Опасность взаимодействия химических веществ еще мало изучена, однако сейчас из лабораторий регулярно поступают новые тревожные данные. Среди них — новое открытие, что токсичность органического фосфата может быть увеличена вторым агентом, не обязательно инсектицидом. Например, один из пластификаторов в большей мере повышает токсичность малатиона, чем иной инсектицид. Происходит это опять-таки потому, что он подавляет печеночный энзим, который при нормальных условиях обезвреживал бы ядовитый инсектицид.
А как с другими химическими веществами, с которыми повседневно сталкивается человек? Как, в частности, с лекарствами? Здесь положено лишь начало, но уже сейчас известно, что некоторые фосфорорганические соединения (паратион и малатион) повышают токсичность некоторых лекарств, применяемых в качестве мышечных релаксантов; другие же (опять-таки включая малатион) значительно повышают эффективность снотворных средств.
Персонаж из греческой мифологии — волшебница Медея, разгневанная тем, что соперница овладела сердцем ее мужа Язона, подарила новой невесте платье, обладающее волшебным свойством. Тот, кто надевал это платье, неизбежно погибал мучительной смертью. В настоящее время подобным волшебством являются так называемые «системные инсектициды». Это вещества с удивительными свойствами: они превращают растения и животных в своего рода волшебное платье Медеи, делая их фактически ядовитыми, чтобы погибали насекомые, сосущие их соки или кровь.
Мир системных инсектицидов полон чудес, каких не могли бы придумать даже братья Гримм, — пожалуй, ближе всего он к миру образов Чарльза Аддамса. Это мир, где зачарованный лес волшебных сказок превратился в ядовитый лес, в котором насекомое, точащее листок или сосущее сок растения, приговорено к смерти. Это мир, где блоха, кусая собаку, погибает, ибо кровь собаки стала ядовитой, где насекомое может погибнуть от паров, исходящих от растения, которого оно никогда не касалось, где пчела несет ядовитый нектар в свой улей и вскоре производит ядовитый мед.
Мечта энтомологов о «встроенном» инсектициде родилась, когда специалисты по прикладной энтомологии поняли, что они могут воспользоваться намеком природы: они обнаружили, что пшеница, произрастающая на почве, содержащей селеновокислый натрий, не боялась нашествия тли или клеща. Селен — элемент, встречающийся во многих местах на земном шаре в горных породах и в почве, — стал, таким образом, первым системным инсектицидом.
Системными эти инсектициды являются в силу своей способности пропитывать все ткани растения или животного и делать их ядовитыми. Этим качеством обладают некоторые синтетические изготовленные представители хлорированных углеводородов, а также группы фосфорорганических соединений и некоторые вещества, встречающиеся в природе. На практике, однако, большинство системных ядохимикатов берется из фосфорорганической группы, поскольку проблема осадков стоит менее остро.
Системные ядохимикаты действуют другими окольными путями. Семена, пропитанные или покрытые такими ядохимикатами в соединении с углеродом, дают сеянцы, ядовитые для тли и других сосущих насекомых. Именно таким образом иногда сохраняют посевы гороха, бобов и сахарной свеклы. Семена хлопка, покрытые системным инсектицидом, применяются в Калифорнии; там, в долине Сан-Хуакин в 1959 году 25 рабочих, занимавшихся посадкой хлопка, внезапно заболели в результате того, что таскали мешки с обработанными семенами.
В Англии решили проверить, как ведут себя системные инсектициды в растениях, с которых пчелы собирают нектар. Были взяты участки, обработанные шраданом. Хотя растения подверглись опылению до появления цветов, тем не менее нектар, появившийся потом, содержал яд. В результате в меде, полученном от пчел, также находился шрадан.
Системные инсектициды используются также для борьбы с насекомыми, паразитирующими на крупном рогатом скоте. Создавая инсектицидный эффект в крови и тканях организма животного, необходимо быть крайне осторожным, чтобы не подвергнуть его смертельному отравлению. Дело это очень трудное. Ветеринары установили, что повторные небольшие дозы ядохимиката могут постепенно истощить запас защитного фермента холинэстеразы в организме животного до такой степени, что самая минимальная дополнительная доза может внезапно привести к отравлению.
Ядохимикаты все больше входят в нашу повседневную жизнь. Сейчас вы можете дать вашей собаке таблетку, которая, как утверждается, избавит ее от блох, так как кровь собаки станет для них ядовитой. Опасности, подстерегающие крупный рогатый скот, при таком использовании ядохимикатов, по всей вероятности, угрожают и собаке. Правда, пока никто еще не предложил системный ядохимикат, который сделал бы и людей ядовитыми для комаров. Возможно, что в недалеком будущем появится и такое средство.
