Дуст (ДДТ) и аналоги: польза и опасность применения. ДДТ (дихлордифенил трихлорметилметан) Химическая формула дуста
Нажмите на фотографию для увеличения
ДДТ - химическое действующее вещество пестицидов, инсектицид из класса хлорорганических соединений, ранее использовался (в том числе в смесях с другими активными компонентами) в сельском хозяйстве для борьбы вредными насекомыми и вредителями запасов, а также для борьбы с насекомыми переносчиками заболеваний человека. Ныне отсутствует в списках пестицидов, разрешенных для применения.
Показать все
Физико-химические свойства
Белое кристаллическое вещество. ДДТ малорастворим в воде, хорошо растворяется во многих органических растворителях, лучше всего в эфирах низших жирных кислот, кетонах, ароматических углеводородах и галогенпроизводных алифатических и ароматических углеводородов.
Технический препарат является сложной смесью соединений, содержание в ней 4,4’-изомера в доходит до 75-76%. Имеет вид чешуек или небольших кусочков белого, серого или слегка буроватого цвета. Обладает ясно ощутимым запахом, который также свойственен препаратам, изготовляемым из ДДТ.
Схема синтеза аналогов ДДТ
Аналоги ДДТ
Среди синтезированных и изученных соединений значительный интерес представляют несимметричные аналоги ДДТ. Их получение представляет определенные трудности; синтез может быть осуществлен по следующей схеме: (изображение) .
Процесс биоразложения аналогов ДДТ в искусственной экосистеме протекает по другим направлениям по сравнению с ДДТ. Если при главными продуктами являются гидрофобные соединения, то при биоразлагаемых аналогов это гидрофильные вещества, которые легко выводятся из организма млекопитающих и не накапливаются в жировой ткани.
Аналоги ДДТ
Аналоги ДДТ
1) 1-хлор-4-этил)бензол;
2) 1-метокси-4-бензол;
3) 1-этокси-4-бензол;
4) 1-метил-4-бензол
5) метил(4-фенил)сульфан 6. 1-этокси-4-бензол
Практическое применение нашли следующие аналоги:
Метоксихлор
Белое кристаллическое вещество, т.пл. 89°С. Технический препарат плавится при 70-85°С. Обычно для практического использования выпускался перекристаллизованный препарат. Хорошо растворяется в органических растворителях, включая кетоны и ароматические углеводороды.
Метоксихлор по химическим свойствам аналогичен ДДТ, но его дегидрохлорирование протекает значительно медленнее.
Для экспериментальных животных 50 вещества ~ 6000 мг/кг.
Под действием почвенных микроорганизмов метоксихлор разлагается до простейших веществ.
ДДД
Первый продукт восстановительного ДДТ.
- Температура плавления 112 °С,
- 50 3400 мг/кг.
Ранее применялся как инсектицидный препарат.
Пертан
- Температура плавления 56-57°С.
- 50 для мышей - 6600 мг/кг.
Инсектицидная активность этого соединения значительно меньше, чем метоксихлора и ДДТ. Получил некоторое применение в США.
ДФДТ
Аналог ДДТ.
- Температура кипения 138-140 °С при 27 Па,
- Температура плавления 45°С.
Вещество практически нерастворимо в воде, хорошо растворимо в органических растворителях. ДЛ 50 для экспериментальных животных 480 мг/кг. ДФДТ существенно ниже, чем ДДТ, но стоимость его значительно больше, вследствие чего он не нашел существенного применения.
Синтезировано много других аналогичных соединений, но практического значения они не получили (изображение) .
Действие на вредные организмы
. После длительного применения ДДТ насекомые могут приобрести устойчивость к нему, а также одновременно к другим хлорорганическим . Во многих районах бывшего СССР приобрели устойчивость к ДДТ комнатные мухи; отмечены устойчивые популяции картофельного жука.Отечена природная устойчивость клещей к данному .
Токсикологические данные |
|
| (мг/кг массы тела человека) | 0,005/0,0025 (для детей) |
| в почве (мг/кг) | 0,1 () |
| в воде водоемов (мг/дм 3) | 0,1 |
| в воздухе рабочей зоны (мг/м 3) | 0,001 () |
| в атмосферном воздухе (мг/м 3) | 0,001 () |
| в продукции (мг/кг): | |
в бахчевых |
0,1 |
в винограде |
0,1 |
в горчице |
0,1 |
| 0,1 | |
в желатине |
0,1 |
в жире животном |
1,0 |
в жире рыбъем |
0,2 |
в зерне хлебных злаков |
0,02 |
в зернобобовых |
0,05 |
| 2,0 | |
в какао-бобах |
0,15 |
в какао-продуктах |
0,15 |
в картофеле |
0,1 |
в колбасе |
0,1 |
в консервах из мяса и птицы - по сырью (в пересчете на жир) |
0,1 |
в консервах плодово-ягодных, овощных - по сырью |
0,005 |
в концентратах молочных, сывороточных белков |
1,0 |
в крахмале и патоке из картофеля |
0,1 |
в крахмале и патоке из кукурузы |
0,05 |
в крупе - по сырью |
0,15 |
в кукурузе |
0,02 |
в кулинарных изделих |
0,1 |
в льне (семена) |
0,1 |
в масле растительном |
0,1 |
в масле растительном высшей степени очистки |
0,1 |
в масле растительном дезодорированном |
0,1 |
в масле растительном недезодорированном |
0,2 |
в масле сливочном |
0,2 |
| 0,005 | |
в молоке и кисломолочных изделиях |
0,05 |
в молоке и молочных изделиях сухих (в пересчете на жир) |
1,0 |
| 0,15 | |
в мучных кондитерских изделиях |
0,02 |
в мясе и птице (свежие, охлажденные и мороженые) |
0,1 |
в мясе морских животных |
0,2 |
| 0,1 | |
в огурцах |
0,15 |
в печени рыб и продукты из нее |
3,0 |
в продуктах белковых из семян зерновых, зернобобовых и др. культур |
0,01 |
в продуктах детского питания: адаптированные молочные смеси (для детей 0-3 мес. возраста) |
0,01 |
в продуктах детского питания: продукты для детей 4-12 мес. возраста: крупы, овощи |
0,01 |
в продуктах переработки молока (сыры, творожные изделия, масло сливочное, сливки, сметана) |
1,0 |
в рапсе (зерно) |
0,1 |
в рыбе морской, тунцовой (свежая, охлажденная, замороженная) |
0,2 |
в рыбе пресноводной (свежая, охлажденная, замороженная) |
0,3 |
в рыбе соленой, копченой, вяленой |
0,4 |
в рыбных консервах (пресноводных, морских, тунцовых рыб, мясо морских животных) - по сырью |
3,0 |
в сельди жирной |
2,0 |
в семенах подсолнечника, арахиса |
0,15 |
в сое (бобы) |
0,05 |
в соках - по сырью |
0,005 |
в субпродуктах (печень, почки) |
0,1 |
| 0,7 | |
в фруктах |
0,1 |
| 0,1 | |
| 0,1 | |
Применение
Ранее ДДТ использовался для борьбы с различными насекомыми - растений и переносчиками инфекций животных и человека. Его серьезным недостатком являлось отсутствие акарицидного действия на растительноядных клещей, поэтому обработку ряда культур было необходимо проводить с помощью ДДТ совместно с .
