ДДТ (инсектицид)

Эта статья о пестициде. См. также ДДТ (рок-группа)

Файл:ДДТ.jpg

1,1,1-Трихлор-2,2-бис(n-хлорфенил)этан

ДДТ (1,1,1-Трихлор-2,2-бис(n-хлорфенил)этан по номенклатуре ИЮПАК, тривиальное название — ДихлорДифенилТрихлорметилметан) — инсектицид, применяемый против комаров, вредителей хлопка, соевых бобов, арахиса. Одно из немногих действительно эффективных средств против саранчи. Запрещён для применения во многих странах из-за того, что способен накапливаться в организме животных, человека. Особенно пагубное действие оказывает на размножение птиц (накапливается в скорлупе яиц). Несмотря на это, ограниченно применялся в СССР. Однако, в последнее время появился ряд сообщений о существенно преувеличеном вреде ДДТ. Существует предположение, что основной вред млекопитающим и птицам наносит не сам ДДТ, а примеси (в основном диоксины), возникающие при его промышленном производстве.

История создания, получение, применение

ДДТ 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, он долгое время не находил себе применения, до тех пор пока швейцарский химик Пауль Мюллер 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 (C₆H₅Cl) с хлоралем (Cl₃CCHO) в концентрированной серной кислоты (H₂SO₄). 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 так же 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, в больших дозах воздействие на организм 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.).

Однократная доза, мг/кг	Наблюдение
Неизвестна	Летальный исход
16—286	Мгновенная рвота при повышенных дозах (интоксикация у всех, судороги у некоторых)
6—10	Умеренная интоксикация

Польза и вред ДДТ

Кроме бытовой пользы в качестве средства борьбы с такими вредителями как мухи, тараканы и моль, а также пользы для сельского хозяйства в качестве средства для борьбы с такими вредителями как колорадский жук и тля, ДДТ имеет рад общепризнанных «героических» заслуг мирового масштаба, среди них наиболее значимыми являются:

• 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 1948 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 лихорадки дум-дум (разносчиком которой является песчаная муха) 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 не токсичности ДДТ, что в свою очередь привело к культивированию безалаберности в приминении 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 котел вместо порошкового молока засыпали соответствующее количество дуста ДДТ. Погибли, отравившись, несколько десятков ребятишек;

• 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 пришелся 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 детерминирована 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 (the Environmental Defense Fund), Национальная Федерация Живой природы (the National Wildlife Federation). На сторону противников Карсон стали 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. А её исследование поверхностно и носят на себе ярмо кустарности! Поскольку подобно Отмару Цейдлеру, который не смог найти применения ДДТ, Рэйчал Карсон, будучи популисткой неспособна была понять механизма воздействия ДДТ на окружающею среду. Впрочем, понимание воздействия ДДТ на окружающую среду и не входило в сферу интересов Карсон. Её выводы по своей природе являлись реакционными, были продиктованы стремлением производителей только что синтезированных заменителей ДДТ к переделу рынка в свою пользу. Истинная сущность дискуссии о вреде ДДТ состояла в борьбе между акулами империализма за передел национального и международного рынков пестицидов.

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 серьезно 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 перепелок, питавшихся пищей содержащей ДДТ в больших количествах, а именно 200 ppm (то есть — 0,02 %, для примера в то время установленная в СССР ПДК 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 содержащую 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 книги большинство экспериментальных исследований было поставлено с нечувствительными 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 г.) показал, что на каждом звене пищевой цепи происходит увеличение содержания ДДТ в 10 раз:

Ил, содержащий ДДТ — 1х

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.

Высокая растворимость в жирах и низкая растворимость в воде обусловливают задержку ДДТ в жировой ткани. Скорость накопления ДДТ в организме варьируется в зависимости от вида организмов, длительности воздействия и концентрации, а также от условий окружающей среды. Высокая степень удержания ДДТ означает, что токсические эффекты у организмов могут возникать с задержкой по времени, а также на значительном географическом удалении от места воздействия. В целом организмы высоких пищевых уровней имеют тенденцию к накоплению больших количеств ДДТ по сравнению с организмами низших пищевых уровней. ДДТ способен транспортироваться по всему миру в организмах мигрирующих животных, а также океаническими и воздушными потоками.

Таким образом, ДДТ накапливаясь в живых организмах оказывает на них токсическое действие по силе варьирующиеся в зависимости от концентрации ДДТ в живом организме.

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 доза может вызвать смерть. ДДТ накапливается в жировых тканях организма, попадает в молоко матери, может попадать в кровь, теоретически при похудании либо в следствии длительного воздействия ДДТ, его накопления в организме могут привести к интоксикации организма. Объективно последствия накопления ДДТ в организме человека не установлены. Воздействие ДДТ не оказывает на организм человека канцерогенного (вызывающие рак), мутагенного (влекущие стойкое изменение живой материи), тератогенного (влекущее 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 «нейропсихнческие 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 несчастью, 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 всерьез, 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 сдвига.

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 способн 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 перелетов.

Кроме того, было установлено канцерогенное, тератогенное и иммунотоксическое воздействие ДДТ на некоторые живые организмы.

Воздействие ДДТ на окружающую среду

В целом механизм воздействия ДДТ на окружающую среду можно представить следующим образом. В ходе применения, ДДТ неизбежно попадает в пищевую цепь. После чего он не нейтрализуется, распадаясь на безвредные вещества, а наоборот начинает циркулировать, накапливаясь в организмах живых существ. Помимо этого, ДДТ обладает токсическим воздействием на живые организмы разных уровней пищевой цепи, которое в ряде случаев неизбежно либо оказывает подавляющие действие на жизненно важные функции, либо влечёт смерть живого организма. Такое воздействие на окружающую среду может повлечь изменение видового состава флоры и фауны вплоть до полного искривления пищевой цепи, что в свою очередь может вызвать общий пищевой кризис и повлечь за собой необратимые процессы деградации экосистемы земли.