соединениями мышьяка. Когда после использования загрязненной мышьяком воды, смерть поразила жену фермера, одна из крупных английских химических компаний (в 1959 году) прекратила производство распрыскивателей, содержащих мышьяк, и отозвала запасы товара, которые уже находились в магазине. Вскоре после этого Министерство сельского хозяйство объявило, что ввиду риска для людей и крупного рогатого скота, необходимо ограничить использование мышьяка. В 1961 году австралийское правительство выпустило аналогичный запрет. Подобных ограничений, однако, не было сделано в Соединенных Штатах.

В качестве гербицидов используются некоторые динитросоединения. Они оцениваются как одни из наиболее опасных материалов данного типа, используемых в Соединенных Штатах. Динитрохинол, например, является мощным стимулятором метаболизма. По этой причине одно время он использовался в качестве лекарственного средства для снижения веса, однако граница между дозой, приводившей к похуданию и той, что требовалось для того, чтобы отравить или убить, была крайне тонкой, настолько тонкой, что несколько пациентов умерли, а несколько были навсегда превращены в инвалидов, после чего использование этого лекарственного средства, в конце концов, прекратилось.

Родственное химическое соединение пентахлорфенол иногда просто называемый «пента», используется и как гербицид, и как инсектицид, он часто распрыскивается вдоль железнодорожных путей, или в районах свалок. Пента крайне токсична для большого количества организмов - от бактерий до человека. Аналогично динитросоединениям, она очень часто фатально вмешивается в производство энергии организмом, таким образом, что пораженный организм буквально сжигает себя. Его ужасная мощь иллюстрируется смертельным случаем, недавно обнародованным калифорнийским управлением здравоохранения. Водитель распрыскивателя подготавливал дефолиант для хлопка, смешивая дизельное масло с пентахлорфенолом. Он выливал концентрированное химическое вещество из бочки, и конец трубки, при помощи которой он выливал состав, случайно провалился в бочку, тогда он запустил голую руку в бочку для того, чтобы достать трубку. Несмотря на то, что он немедленно вымыл руки, он остро заболел и умер на следующий день.

Хотя результаты применения гербицидов, таких как арсенит натрия или фенолы явно видны, некоторые другие гербициды действуют менее заметно. Например, знаменитый в настоящий момент гербицид, борющийся с сорняками, аминотиазол или амитрол, который, как считается, имеет относительно низкую токсичность, но в долгосрочной перспективе он обладает способностью вызывать злокачественные опухоли щитовидной железы, что может быть весьма значимым для диких животных и также возможно и для человека.

Среди гербицидов имеются соединения, которые классифицируются как мутагены или соединения, которые способны модифицировать гены (наследственный материал).  Мы по праву ужасаемся генетическими эффектами радиации, однако почему мы тогда не обращаем внимание на тот же эффект химических соединений, которые столь широко распространены в нашем окружении?