Ранее ДДТ выпускался в виде многих препаратов:
ДДТ ранее являлся одним из важнейших ядохимикатов для борьбы с большинством листогрызущих насекомых: жуками, гусеницами, мухами и т.п. практически на всех культурах. С большими ограничениями применяется для борьбы с насекомыми и клещами в ветеринарии. Против гусениц эффективнее, чем гексахлоран, но против саранчевых, проволочных червей ( Щелкунов) и некоторых других значительно менее эффективен.
Баковые смеси
. Нередко ДДТ применяли в смеси с гексахлораном: гексахлоран действует быстрее на многих , чем ДДТ, но последний сохраняется на листьях более длительное время.Токсикологические свойства и характеристики
ДДТ обладает устойчивостью к разложению. Ни свет, ни ферменты, ни критичные температуры не способны сильно повлиять на процесс разложения ДДТ. В итоге, при попадании в окружающую среду, ДДТ проникает в пищевые цепи. В них токсикант накапливается в значительных количествах: сначала в растениях, потом в животных организмах и, в итоге, в человеческом теле. Расчеты исследователей показали, что на каждом звене пищевой цепи происходит рост содержания ДДТ в десять раз:
- Ил, содержащий ДДТ - 1х
- Растения (водоросли) - 10х
- Мелкие организмы (рачки) - 100х
- Рыбы - 1000х
- Хищные рыбы - 10000х
Низкая растворимость в воде и высокая растворимость в жирах и обусловливает задержку ДДТ
в жировых клетках. Скорость накопления вещества в организме варьирует в зависимости от концентрации, длительности воздействия, вида живого объекта и условий окружающей среды. Высокая степень удержания ДДТ говорит о том, что токсические эффекты способны проявляться в течение большого промежутка времени, а также на значительном географическом удалении от места воздействия. Организмы высоких пищевых уровней имеют тенденцию к накоплению больших количеств ДДТ в сравнении с организмами низших пищевых уровней. В организмах мигрирующих животных ДДТ способен транспортироваться по всему миру, а также воздушным и океаническим потоками.
В почве
В почве ДДТ в обычных условиях может сохраняться до 12 лет, в анаэробных условиях разлагается микроорганизмами на протяжении 2-4 недель. На скорость разложения имеет влияние температура: чем она выше, тем быстрее идет распад. Разложение ДДТ в анаэробных и аэробных условиях протекает по различным механизмам.
Воздействие на человека
Действующее вещество обладает острым токсическим действием на человека. В малых дозах может вызывать отравление (у взрослых чаще всего без негативных последствий), в больших способно вызвать смерть. ДДТ может попадать в кровь, накапливается в жировой ткани организма, попадает в молоко матери. Теоретически, вследствие длительного воздействия ДДТ или при похудении, его накопление в организме может привести к интоксикации. Объективно последствия накопления токсиканта в человеческом организме не установлены. ДДТ не оказывает мутагенного (влекущее стойкое изменение живой материи), канцерогенного (вызывающее рак), эмбриотоксического (провоцирующего изменения плода), тератогенного (становящегося причиной уродств) воздействия, не ведет к снижению фертильности (способности иметь потомство). Вещество приводит к индукции микросомальных ферментов, но не вызывает каких-либо морфологических изменений печени, а ферментативная активность в целом не превышает нормы. На иммунную систему человека воздействие ДДТ, вероятно, оказывает ингибирующий характер (тормозит активность ферментов, в данном случае - угнетение образования антител), однако окончательно это не установлено.
Воздействие на другие живые организмы
Показатели как хронической, так и острой для различных видов беспозвоночных неодинаковы. Для водных беспозвоночных ДДТ проявляет высокую при остром воздействии в концентрации всего 0,3 мкг/л. При этом токсические эффекты включают нарушения репродуктивной функции и развития, изменения со стороны сердечно-сосудистой системы.
Водные микроорганизмы более чувствительны к действию ДДТ, чем наземные. При концентрации в окружающей среде 0,1 мкг/л ДДТ способен подавлять фотосинтез и рост зеленых водорослей.
Земляные черви не чувствительны к острому токсическому воздействию ДДТ при уровнях, которые превышают, вероятно, имеющиеся в условиях окружающей среды.
На репродуктивную функцию птиц ДДТ оказывает неблагоприятное воздействие, вызывая утончение скорлупы яиц (и, как следствие, ее разрушение и гибель эмбрионов).
Некоторые млекопитающие, в частности, летучие мыши, тоже могут подвергаться неблагоприятному воздействию токсиканта. Отловленные в природе животные, у которых в жировой ткани было найдено остаточное содержание ДДТ, погибали в результате искусственного голодания, служившего моделью потери жира при миграционных перелетах.
