ГЛАВА 9. ПЕСТИЦИДЫ И ЖИВАЯ ПРИРОДА
Большинство проблем, связанных с экологическими последствиями широкомасштабного применения пестицидов, заключается в том, что практически все они являются ксенобиотиками (от греч. xenos – чужой и bios – жизнь), т.е. химическими веществами, чуждыми живой природе.
На пути создания видоспецифических пестицидов и их практического применения в обозримом будущем принципиально невозможно достичь крупных успехов. Каждый вид, численность которого подлежит регулированию, обитает вместе с сотнями видов, численность которых изменять нежелательно. Капуста, например, служит пищей 50 видам-фитофагам – видам, которые поедают капусту и могут быть названы «вредителями». В то же время этими «вредителями» питаются или на них паразитируют около 500 видов-энтомофагов, сдерживающих численность «вредителей». В агроценозе хлопчатника около 10 видов, повреждающих хлопчатник, но одновременно более 250 видов хищников и паразитов, сдерживающих численность «вредителей» [1].
Сейчас очевидно, что многочисленные изменения, которые производят современные пестициды в биогеоценозах, уничтожая широкий спектр организмов, не являющихся мишенями при их применении,- неотъемлемая и антиэкологическая характеристика действия любых ядохимикатов.
НЕРЕАЛИЗОВАННЫЕ ПРАВИЛА
«Для успешного применения пестицидов в сельском хозяйстве в некоторых отраслях промышленности и в системе здравоохранения наряду с высокой физиологической активностью их по отношению к различным вредным организмам необходимо, чтобы они обладали комплексом свойств, обеспечивающих не только эффективность их действия, но и безопасность использования. Пестицидные препараты, применяемые для защиты растений от вредителей и болезней, должны быть вполне безопасны для растений, а препараты, используемые для борьбы с паразитами домашних животных и птиц, должны быть безопасны для последних».
Из книги член-корреспондента РАН Н.Н.Мельникова «Пестициды. Химия, технология и применение». 1987 г. 712 с. [10].
Поскольку нет (и не может быть) ни одного пестицида, который бы действовал исключительно на подавляемый вид, применение пестицидов оказывает катастрофическое влияние на биоразнообразие, сокращая число видов в биогеоценозах.
Вред, который приносят попавшие в биосферу пестициды, невозможно оценить в рублях или долларах. Речь идет о нарушении жизнеобеспечивающих систем биосферы, в первую очередь отравлении вод, изменении эволюционно сложившегося состава воздуха, деградации почв, отравлении человека (см. главу 10).
Очень часто в рассуждениях сторонников применения пестицидов звучит тезис: не следует волноваться по поводу действия современных пестицидов, поскольку они быстро разлагаются и не могут причинить вред живой природе. Это не так - последствия длительного действия даже очень небольших количеств пестицидов могут быть трагичными.
Еще одно страшное и недооцениваемое последствие применения пестицидов — нарушение биохимических процессов в живых организмах и в первую очередь нарушение работы эндокринной системы. Все эти процессы описываются в настоящей главе, которая начинается с описания биоаккумуляции пестицидов в экосистемах - явления, не менее важного для понимания биологического действия пестицидов, чем описанные в разделе 4.2.5 явления их биотрансформации и токсификации.
Важнейший аспект проблемы «пестициды и живая природа» - многообразие форм их влияния.
9.1. Биоаккумуляция пестицидов
Пестициды и продукты их трансформации, попавшие в окружающую среду, последовательно перемещаются по пищевым (трофическим) цепям. При этом может происходить многократное (до сотен тысяч и миллиона раз) нарастание их концентрации в живых организмах (биоаккумуляция).
Вследствие аккумуляции даже не обнаруживаемые современными методами контроля в воде, воздухе или почве пестициды и продукты их превращения могут стать весьма опасными для живых организмов. Так, из-за накопления в организме пестицидов объекты охоты и рыбной ловли могут оказаться вредными для здоровья человека. Такие факты были известны для водоплавающей дичи в США и для рыб в среднеазиатских и волжских водохранилищах [1].
