Биологическое усиление ДДТ в пищевой цепи

Первая из них связана с тем, что определенные пестициды, например, ДДТ и ртутьорганические соединения, имеют тенденцию накапливаться в живых организмах. В некоторых случаях пестициды не только накапливаются в организме в количестве большем, чем в окружающей среде, но их концентрация возрастает по мере продвижения по пищевым цепям. Это явление называют эффектом биологического усиления.

ДДТ служит примером биологически усиливающегося пестицида. Когда в организм животного попадает ДДТ с водой, с остатками уже обработанных растений или насекомыми, которые питались такими растениями, он концентрируется в жировых тканях, так как ДДТ растворим в жирах. Из жировых тканей ДДТ выводится очень медленно. Если какой-то другой организм в пищевой цепи поедает первый, то он в этом случае поглощает уже более высокую дозу ДДТ.

Питающаяся рыбой птица Крупная рыба Мелкая рыба Планктон Вода

3 - 76 млн-1 1 - 2 млн-1 0,2 - 1,2 млн-1 0,04 млн-1 0,00005 млн-1

ДДТ ДДТ ДДТ ДДТ ДДТ

Организмы, находящиеся на вершинах пищевых цепей (например, человек или хищные птицы), поедают пищу, в которой ДДТ содержится в значительно более высоких концентрациях, чем обычно в окружающей среде. Одним из последствий накопления ДДТ в организме птиц является то, что они откладывают яйца со значительно более тонкой скорлупой. Тонкая скорлупа легко разбивается и не может защитить развивающегося в яйце птенца. ДДТ широко мигрирует по земному шару. Заметные количества ДДТ обнаружены в моллюсках, рыбах, птицах и тюленях Северного и Балтийского морей, а также в антарктических рыбах, птицах и ластоногих. Пингвины Антарктиды, например, содержат в своем теле ДДТ в концентрации 0,024 мг/кг.

Накопление ДДТ в фитопланктоне мирового океана уже при нескольких мкг/л из-за ничтожно низкой растворимости его в воде в значительной степени ингибирует процесс фотосинтеза. При широком использовании этого пестицида последствия этого явления могут стать непредсказуемыми, так как фитопланктон производит около 70% земного кислорода.

Взрослый житель ФРГ в среднем содержит в своем организме 4 мг ДДТ на 1 кг жира, житель США - примерно в 2,5 раза больше, накапливаясь прежде всего в жировой ткани органов, где присутствуют жироподобные (липидные) вещества, то есть в печени, сердце, нервной системе и клетках мозга.

Вторая проблемасвязана с продолжительностью сохранения пестицидов в почве или на культурных растениях после обработки. Хлорированные углеводороды, такие как ДДТ, и пестициды, содержащие мышьяк, свинец или ртуть, относятся к группе устойчивых, они не разрушаются за время одного вегетационного сезона под действием солнца, экзоферментов или микроорганизмов.

Период полужизни у ДДТ, например, может продолжаться до 20 лет. За этот период только половина первоначально использованного ДДТ разложится до простых соединений. Широкий спектр воздействия и устойчивость ДДТ способствовали его накоплению в пищевых цепях, что оказывало губительное действие на их концевые звенья. Когда в США концентрация ДДТ в молоке кормящих матерей в результате передачи этого вещества через пищевые цепи достигла уровня в 4 раза выше предельно допустимого, применение ДДТ было запрещено. Далее ДДТ был запрещен в Новой Зеландии, СССР, Венгрии, Швеции, Дании, Финляндии и в других странах. Правда, не всегда запреты были полными и неограниченными. Например, в СССР вначале не могли отказаться от использования ДДТ в борьбе с клещами - переносчиками таежного энцефалита, так как не было другого подходящего акарицида. Позже ВОЗ разрешила применение ДДТ в беднейших развивающихся странах для борьбы с переносчиками болезней - малярийными комарами и мухами. До сих пор ДДТ используют в Австралии, Китае, Индии для опрыскивания садов. При этом индийское правительство считает, что новый подъем заболеваемости малярией - это следствие запрета или ограничения на применение ДДТ.

Экспериментально было установлено, что ДДТ может вызвать генетические изменения в человеческом организме. Другие компоненты пестицидов - ртуть и мышьяк практически никогда полностью не инактивируются: они циркулируют в экосистеме или оказываются захороненными в иле.

Еще в 1962 году вышла книга «Безмолвная весна», написанная американской писательницей-биологом Рэчел Карсон. Книга привлекла внимание широкой общественности к возрастающему отравлению окружающей среды инсектицидами и гербицидами. Впервые было высказано предположение, что со временем ядовитые и чужеродные химические вещества могут настолько насытить поверхность Земли, что сделают ее непригодной для жизни.

«В округе стала распространяться какая-то загадочная болезнь, чье чумное дыхание начало преображать все вокруг...» - такими словами начинается одна из глав книги. «Над городом словно тяготело какое-то проклятие. Загадочные болезни уносили кур, коровы и овцы чахли и гибли. На все легла тень смерти...». Эту главу, Карсон закончила тогда словами: «Такого города в действительности не существует». Но не прошло и 15 лет, как он появился. Это произошло 10 июля 1976 г.

В небольшом городке Севезо на севере Италии, в 30 км от Милана, произошел взрыв на химическом заводе по выработке пестицидов. Вещество, вырвавшееся при взрыве, было одним из самых страшных ядов, какие только известны химикам. Его научное название - 2,3,7,8-тетрахлордибензо-р-диоксин, сокращенно ТХДД. В атмосферу его попало всего около 2 кг. ТХДД ядовитее цианистого калия в 67 тыс. раз и в 500 раз - стрихнина. Смертельная доза ТХДД для человека составляет около 0,03 миллионных частей грамма на 1 кг массы тела. Только на 17 день после взрыва из-за того, что фирма попыталась скрыть состав выброса, началась эвакуация населения. Пало около 3 тыс. животных и 75 тыс. пришлось забить. Яд особенно сильно действовал на детей, игравших в момент взрыва на улице. Безобразные оспины, которые яд оставил на их коже, - пожизненное клеймо диоксина.

Однако площадь отравленной зоны далеко не ограничилась городком Севезо. Хотя ТХДД практически нерастворим в воде, ветер и весенний разлив реки сделали его весьма подвижным. Через 2 года попытались очистить отравленную зону: сняли и удалили 20 см верхнего слоя почвы. Несмотря на это, в окружающей среде были неожиданно найдены большие концентрации диоксина.

До сих пор г. Севезо остается опасной зоной. С лета 1987 г. и по настоящее время зараженная местность города является «экологическим полигоном» для изучения влияния диоксина на окружающую среду.

Длительная устойчивость пестицидов является основным фактором в процессе вторичного загрязнения, когда объекты, никогда не подвергавшиеся обработке пестицидами, тем не менее их содержат.

Циркуляция пестицидов может происходить по следующим схемам:

воздух ® растения ® почва ® растения ® травоядные животные ® человек;