Таблица Токсикологические данные составлена в соответствии с ГН 1.2.2701-10.
Симптомы
При попадании в глаза возникает интенсивная боль, выраженный конъюктивит. При контакте с кожными покровами проявляется местнораздражающее действие.
Клиническая картина хронического : головные боли, головокружения, бессонница, потеря аппетита, быстрая умственная и физическая утомляемость, раздражительность. В дальнейшем - судорожные боли в конечностях, особенно по ходу нервных стволов, дрожание рук и ног, эмоциональная неустойчивость (беспричинный плач), повышенная потливость, одышка, сердцебиение, боли в области сердца и правом подреберье, полиневриты с покалыванием и пощипыванием пальцев рук и ног, извращенная кожная чувствительность, чувство онемения в области кистей и предплечья. Могут быть изменения речи и зрения. Хроническое отравление сопровождается гепатитами, гастритами, бронхитами и функциональными изменениями почек (в моче белок и эритроциты, зернистые цилиндры), на кожных покровах формируются признаки экземы и пиодермии. Со стороны крови наблюдают лейкоцитоз, ускорение СОЭ.
История
Впервые ДДТ был синтезирован в 1873 году австрийским химиком Отмаром Цейдлером. Вещество долгое время не находило применения, до тех пор, пока в 1939 году швейцарский химик П. Мюллер не выявил его инсектицидные свойства. В 1942 г. препарат поступил в продажу и начал свое шествие по планете. Он оказался идеальным средством для борьбы с переносчиками сыпного тифа и малярии - болезнями, бывшими во время второй мировой войны самыми крупными медицинскими проблемами. ДДТ для людей казалась настолько низкой, что его предполагалось распылять на тело для профилактики сыпного тифа. Относительно низкая цена ДДТ позволяла использовать его для распыления на целые острова Тихого океана перед высадкой вооруженных сил США, чтобы уничтожить там комаров и обезопасить армию от малярии. (фото) Высокая устойчивость препарата даже при однократном распылении обеспечивала его эффективное действие в течение нескольких месяцев. В 1948 году Мюллеру была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.
В бывшем СССР производство ДДТ началось в 1946 году в Москве и чувашском городе Вурнары. В 50-60-е годы его применяли в количестве более 20 тысяч тонн в год. В итоге, оказалась загрязнена значительная часть территории, в опасных дозах дуст попал и в продукты питания. Эти недостатки снизили привлекательность ДДТ как , и в 70-х годах на его производство и использование были введены очень строгие ограничения.
Наиболее значимыми «заслугами» применения ДДТ мирового масштаба являются:
Мир быстро приобрел положительный опыт применения ДДТ, что стало причиной широких масштабов производства и применения препарата. Но широкое распространение также привело к формированию в сознании людей ошибочных представлений о нетоксичности ДДТ, к культивированию безалаберности в применении препарата и несоблюдению норм безопасности. Сложившаяся ситуация не могла не повлечь негативных последствий, в том числе со смертельным исходом.
ДДТ завоевал весь мир, так как, уничтожая сельскохозяйственных растений, он способствовал повышению урожая. Но его устойчивость (насторожившая самого Мюллера) и широкий спектр насекомых, на которых он оказывал губительное действие, таили в себе опасность: препарат не разлагался на безвредные компоненты, а накапливался в почве, воде и живых организмах, губил не только вредных, но и полезных насекомых, вызывал отравление и гибель других животным, которым передавался по пищевым цепям. Из-за пагубных последствий применения ДДТ и нанесенного им вреда окружающей среде повсеместное использование этого мощного в США было запрещено в 1972 г. К концу 70-х годов большинство развитых стран ограничило или полностью запретило применение ДДТ на своей территории. В СССР его использование официально запрещено также в 70-х годах XXвека.
ДДТ в культуре
Хотя повсеместное и неконтролируемое использование ДДТ давно остались в прошлом, и нынешнее поколение, и наши потомки спустя много лет после сегодняшнего дня будут испытывать на себе последствия «инсектицидного безумства» 1940-1970-х годов, после которого это вещество и его производные в количестве многих тысяч тонн остались в почве, воде рек и морей, снежном покрове, живых организмах.
Свой след хлорорганические соединения оставили не только в материальных объектах, но и в культуре, например, в некоторых литературных опусах. Существует такая творческая категория, как химические сказки, в сюжете которых принято отводить место какому-нибудь элементу или веществу. Если взять что-нибудь из времен до введения санкций на производство ДДТ, то к этому веществу можно увидеть весьма позитивное отношение. К примеру, есть одна старая сказка - к сожалению, ее автор за давностью лет забыт - в которой рассказывается о волшебнике, очень любившем варить суп из капусты, которую он растил в своем огороде. Как-то однажды на его урожай стали покушаться гусеницы. Ни одно заклинание не помогало от них избавиться, и волшебник уже совсем отчаялся, но тут один умный мальчик посоветовал ему использовать дуст. Маг попробовал и убедился, что дуст лучше любых заклинаний, он спас свою капусту и еще долго вспоминал доброго мальчика, благодаря которому у него получался такой вкусный, густой, наваристый суп…
В свое время положительное отношение к ДДТ проникло даже в повседневную речь советских граждан. Например, долгое время было принято использовать выражение «Тащиться, как удав (глиста) по пачке дуста», что означало «испытывать удовольствие от чего-либо». Эта фраза применяется и по сей день, но ее уже порядком вытеснили более современные выражения. Наряду с этим, слово «дуст» в некоторых регионах страны используют как вариант цензурного ругательства, которым можно выразить нахлынувшие эмоции, если ситуация не позволяет употребить более крепкое и всем знакомое слово.
В сознании многих слово «ДДТ» ассоциируется с известной российской рок-группой, которая, благодаря 30-летнему существованию и не угасающей популярности, известна всем любителям настоящей музыки в широкой возрастной категории примерно от 15 и до 50 лет.
