В.С. Петросян, И.А. Аверочкина
Химический факультет Московского государственного университета

 

Аннотация: В статье рассмотрены физические, химические и биологические стрессы организмов людей, приводящих к различным заболеваниям. При этом особое внимание уделяется тому, как в становящейся всё более опасной окружающей среде оставаться здоровым и помогать экологически неграмотным людям также следовать принципам здорового образа жизни, куда входят ежедневные зарядка и душ, регулярное питание, по возможности, экологически чистыми продуктами, адекватное потребление чистой воды, прогулки пешком в зелёных массивах, а также здоровый и достаточный сон.

Ключевые слова: здоровье населения, химическое загрязнение, экологическая катастрофа

УДК: 504.054

 

    Основной способ обеспечить долголетие человека – принимать все меры для того, чтобы не болеть. Желательно, чтобы, уже начиная с юношеских лет, человек был готов сам сознательно следить за тем, чтобы болезни его не одолевали. Способствовать этому может такой стиль жизни, при котором минимизированы риски экологических стрессов – физических (механические  воздействия, громкий шум, сильная вибрация, радиоактивность, интенсивное солнечное облучение и др.), химических (воздействия органических, неорганических и металлоорганических токсикантов на уровнях, превышающих предельно допустимые) и биологических (патогенные бактерии и вирусы, генно-модифицированные растительные и животные организмы и продукты и др.).

    Очевидно, что при таком подходе здоровье каждого человека становится его главной жизненной проблемой, которой необходимо уделять много внимания и средств, т.к. только здоровый человек может быть по-настоящему счастливым.

    В этой статье основной упор сделан на химические стрессы, обусловленные негативным воздействием на живые организмы некоторых суперэкотоксикантов (все 12 из Стокгольмской конвенции 2001 года и все 16 из Глобального отчёта Рабочей группы ООН по выявлению приоритетных стойких токсичных веществ 2003 года).

    Из первых экологических катастроф, вызвавших крайне серьёзные химические стрессы человека и биоты, отметим, прежде всего, произошедшее в 1954 году сильное отравление около 3000 людей, живших по берегам залива Минамата (Япония) солями метилртути из морепродуктов, которые традиционно потребляли эти люди [2, 5, 7]. Специальная комиссия правительства Японии с участием международных экспертов занималась выяснением причин этой трагедии в течение нескольких лет и пришла к следующим выводам. Биогеохимический цикл ртути в окружающей среде представляет собой сложную взаимосвязь между четырьмя химическими формами ртути (элементной нульвалентной ртути, неорганических солей ртути, металлоорганических солей метилртути и полного металлоорганического соединения, диметилртути) в трёх элементах окружающей среды – атмосфере, водных экосистемах и почве).

    Судебное разбирательство этого наиболее трагичного в истории Японии массового химического отравления людей продолжалось более 50 лет и только в 2005 году Верховный Суд Японии принял решение, сделав вывод, что отравившиеся люди пострадали вследствие  потребления ими морепродуктов, отравленных метилртутными соединениями. Эти токсиканты образовывались в водах залива в результате сбрасывания в него компанией «Чиссо», производившей уксусную кислоту пропусканием ацетилена в воду, в которой в качестве катализатора находился сульфат ртути, сточных вод с неорганической двухвалентной ртутью, которая путем взаимодействия с присутствующими в природных водах метилиодидом или метилкобаламином превращалась в метилртутные соединения.

    Из производных ртути максимальной токсичностью (в миллион раз большей, чем метилртутные соли), обладает трудно обнаруживаемая в окружающей среде диметилртуть СН₃HgCH₃, от отравления которой погибли не только химики, впервые синтезировавшие её в 1865 году [15], но и некоторые из тех, кто контактировал с ней в наши дни [18,19]. Всемирная Организация Здравоохранения в своих документах предупредила мировую общественность о токсичности для окружающей среды и живых организмов элементной ртути в 1989 году [17] и метилртути – в 1990 году[16].