Выше мы рассматривали смертоносные ядохимические вещества, используемые нами для истребления насекомых. Теперь перейдем к нашей борьбе с сорняками, которая ведется одновременно с истреблением насекомых.
Желание найти быстрый и легкий метод истребления нежелательных растений привело к открытию большого и все растущего количества различных химических веществ, известных под названием гербицидов, или попросту истребителей сорняков. О правильном и неправильном использовании этих веществ говорится в гл. 6. Сейчас нас интересует лишь один вопрос: являются ли гербициды ядами и отравляют ли они окружающую их среду?
Широко распространено мнение, будто гербициды ядовиты только для растений и совершенно безвредны для животных. К сожалению, это не так. Среди гербицидов много химических веществ, которые действуют не только на растения, но и на ткани животных. Их действие на организм животного чрезвычайно различно. Некоторые из них общеядовиты, другие представляют собой сильные стимуляторы обмена веществ, вызывающие опасное повышение температуры тела, третьи (иногда в сочетании с другими химическими веществами) вызывают злокачественные опухоли, четвертые — мутации генов. Итак, среди гербицидов, как и среди инсектицидов, имеются очень опасные химические вещества, и неосторожное применение их может иметь роковые последствия.
Несмотря на непрерывный поток новых химических средств, разрабатываемых в лабораториях, мышьяковистые соединения все еще широко используются как в качестве инсектицидов, так и в качестве гербицидов, обычно в виде арсената натрия. История их применения неутешительна. В результате использования их для обработки дорожных обочин многие фермеры лишились коров; погибло также множество диких животных. Когда их применяют для борьбы с сорными растениями в озерах и водохранилищах, они делают воду непригодной для питья, а иногда даже для купанья. Примененные как средство для опыления посевов картофеля с целью уничтожения стелющихся сорняков, они унесли много жизней, в том числе и человеческих.
В Англии опыление начали практиковать примерно в 1951 году в результате нехватки серной кислоты, которая использовалась до этого для истребления картофельных сорняков. Министерство земледелия сочло необходимым предупредить, что на полях, обработанных мышьяковистым гербицидом, находиться опасно, однако коровы не поняли этого предупреждения (не поняли его и дикие животные и птицы), и в результате то и дело поступают сообщения об отравлении скота этими гербицидами. Когда умерла жена одного из фермеров, отравившись водой, зараженной мышьяком, одна из крупных английских химических компаний прекратила (в 1959 году) производство мышьяковистых ядохимикатов и попросила вернуть ей все, что уже было пущено в продажу. Вскоре Министерство земледелия объявило, что на использование арсенитов будут введены ограничения, поскольку они представляют большую опасность для людей и скота. В 1961 году правительство Австралии объявило о подобном же запрещении. Однако в Соединенных Штатах использование этих ядов до сих пор никак не ограничено.
В качестве гербицидов применяются также некоторые динитросоединения. Они относятся к самым опасным соединениям такого типа, используемым в Соединенных Штатах. Динитрофенол является сильным стимулятором обмена веществ. По этой причине одно время он употреблялся в качестве средства для похудания. Однако разница между дозой, нужной для похудания, и дозой опасной или смертельной, была настолько небольшой, что в результате его применения несколько человек умерло, и многие сильно пострадали, до того как этот препарат был окончательно запрещен.
Родственное химическое вещество — пентахлорфенол, или просто пента, как иногда говорят, — используется в качестве гербицида, а также инсектицида. Его часто распыляют вдоль железнодорожных путей и на свалках. Это средство исключительно ядовито для весьма широкого круга живых организмов — от бактерии до человека. Подобно динитросоединениям, оно поражает, часто со смертельным исходом, источник энергии организма, так что пораженный организм почти буквально сжигает себя. О его страшной силе свидетельствует несчастный случай, о котором сообщило недавно Управление здравоохранения штата Калифорния. Водитель автоцистерны готовил раствор для удаления листьев с хлопка — смесь дизельного топлива с пентахлорфенолом. Во время перекачки концентрированного химиката из барабана в цистерну случайно выбило пробку крана. Шофер голой рукой поставил пробку на место. И, несмотря на то что он тут же вымыл руки, он скоро почувствовал себя очень плохо, а на следующий день скончался.