Почему группа была названа именно так, знает, наверное, только лидер коллектива Юрий Шевчук, единственный оставшийся член первоначального состава. Согласно одной из версий, название было выбрано случайно, другие источники утверждают, будто ДДТ в данном случае значит всего-навсего «детский дом творчества». Третьи говорят о не известном общественности магнитоальбоме под названием «Дуст», который был выпущен самым первым и дал имя группе. Как бы то ни было, ни одной песни об известном яде у «ДДТ» нет, и, что бы ни руководило создателями, но идея насчет названия оказалась удачной: ассоциативно, без пафоса, а главное - коротко.
Помимо перечисленных случаев, дихлордифенилтрихлорметилметан редко где-либо фигурирует. Хоть он и нанес значительный вред окружающей среде, но в сравнении с некоторыми своими «родственниками», оставил менее заметный след в мировой культуре. А вот, например, диоксин, тоже являющийся хлорорганическим соединением, куда более «знаменит». Известный исторический эпизод с использованием диоксинсодержащих во время Въетнамской войны обернулся тысячами жертв и оставил куда более богатое культурное наследие. Он фигурирует более, чем в трех сотнях художественных произведений, ему посвящено бесчисленное количество песен и стихов, даже от российских авторов. Наверное, все знают песню группы «Чиж и Ко» под названием «Фантом», которая начинается со строки: «Я бегу по выжженной земле…» Это история американского солдата, оказавшегося на вражеских землях после того, как во время задания был сбит его самолет, а упомянутая выжженная земля - это результат применения так называемого «Агента Оранж» в джунглях Въетнама.
К счастью, ДДТ гораздо меньше, чем у диоксинов, поэтому в подобном контексте о нем ничего сказать нельзя. Сейчас, из-за запрета в большинстве стран, «популярность» этого вещества и частота упоминаний о нем в СМИ постепенно уменьшается. Соответственно, он постепенно вытесняется и из всех областей мировой культуры. Впрочем, нет-нет, да и всплывает тревожная информация: то где-то обнаружено очередное крупное хранилище старых запасов препарата, то его присутствие в опасных количествах обнаружили в молоке. Несмотря на то, что о нет уже стали забывать, сам он никуда не делся, и его остатки продолжают отравлять окружающую среду. Так что вряд ли воспоминания о ДДТ можно будет в ближайшее время оставить в прошлом: мы о нем еще услышим, и не раз.
В связи со способностью ДДТ накапливаться и длительно задерживаться в нем, большой интерес представляет вопрос, какова судьба ДДТ в организме человека. Не менее важен и вопрос о влиянии накопленного в жировой ткани ДДТ на здоровье людей, заболеваемость, рождаемость, продолжительность жизни, т.е. каков характер хронического отравления ДДТ.
Установлено, что ДДТ в организме не является стабильным и покоящимся. Он подвергается ряду превращений и постепенно распадается с образованием менее токсичных метаболитов - ДДЕ (2,2-дихлорэтилен), ДДД , ДДУ (4,4-дихлор-дифенилуксусная кислота). Может образовываться ДДЕ 50% и более.
Мнения о высвобождении ДДТ из жировой ткани и токсическом проявлении действия пестицида в организме разноречивы. В период стрессовых состояний, болезни и других неблагоприятных для организма состояний, связанных с его ослаблением, возможен расход жировой ткани, сопровождаемый высвобождением ДДТ и последующим отравлением им. Имеются и противоположные данные. В решении вопроса об опасности для здоровья населения накопления в жировой ткани людей ДДТ или его метаболитов необходимы дополнительные данные.
Установлено, что кумулированный в жировой ткани ДДТ не оказывает влияния на продолжительность жизни. Не установлено также зависимости содержания ДДТ в жировой ткани и причиной смерти. Опасность перехода накопленного в жировой ткани ДДТ в кровь и органы, богатые жиром (головной мозг), и возникновение интоксикации экспериментально не подтвердились.
В разных странах зарегистрированы острые отравления ДДТ, которые, как правило, носят характер несчастных случаев. С точки зрения гигиены питания, основное значение имеет выявление влияния на здоровье населения продолжительного поступления небольших количеств ДДТ и его метаболитов в виде остаточных количеств в составе пищевых продуктов.
Прежде всего, необходимо исключить опасность ДДТ в канцерогенном отношении. Проведенное изучение не выявило канцерогенных свойств ДДТ. Какой-либо связи количественного содержания ДДТ в жировой ткани людей с развитием новообразований не установлено.
У животных при длительном нанесении растворов ДДТ на кожу не наблюдали образования опухоли. По данным Американского государственного онкологического института (Бетессда), ДДТ не относится к канцерогенным веществам (Hulper, 1963). ДДТ относится в равной мере, как к паренхиматозным, так и к нервным ядам, а также к веществам, неблагоприятно действующим на состав крови и вызывающим гипохромию эритроцитов.
Хроническая интоксикация ДДТ
Проявление хронической интоксикации ДДТ может протекать в виде следующих синдромов:
1) астеновегетативного
2) полиневритического
3) сердечнососудистого
4) печеночного.
При хронической интоксикации малыми дозами ДДТ может возникнуть ряд функциональных нарушений пищеварительной системы. При этом нарушается секреторная и кислотообразующая функция желудка по типу гипацидного гастрита.
ДДТ является одним из наиболее типичных представителей хлорорганических пестицидов, и многое сказанное о нем может быть отнесено в той или иной степени к другим пестицидам этой группы.
Согласно существующему санитарному законодательству, остаточное содержание ДДТ в овощах и фруктах допускается в количестве 0,5 мг/кг. Во всех остальных продуктах питания ДДТ быть не должно.
Учитывая отрицательные свойства ДДТ, с 1 января 1970 года производство ДДТ прекращено.
Гексахлорциклогексан (ГХЦГ) открыт одновременно с ДДТ и также получил широкое распространение. Известны два его производные - гексахлоран и линдан.