Различные классы пестицидов подвержены биоаккумуляции в разной степени. Гидрофобные пестициды, в первую очередь ХОП, а также продукты их метаболизма концентрируются в жировых отложениях живых организмов. Водорастворимые пестициды и метаболиты относительно быстро выводятся из организмов и накапливаются в меньшей степени.
Степень накопления пестицидов в живых организмах определяется эффективностью двух процессов - поглощения и выведения. Для нашего рассмотрения особенно важны стойкие пестициды и метаболиты, у которых процесс поглощения в живых организмах преобладает над выведением. В этом случае коэффициенты биоаккумуляции (отношение концентрации пестицида или его метаболита в организме к концентрации в окружающей среде или в предыдущем звене пищевой цепи) могут оказаться очень большими.
После появления книги Р.Карсон Службой рыбы и дичи США было проведено обследование диких птиц и млекопитающих на содержание ХОП. Выявилась тревожная картина: в 22 штатах США и 3 провинциях Канады ДДТ был обнаружен у 75% особей (было исследовано 2300 животных), причем в очень больших количествах - от нескольких мг/кг до нескольких сотен мг/кг. Исследования, выполненные в других странах, привели к аналогичным результатам. В Англии ХОП были обнаружены у 53 видов птиц из 58 обследованных, у 4 видов млекопитающих из 8, у 4 видов рыб из 6 [577]. Изучение птиц и млекопитающих в различных населенных пунктах Нидерландов обнаружило столь же высокую их загрязненность ХОП [578].
Рассмотрим биоаккумуляцию отдельных стойких пестицидов.
Концентрирование в пищевых цепях инсектицида ДДТ давно стало очень серьезной проблемой. В каждом последующем звене цепи концентрация ДДТ возрастает примерно в 10 раз.
ПЕСТИЦИДЫ И ФАУНА ТАТАРИИ
«В Раифском лесу (Зеленодольский район) через 10 лет после организации заповедника исчезли гнездившиеся там орлы - могильник, занесенный в Красную книгу СССР, и большой подорлик - кандидат в Красную книгу Татарии. Работавшие там студенты-экологи обнаружили ДДТ, который к тому времени у нас был запрещен, в мышах из гнезд коршуна и сарыча. ДДТ и его производные попали с полей в лесные почвы и далее по цепочке «растения-мыши» - в хищных птиц, причем с максимальной концентрацией в конце пищевой цепи. А эти яды влияют на скорлуповые железы птиц, скорлупа разрушается, птенец гибнет. И действовать ДДТ будет, не теряя своей токсичности, до начала XXI века».
«Советская Татария», 5 июня 1990 г. [392].
В модельном варианте, исследованном в водоеме на примере трофической цепи
ил ⇒ растения ⇒ мелкие организмы ⇒ рыбы ⇒ хищные рыбы,
последовательность роста концентрации ДДТ в отдельных звеньях выглядит следующим образом[36]:
- ДДТ-содержащий ил ……………………………………… х1,
- водные растения …………………………………………. х10,
- мелкий планктон………………………………………….. х100,
- мелкие рыбы………………………………………………. х1000,
- крупные хищные рыбы …………………………………. х10 000.
Обращаясь к российским примерам, укажем на данные докторской диссертации К.К.Врочинского, относящиеся ко второй половине 1960 гг. [299] (табл.9.1). Вряд ли они очень корректны, если учесть уровень аналитической техники тех лет (например, скорее всего завышена величина содержания ДДТ в воде, что влечет занижение коэффициента биоаккумуляции). Однако и эти результаты дают некоторое представление о концентрировании ДДТ и его метаболита ДДЭ в природных цепях рек Сибири.
Таблица 9.1. Среднее содержание ДДТ (мкг/кг) в экосистемах рек Ангары и Илима [299]