Результаты действия таких гербицидов, как арсенат натрия или фенолов, всегда сразу видны, чего нельзя сказать о некоторых других ядохимикатах. Считается, например, что популярный ныне гербицид для борьбы с сорняками клюквы — аминотриазоль, или амитрол, — сравнительно мало токсичен. Однако в конечном счете его способность вызывать злокачественные опухоли на щитовидной железе может оказаться весьма опасной для диких животных и, может быть для человека.
Среди гербицидов имеются так называемые мутагены то есть вещества, способные модифицировать гены, являющиеся единицами вещества наследственности. Нас законно пугают генетические последствия радиации. Как же мы можем спокойно относиться к такому же воздействию химических веществ, вносимых нами в большом количестве в окружающую нас среду?
4. Поверхностные воды и подземные моря
Из всех природных богатств на земле наиболее ценным является вода. Большую часть земной поверхности занимают реки и озера, моря и океаны. Однако, несмотря на такое изобилие воды, нам ее не хватает. Как это ни парадоксально, но значительная часть запасов естественной воды не пригодна для питья, для применения в сельском хозяйстве и в промышленности. Это объясняется тем, что вода содержит большое количество морских солей. Поэтому подавляющая часть человечества либо уже испытывает острую нехватку воды, либо находится под ее угрозой.
В век, когда человек забыл, что является источником его происхождения, и не видит даже, что необходимо ему для жизни, вода, как и другие ресурсы, стала жертвой его безразличия.
Проблему загрязнения воды пестицидами можно понять лишь в том случае, если рассматривать ее как часть общей проблемы — загрязнения всей окружающей человека среды. Загрязнение воды происходит по многим причинам: радиоактивные отходы ядерных реакторов из лабораторий и больниц; выпадение радиоактивных осадков вследствие ядерных взрывов; сточные воды из городов и поселков, химические отходы заводов. К этому надо прибавить новые осадки — химические вещества, которыми опрыскивают засеянные земли, сады, леса и поля. Многие химические агенты в этой угрожающей смеси действуют подобно радиации и усиливают ее вредные последствия. Среди самих химических веществ происходят зловещие и малоизвестные взаимодействия, трансформации, взаимное усиление действия.
С тех пор как химики стали получать вещества, которых в природе не существует, проблема очистки воды намного осложнилась, а опасность для потребляющих воду возросла. Как мы видели, производство синтетических ядохимикатов в широких масштабах началось в 40‑е годы XX века. Ныне оно достигло таких размеров, что в водоемы страны ежедневно изливаются ужасающие потоки химических загрязнений. Смешиваясь с канализационными и другими отходами, попадающими в воду, эти химические соединения порой не поддаются обезвреживанию с помощью обычных методов применяемых на очистительных установках. Большая их часть настолько устойчива, что их трудно разрушить обычными средствами. Часто их не удается даже распознать. В реках эта поистине невероятная смесь загрязнений образует осадки, перед которыми инженеры-сантехники только беспомощно разводят руками. Проф. Рольф Элиассен из Массачусетского технологического института говорил на заседании одной из комиссий конгресса о невозможности заранее определить результат совместного действия этих химических соединении или распознать органические продукты, образующиеся в результате их смешения. «Мы еще совсем не знаем что это такое, — сказал профессор Элиассен. — Какое действие они оказывают на человека? Мы не знаем».
Количество загрязняющих органических примесей все больше и больше растет за счет химических веществ, используемых для борьбы с насекомыми грызунами, сорняками. Некоторые химикаты добавляют в воду умышленно для истребления водорослей, личинок насекомых или нежелательных рыб.
В ряде случаев загрязнения появляются вследствие опыления лесов, которое может охватить 2–3 млн. акров земли в одном только штате, причем ядохимикат предназначается для уничтожения лишь какого-нибудь одного насекомого-вредителя. Этот ядохимикат прямо опускается в реки и ручьи или каплями падает с листьев на землю и смешивается там с влагой, медленно движущейся к морю. Вероятно, основная масса загрязнений представляет собой остатки тех миллионов фунтов различных ядохимикатов, которые применяются в сельском хозяйстве для уничтожения насекомых и грызунов. Они вымываются из почвы дождевой водой и присоединяются к водам, направляющимся к морям. То здесь, то там появляются драматические свидетельства присутствия этих химических веществ в наших реках и даже в общественных водопроводах. Например, проба питьевой воды, взятая в районе фруктовых садов в Пенсильвании и проверенная на рыбах в лаборатории, содержала такое количество инсектицида, что его оказалось вполне достаточно, чтобы умертвить всех подопытных рыб в течение 4 часов. Вода, стекающая с опрыскиваемых химикатами хлопковых полей, оставалась губительной для рыб даже после пропускания ее через очистительную установку. В 15 притоках реки Теннесси (в штате Алабама) вода, отводимая с полей, обработанных токсафеном (хлорированным углеводородом), уничтожила всех рыб. Из двух речек бралась вода для городского водопровода. Однако даже спустя неделю после опрыскивания вода оставалась ядовитой. Это было подтверждено тем, что там ежедневно умирали золотые рыбки, которых в сетках опустили в воду ниже по течению.