Гексахлоран содержит 10-1 5% инсектицидноактивного гамма-изомера гексахлорциклогексана. Он обладает отрицательным свойством сообщать обрабатываемым продуктам стойко удерживаемый неприятный затхлый запах и вкус.
В связи с этим применение гексахлорана регламентируется не только с точки зрения его токсических свойств, но и по органолептическим показателям.
Линдан не обладает отрицательными свойствами гексахлорана, не изменяет органолептических свойств обрабатываемых культур, в связи с чем получил преимущественное использование в сельскохозяйственной практике.
Кроме того, линдан более активен в инсектицидном действии, чем ДДТ. В отличие от ДДТ линдан способен проникать внутрь растений и распространяться по растительным тканям.
Линдан обладает высокой острой токсичностью в отношении теплокровных животных. Летальная доза его для человека при оральном поступлении составляет 150-200 мг/кг веса тела или 10-14 г для человека весом 70 кг.
Линдан не обладает канцерогенным действием. Обладает всеми свойствами, присущими хлорорганическим пестицидам. Однако большинство отрицательных свойств у линдана выражены слабее, чем у ДДТ. Токсическое действие линдана и гексахлорана направлено преимущественно на центральную нервную систему и паренхиматозные органы.
Линдан сравнительно легко метаболизирует и быстро выводится из организма. Он не накапливается в жировой ткани людей в значительных концентрациях, не задерживается в организме на продолжительное время и удаляется из организма в течение двух недель.
При использовании линдана исключается опасность массивного накопления его в организме человека. Однако небольшие количества могут обнаруживаться в жировой ткани животных и человека.
Гексахлоран реже других хлорорганических препаратов обнаруживается в тканях людей. В пищевых продуктах линдан также находится в небольшой концентрации в составе остаточных количеств пестицидов.
Высокие концентрации линдана могут создаваться в корнеплодах.
Картофель, репа, свекла, морковь могут содержать остатки пестицида в концентрациях, ухудшающих органолептические показатели этих продуктов. Особо выделяется морковь, которая способна накапливать значительные количества линдана. Такая избирательная, повышенная способность моркови кумулировать линдан связана с хорошей растворимостью инсектицида в эфирном масле моркови.
В почве линдан сохраняется менее продолжительное время по сравнению с ДДТ и таким образом в меньшей степени накапливается в ней.
Санитарным законодательством гексахлоран и линдан не допускаются в продуктах питания животного происхождения - молоке, мясе, яйцах, масле. В остальных продуктах гексахлорана допускается 1 мг/кг и линдана 2 мг/кг (временно).
Высокой токсичностью отличаются препараты диенового синтеза - алдрин, дилдрин, эндрин, изодрин, хлордан, гептахлор. Применение этих инсектицидов строго регламентируется и ограничивается вплоть до полного исключения их из сельскохозяйственной практики. Согласно действующему санитарному законодательству, остаточное содержание алдрина, гептахлора во всех пищевых продуктах не допускается.
Имеется ряд малотоксичных, но достаточно активных в инсектицидном отношении хлорорганических препаратов. К ним относятся пертан, ДДД, метоксихлор - DL 50 превышает 4000 мг/кг; эфирсульфонат (овотран) - DL 50 2650 мг/кг; натриевая соль, 2,4-Д - DL 50 1400 мг/кг.
Все эти препараты широко применяются сейчас и имеют перспективу дальнейшего использования в практике сельскохозяйственного производства.
Дихлордифенилтрихлорэтан, более известный под аббревиатурой ДДТ, был синтезирован еще в 1874 году, но только в 1937-м обнаружили, что это соединение очень ядовито для насекомых.
Первым случаем широкого применения нового инсектицида было массовое опыление дустом ДДТ тихоокеанских островов, предпринятое американской армией перед освобождением островов от японцев в 1942 году. Этим десантников защитили от малярии, лихорадки денге и других тропических болезней, переносимых насекомыми. Зимой 1944 года американских солдат в Неаполе опыляли дустом, чтобы уничтожить вшей.
После Второй мировой войны новый инсектицид начали широко применять для уничтожения вредителей сельского хозяйства, но через некоторое время выяснилось, что это вещество разлагается в природе крайне медленно, по пищевой цепи передается другим организмам, накапливается в них и медленно их отравляет. К тому же появились устойчивые к ДДТ линии насекомых, выдерживающие даже десятикратные дозы препарата. Поэтому уже почти тридцать лет в большинстве стран использование ДДТ запрещено (первой была Швеция, запретившая этот инсектицид в 1969 году). Правда, Всемирная организация здравоохранения не запретила ДДТ, но уже давно не финансирует его закупки развивающимися странами. Всемирный банк даже не дает кредитов странам, которые все еще применяют этот инсектицид.
Однако теперь обнаруживается, что нет лучшего средства для борьбы с малярийными комарами, чем ДДТ. Когда в Южной Африке с большим отставанием от других стран в 1996 году этот инсектицид запретили, заболеваемость малярией выросла в шесть с лишним раз, и спустя пять лет его снова разрешили. Только не надо распылять его тоннами с самолетов, летающих над городами, водоемами, болотами и сельскохозяйственными угодьями. Осторожное применение внутри жилищ, считают теперь специалисты, вполне допустимо. По данным ВОЗ, два грамма ДДТ на квадратный метр глинобитной стены уменьшают вероятность заражения жильцов дома малярией на 90%. Опрыскивание надо повторять всего лишь раз в год. Поэтому Всемирная организация здравоохранения одобрила применение ДДТ для опрыскиваний внутри помещений, указав, что это не только лучшее оружие для борьбы с малярийными комарами, но и самый дешевый и эффективный из инсектицидов. Если использовать ДДТ правильно, он не представляет угрозы для природы или человека.
К тому же недавно пришлось поставить под сомнение данные о накоплении ДДТ и ядовитых продуктов его распада в живой природе.
Около двадцати лет назад экологи, следящие за содержанием токсичных веществ в жире морских млекопитающих, стали обнаруживать в пробах жира неизвестные органические соединения с атомами хлора в молекуле. По структуре они напоминали ДДТ, и был сделан вывод, что препарат и продукты его разложения сносятся реками в океан, а там накапливаются в млекопитающих.
И вот недавно в пузырьке с китовым жиром, сохранившемся в поставленном на вечный прикол у берегов Коннектикута (США) последнем паруснике-китобое, найдены те же соединения - целых 11 их разновидностей. Поскольку проба жира относится к 1921 году, когда ДДТ не производили и не применяли, остается заключить, что эти соединения синтезируются где-то в океане. Где именно - пока неясно, известно только, что нечто вроде ДДТ производят симбиотические бактерии, живущие в морских губках и, видимо, защищающие этим своих хозяев от поедания.
Ушная сера кита "рассказала" ученым об истории загрязнения океана Уши синих китов хорошо "спрятаны" - ушное отверстие почти не видно в складках кожи. При этом во внутреннем ушном канале накапливается сера - ранее ее использовали для оценки возраста животных, как годовые кольца деревьев."Мы часто говорим о ДДТ в прошедшем времени, полагая, что он превратился в "памятник истории" прошлого века. К сожалению, его молекулы никуда не исчезли из природы и присутствуют в нашем теле, и передаются от матери к ее детям. Наше исследование показало, что ДДТ может быть одной из причин развития аутизма", — заявил Алан Браун (Alan Brown) из Колумбийского университета в Нью-Йорке (США).
Дихлордифенилтрихлорэтан, или просто ДДТ, был одним из первых пестицидов, широко применявшихся человечеством в масштабах всей Земли. Он был создан основателями компании "Байер" еще в конце 19 века, однако его начали применять в качестве средства для борьбы с вредителями лишь после завершения Второй мировой войны.
В конце 1960 годов ученые обнаружили, что ДДТ накапливается в организме человека и почти не выводится из его тканей, что привело к запрету на его использование в большинстве развитых стран мира. Позже выяснилось, что ДДТ может вызывать рак, выкидыши, различные хронические болезни, а также способствовать развитию ожирения у сразу нескольких поколений его жертв.
Браун и его коллеги раскрыли еще одну негативную черту ДДТ, анализируя данные, которые финские социальные и медицинские службы собирали во время долгосрочных наблюдений за здоровьем молодых матерей в промежутке между 1986 и 2005 годами.
За это время в исследовании приняло участие свыше миллиона женщин, планировавших родить ребенка и позволивших ученым активно следить за изменениями в их самочувствии до, во время и после беременности. В ходе этих наблюдений медики регулярно забирали пробы крови, чем воспользовалась команда Брауна, изучавшая влияние ДДТ и других токсинов на развитие плода.
Как оказалось, высокая концентрация этого пестицида резко повышала вероятность развития аутизма у ребенка. К примеру, дети-аутисты рождались примерно на 32% чаще у женщин с самыми высокими уровнями ДДТ, чем у остальных участниц исследования. Особенно сильно страдали от этого жительницы Финляндии с умственной отсталостью - в таком случае риск повышался примерно в два раза.
Что интересно, другие токсичные вещества, содержащие в себе хлор и органику, фактически не влияли ни на развитие аутизма, ни на другие проблемы с работой мозга у детей. По мнению Брауна и его коллег, это связано с тем, что ДДТ уникальным образом тормозит развитие детей и заставляет их раньше покидать утробу матери, а также мешает работе определенных сигнальных молекул в их растущем мозге.
Все это, как отмечают ученые, говорит о том, что ДДТ продолжает оставаться угрозой для здоровья людей, и что за его распространением по планете стоит продолжать следить, если человечество хочет предотвратить появление еще большего числа аутистов.
И многих других странах. Однако, в последнее время появился ряд сообщений о существенно преувеличенном вреде ДДТ. Существует предположение, что основной вред млекопитающим и птицам наносит не сам ДДТ, а примеси (в основном диоксины), возникающие при его промышленном производстве. ВОЗ официально рекомендует применение ДДТ в целях профилактики малярии.
История создания, получение, применение
ДДТ (C 14 H 9 Cl 5) - это классический пример инсектицида. По форме ДДТ представляет собой белое кристаллическое вещество, не имеющее вкуса и почти без запаха. Впервые синтезированный в 1873 году австрийским химиком Отмаром Цейдлером (Othmar Zeidler), он долгое время не находил себе применения, до тех пор пока швейцарский химик Пауль Мюллер (Paul Müller) в 1939 году не открыл его инсектицидные свойства, за что получил Нобелевскую премию по медицине в 1948 году , как «За открытие высокой эффективности ДДТ как контактного яда» .
ДДТ - это исключительно эффективный и очень простой в получении инсектицид. Его получают конденсацией хлорбензола (C 6 H 5 Cl) с хлоралем (Cl 3 CCHO) в концентрированной серной кислоте (H 2 SO 4). ДДТ является инсектицидом наружного действия, то есть вызывающим смерть при внешнем контакте, поражая нервную систему насекомого. О степени его токсичности можно судить по тому, что личинки мух гибнут при попадании на поверхность их тела менее одной миллионной миллиграмма . Таким образом, можно утверждать то, что ДДТ обладает высокой токсичностью для насекомых, при этом в соответствующих концентрациях для теплокровных животных он безвреден. Однако в случае превышения таковых он также оказывает токсическое действие. В частности, у человека, в организм которого ДДТ может проникнуть через органы дыхания, кожу, желудочно-кишечный тракт, он вызывает отравление, признаками которого являются общая слабость, головокружение, тошнота, раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей. Особенно опасны отравления ДДТ при обработке помещений и посевного материала. Кроме того, воздействие на организм в больших дозах может привести к летальному исходу. Данные, полученные в результате клинических исследований, позволяют определить токсичность ДДТ для человека следующим образом: см. таблицу № 1. В связи с опасностью отравления ДДТ все виды работ с ним проводятся с обязательным использованием средств индивидуальной защиты (спецодежды, спецобуви, респиратора , противогаза , защитных очков и т. д.).