В большинстве случаев загрязнения сразу не обнаруживаются: о них становится известно, когда погибают сотни и даже тысячи рыб. Но чаще примеси вообще не обнаруживаются. Химики, следящие за чистотой воды, не располагают стандартными методами определения органических загрязнителей и средствами их удаления. Но независимо от того удается ли их обнаружить или нет, пестициды имеются, и, поскольку их применяют на таких огромных площадях, конечно, они попадают во многие, если не во все, главные речные системы в стране.
Тем, кто сомневается, что вода у нас почти повсюду загрязнена инсектицидами, можно рекомендовать небольшой отчет, выпущенный в 1960 году Службой охраны рыбных богатств и диких животных. В нем содержатся результаты исследований, определяющих, отлагаются ли инсектициды в тканях у рыб так же, как у теплокровных животных. Первые пробы были взяты на западе страны в реках лесных районов, подвергавшихся обработке ДДТ для уничтожения хвойных почкоедов. Как и следовало ожидать, у всех рыб в тканях был обнаружен ДДТ. Очень важные результаты были получены учеными, обследовавшими речку, находившуюся на расстоянии 30 миль от ближайшего места применения ДДТ. Здесь речка была выше ближайшей и отделялась от нее высоким водопадом. Сам этот район опылению ДДТ не подвергался. Несмотря на это, и в тканях здешних рыб был обнаружен ДДТ. Каким образом этот инсектицид попал сюда? По скрытым подземным потокам? А может быть, его отнесло к речке ветром и там он опустился на поверхность воды? При другом сравнительном исследовании ДДТ был найден в тканях у рыб на инкубаторной станции, где воду брали из глубокого колодца. В этом районе также не применялось опыление ДДТ. Единственно возможным источником загрязнения могли быть подземные воды.
Наибольшее беспокойство в проблеме загрязнения воды вызывает угроза широкого заражения подземных вод. Нельзя сбрасывать пестициды в воду хотя бы в одном месте, не ставя под угрозу чистоту воды повсюду. Природа редко (если только это вообще когда-нибудь бывает) функционирует в отдельных, изолированных друг от друга участках, и, уж конечно, этого нет в распределении воды на земном шаре. Дождевая вода, падая на землю, просачивается через поры и трещины в почву и горные породы, проникает все глубже и глубже, до тех пор пока не достигает зоны, где все поры заполнены водой темного подземного моря, поднимающегося под горами, затопляющего подземные долины. Эти подземные воды все время движутся, иногда очень медленно, не более 50 футов в год, иногда сравнительно быстро — почти по 1/10 мили в день. Вода течет по невидимым каналам, то показываясь в отдельных местах на поверхности земли в виде родников, то питая колодцы. Обычно вода стекает в ручьи, а затем в реки. За исключением дождевой воды и поверхностных стоков, вся вода, текущая по земле, когда-то была подземной. Поэтому загрязнение подземных вод является по существу, опасным загрязнением волы повсюду.
Только существованием подземных морей, движением их вод можно объяснить тот факт, что ядовитые химические продукты завода в Колорадо, покрыв расстояние в несколько миль, попали в сельскохозяйственный район, отравили там колодцы, явившись причиной заболевания людей и скота, а также нанесли большой ущерб урожаю. Это — чрезвычайное происшествие, и оно может легко повториться в любом другом месте. История вкратце такова. В 1943 году военный завод Химической службы американской армии «Рокки Маунтин», близ Денвера, начал производить военные материалы. Спустя 8 лет завод сдали в аренду частной нефтяной компании, выпускающей инсектициды. Еще до того, как это произошло, в печати стали появляться тревожные сообщения. Фермеры, живущие в нескольких милях от завода сообщали о необъяснимых заболеваниях скота; сообщалось также о большом ущербе посадкам: листья пожелтела, прекратился рост растений, многие культуры погибли полностью. Наблюдались также заболевания среди людей, видимо, до тем же причинам.