Польза и вред ДДТ
Кроме бытовой пользы в качестве средства борьбы с такими вредителями, как мухи , тараканы и моли , а также пользы для сельского хозяйства в качестве средства для борьбы с такими вредителями, как колорадский жук и тля , ДДТ имеет ряд общепризнанных «героических» заслуг мирового масштаба, среди них наиболее значимы следующие:
- В январе 1944 года с помощью ДДТ была предотвращена эпидемия тифа в Неаполе . Это первая зимняя эпидемия тифа, переносимого вшами , которую удалось остановить.
- В Индии благодаря ДДТ в 1965 году ни один человек не умер от малярии , тогда как в погибло 3 млн человек. В соответствии с оценками Национальной академии наук США , ДДТ спас 500 миллионов жизней от малярии за время его применения до 1970 года .
- В Греции в 1938 году был миллион больных малярией, а в 1959 году всего лишь 1200 человек.
- В итальянской провинции Лация в 1945 году смертность от малярии за месяц составляла 65-70 человек, а после того, как стали применять ДДТ, она снизилась до 1-2 человек в 1946 году .
- Использование ДДТ в значительной степени избавило Индию от висцерального лейшманиоза (переносчиком которой являются Москиты) в 1950-е и 1960-е годы.
Таким образом, мир быстро приобрёл положительный опыт применения ДДТ. Этот опыт стал причиной быстрого роста производства и применения ДДТ. Рост производства и применения ДДТ был не единственным следствием «положительного опыта». Он явился также причиной формирования в сознании людей ошибочных представлений о нетоксичности ДДТ, что в свою очередь привело к культивированию безалаберности в применении ДДТ и наплевательского отношения к нормам безопасности. ДДТ применялся везде и всюду без соблюдения требований, установленных санитарно-эпидемиологическими стандартами. Сложившаяся ситуация не могла не повлечь негативных последствий. Так, например,
- в детском саду, в Иране , при приготовлении каши, перепутав банки, в котёл вместо порошкового молока засыпали соответствующее количество дуста ДДТ. Погибли, отравившись, несколько десятков;
- в начале 50-х годов правительство Колумбии принудительно опрыскивало ДДТ крестьян, приходящих на приём в Министерство сельского хозяйства, в целях борьбы со вшами.
Пик этой эйфории пришёлся на 1962 год , когда в мире были применены по назначению 80 миллионов килограммов ДДТ и произведены 82 миллиона килограммов. После чего объёмы производства и применения ДДТ начали падать. Причиной этому явилась развернувшаяся во всём мире дискуссия о вреде ДДТ, которая была обусловлена книгой американского ученого Рэйчал Карсон (Rachel Carson) «Сайлэнт спринг» («Silent Spring», что в переводе означает «Тихая весна» или «Безмолвный родник»), в которой Карсон утверждала, что применение ДДТ оказывает вредное влияние на функцию воспроизводства у птиц . Книга Карсон вызвала широкий резонанс в США. Сторону Карсон приняли различные экологические организации, такие как Экологический Фонд Защиты (Environmental Defense Fund), Национальная Федерация Живой природы (National Wildlife Federation). На сторону противников Карсон встали производители ДДТ и поддерживающая их государственная администрация в лице Агентства по охране окружающей среды. Спор о вреде ДДТ вскоре перерос из национального в международный. Однако выводы Карсон о вреде ДДТ не имели под собой какой-либо научной основы.
В своей книге Карсон опирается на исследования Джеймса ДэУитта (James DeWitt), обобщённые в его статьях «Воздействие хлоруглеродных инсектицидов на перепёлку и фазана» («Effects of Chlorinated Hydrocarbon Insecticides upon Quail and Pheasants») и «Хроническая токсичность для перепёлок и фазанов некоторых хлорных инсектицидов» («Chronic Toxicity to Quail and Pheasants of Some Chlorinated Insecticides»). Карсон превозносит исследования ДэУитта, называя его эксперименты на перепёлках и фазанах классическими, но при этом она перевирает данные, которые получил ДэУитт в ходе своих исследований. Так, ссылаясь на ДэУитта, Карсон пишет, что «эксперименты доктора ДэУитта (на перепёлках и фазанах) установили факт, что воздействие ДДТ, не причиняя никакого заметного вреда птицам, может серьёзно влиять на размножение. Перепёлки, в диеты которых добавлялся ДДТ, на всём протяжении сезона размножения выжили и даже произвели нормальное число яиц с живыми зародышами. Но немногие птенцы из этих яиц вылупились». Однако Карсон упускает в своей книге цифры. Дело в том, что из яиц перепёлок, питавшихся пищей, содержащей ДДТ в больших количествах, а именно 200 ppm (то есть 0,02 %; для примера, в то время установленная в СССР предельно допустимая концентрация ДДТ для яиц составляла 0,1 ppm), вылупилось лишь 80 % птенцов, однако из яиц перепёлок контрольной группы, пища которых была свободна от ДДТ, вылупилось 83,9 %. Таким образом, разница между перепёлками, потребляющими пищу с ДДТ, и контрольной группой составила лишь 3,9 %, что не давало возможности сделать вывод относительно воздействия ДДТ на репродуктивную функцию у птиц. Значительно позже было установлено, что ДДТ вызывает утончение скорлупы яиц и гибели эмбрионов. Однако различные группы птиц сильно различаются по своей чувствительности к ДДТ; хищные птицы проявляют наибольшую чувствительность, и в природных условиях часто можно обнаружить выраженное истончение скорлупы, тогда как куриные яйца сравнительно нечувствительны. Из-за упущений, допущенных Карсон в её книге, большинство экспериментальных исследований было поставлено с не чувствительными к ДДТ видами (такими как перепёлка), у которых часто обнаруживали лишь слабое истончение скорлупы или таковое вовсе отсутствовало. Таким образом, книга Карсон пустила науку ложным путём, определив объектом исследования птиц, не чувствительных к воздействию ДДТ, тем самым задержав ход исследований воздействия ДДТ на птиц на 20 лет. Однако теперь мы можем говорить о воздействии ДДТ на окружающую среду с научных позиций.
Устойчивость к разложению
ДДТ обладает высокой устойчивостью к разложению : ни критичные температуры, ни ферменты , занятые обезвреживанием чужеродных веществ, ни свет неспособны оказать на процесс разложения ДДТ сколько-нибудь заметного эффекта. В результате, попадая в окружающую среду, ДДТ так или иначе попадает в пищевую цепь . Обращаясь в ней, ДДТ накапливается в значительных количествах сначала в растениях , затем в животных и, наконец, в человеческом организме . Расчёт Дамена и Хейса (1973 год) показал, что на каждом звене пищевой цепи происходит увеличение содержания ДДТ в 10 раз:
Растения (водоросли) - 10х
Мелкие организмы (рачки) - 100х
Рыбы - 1000х
Хищные рыбы - 10000х
Это быстрое накопление ДДТ наглядно видно из следующего примера. Так, при исследовании одной экосистемы в озере Мичиган было обнаружено следующее накопление ДДТ в пищевых цепях: в донном иле озера - 0,014 мг/кг, в ракообразных , питающихся на дне - 0,41 мг/кг, в различных рыбах - 3-6 мг/кг, в жировой ткани чаек , питающихся этой рыбой - свыше 200 мг/кг.
Воздействие ДДТ на человека
Имеющиеся данные о последствиях токсического воздействия ДДТ на человека можно обобщить следующим образом. ДДТ обладает острым токсическим воздействием на человека: в небольших и средних дозах вызывает отравление, у взрослых большей частью без негативных последствий в будущем, в больших дозах может вызвать смерть. ДДТ накапливается в жировых тканях организма, попадает в молоко матери, может попадать в кровь. Теоретически при похудании, либо вследствие длительного воздействия, накопление ДДТ в организме может привести к интоксикации организма. Объективно последствия накопления ДДТ в организме человека не установлены. Воздействие ДДТ не оказывает на организм человека канцерогенного (вызывающего рак), мутагенного (влекущего стойкое изменение живой материи), тератогенного (влекущего уродства), эмбриотоксического (вызывающего изменения плода) воздействия, не влечёт к снижению фертильности (способности иметь потомство). ДДТ приводит к индукции микросомальных ферментов, однако не влечёт каких либо морфологических изменений печени, а ферментативная активность в целом не превышает нормы. Воздействие ДДТ на иммунную систему человека, по-видимому, носит ингибирующий характер (тормозит активность ферментов, в данном случае угнетение образования антител), однако окончательно это не установлено.
Необходимо отметить, что многие научно-популярные источники содержат безапелляционные утверждения о канцерогенном , мутагенном , эмбриотоксическом, нейротоксическом, иммунотоксическом воздействии ДДТ на организм человека. Так, например, утверждается, что ДДТ якобы вызывает или способствует развитию разнообразных заболеваний человека, которые ранее не рассматривались как связанные с каким-либо химическим веществом. К их числу относятся сердечно-сосудистые болезни, рак , атипичная пневмония , ретрорентальная фиброплазия, полиомиелит , гепатит и «нейропсихические проявления». В то время, когда были высказаны эти утверждения, причины всех без исключения указанных заболеваний были неизвестны или по меньшей мере не доказаны. Нет нужды говорить, что обвинение ДДТ в том, что он предрасполагает к полиомиелиту, было отвергнуто после того, как эта болезнь была взята под контроль с помощью вакцинации . К сожалению, сегодня нет непосредственной возможности борьбы с сердечно-сосудистыми болезнями, раком и многими другими, менее распространёнными патологическими состояниями человека, возникновение которых приписывалось ДДТ. Между тем, такие безответственные заявления могут принести большой вред и, будучи приняты всерьёз, даже могут помешать научному поиску истинных причин и реальных мер предупреждения этих состояний.
Воздействие ДДТ на другие живые организмы (кроме человека)
Имеющиеся данные о последствиях токсического воздействия ДДТ на другие живые организмы можно обобщить следующим образом. Водные микроорганизмы более чувствительны к действию ДДТ, нежели наземные. При концентрации в окружающей среде 0,1 мкг/л ДДТ способен подавлять рост и фотосинтез зеленых водорослей.
Показатели как острой, так и хронической токсичности для различных видов водных беспозвоночных ДДТ неодинаковы. В целом ДДТ проявляет высокую токсичность для водных беспозвоночных при остром воздействии в концентрациях всего 0,3 мкг/л, причём токсические эффекты включают нарушения репродуктивной функции и развития, изменения со стороны сердечно-сосудистой системы, а также неврологические сдвиги.
ДДТ является высокотоксичным соединением для рыб: показатели LC50 (96 ч), полученные в статических тестах, колеблются от 1,5 мкг/л (большеротый окунь) до 56 мкг/л (гуппи). Остаточные уровни содержания ДДТ свыше 2,4 мг/кг икре зимней камбалы вызывали аномальное развитие эмбрионов; с аналогичными остаточными концентрациями, как было обнаружено, связана гибель мальков озерной форели в натурных условиях. Основной мишенью токсического действия ДДТ может являться клеточное дыхание.
Земляные черви нечувствительны к острому токсическому воздействию ДДТ при уровнях, превышающих те, которые, вероятно, имеются в условиях окружающей среды.
ДДТ способен оказывать неблагоприятное действие на репродуктивную функцию птиц, вызывая утончение скорлупы яиц (что приводит к их разрушению) и гибель эмбрионов.
Некоторые виды млекопитающих, особенно летучие мыши , могут подвергаться неблагоприятному действию ДДТ. Летучие мыши, отловленные в природе (у которых в жировой ткани находили остаточное содержание ДДТ), погибали в результате искусственного голодания, служившего моделью потери жира в процессе миграционных перелётов.
Кроме того, было установлено канцерогенное, тератогенное и иммунотоксическое воздействие ДДТ на некоторые живые организмы.