    Вторым исторически важным, с нашей точки зрения, событием, касающимся проблем химической безопасности, является выход в свет в 1962 году книги молодой американской журналистки Рэчел Карсон «Безмолвная весна», в которой были проанализированы причины катастрофического уменьшения в США числа птиц, вылупливающихся весной из отложенных самками яиц. Ответ на поставленный в книге вопрос был однозначным – причина заключается в знаменитом инсектициде ДДТ, который в предыдущие годы спас миллионы людей в мире от малярии и тифа (прежде всего, в странах Азии, Африки и Латинской Америки), за что швейцарскому химику Паулю Мюллеру в 1948 году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

    В книге Карсон, однако, приведены свидетельства экспертов из различных областей науки, наглядно продемонстрировавшие, что ДДТ, который, начиная с 1942 года получил широчайшее распространение в различных странах, попадая в организмы самок птиц, способствовал тому, что в стенках яиц птиц откладывалось кальция меньше, чем это было предусмотрено природой для созревания птенцов перед их вылупливанием. В результате этого птенцы вылупливались раньше нужного срока и погибали. В связи с этим разразился громкий скандал и применение ДДТ в США и многих других странах было запрещено. Однако, американские и другие концерны продолжали производство и продажу ДДТ в другие страны. И даже после принятия в 2001 году Стокгольмской конвенции по приоритетным стойким органическим загрязнителям (СОЗ), которая наложила серьёзные ограничения на производство и использование ДДТ и других хлорорганических пестицидов, всё ещё остаётся лазейка для продолжения использования ДДТ «в регионах, потенциально опасных с точки зрения возможности распространения малярии» [13].

    Третья по значимости химико-экологическая катастрофа случилась в 1976 году в итальянском городе Севесо в результате сбоя в процессе производства трихлорфенола на химическом предприятии фармацевтической компании «Хоффман – Ля Рош» и выброса в атмосферу диоксинов, являющихся одними из самых токсичных из всех известных веществ [1, 3, 4].

    Катастрофа в Севесо привела к трагическим последствиям для здоровья людей и животных, которые начали проявляться уже через три-четыре дня после выброса. Заболевшие люди страдали от сыпи и гноящихся нарывов. Они жаловались на боли в спине, слабость и тупые головные боли. Пациенты рассказывали докторам, что животные и птицы в их дворах и садах начали внезапно умирать. Плантации сельскохозяйственных культур как будто выгорели, растения высыхали и скручивались.

    А в целом, диоксины вызывают снижение иммунитета, нарушение обмена веществ, поражение почек и печени, замедление развития детей. Они являются мутагенными веществами, то есть способными менять химический состав хромосомы, что ведет к заболеванию раком и вызывает дефекты у детей уже в утробе матери. По данным специалистов, период полураспада диоксинов в организме — около 30 лет.

    Крупные экологические катастрофы, связанные с выбросом в атмосферу смертельно опасных веществ, произошли в апреле 1986 года в Чернобыле (Украина) в результате взрыва ядерного реактора на одном из энергоблоков, а также в марте 2011 года в Фукусиме (Япония), когда в результате сильнейшего цунами, разрушившего систему охлаждения, на атомной электростанции произошёл взрыв ядерного реактора, в результате чего в атмосферу стали поступать радиоактивные элементы (йод, цезий, плутоний), а с водами, использованными для охлаждения реактора, эти же элементы стали поступать и в водные экосистемы.

    В Чернобыле рассеивание радиоактивных веществ из взорвавшегося реактора продолжалось около полугода, пока над реактором не был сооружён защитный купол, а в Фукусиме это рассеивание продолжается, т.к. защитный купол на конец июля ещё не сооружён. В результате этих взрывов радиоактивные вещества были рассеяны по всему миру, на разные континенты и в разные страны. Число жертв катастроф в Чернобыле и Фукусиме исчисляется многими тысячами (более точные цифры станут ясны позднее), как оставшихся инвалидами (раковые заболевания, в том числе и щитовидной железы), так и погибших.

    Конец 20-го и начало 21-го веков характеризуются разнообразными серьёзными химическими стрессами, которым предшествует накопление (биоаккумуляция) в организмах людей стойких (персистентных) токсичных веществ, чуждых организму человека (ксенобиотиков), поступающих в окружающую среду из различных источников: автомобильного транспорта, предприятий промышленности и сельского хозяйства, энергетики и коммунального хозяйства [12].

    Особую тревогу с этой точки зрения вызывают включённые в список Стокгольмской конвенции [13] токсичные хлорорганические соединения (диоксины – полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны, ПХБ - олихлорированные бифенилы и ГХБ – гексахлорбензол, а также хлорорганические пестициды, включая альдрин, гептахлор, ДДТ, дильдрин, мирекс, токсафен, хлордан и эндрин). Дело дошло до того, что многие специалисты, учитывая полученные в разных странах данные, свидетельствовавшие о биоаккумуляции вышеназванных токсикантов в грудном молоке кормящих матерей, стали выступать с инициативой не рекомендовать более кормить новорождённых грудным молоком. Эта точка зрения, однако, была подвергнута жёсткой критике, в частности, со стороны церкви, и официальные рекомендации на этот счёт не состоялись.

    Следует отметить, что уже через два года после подписания Стокгольмской конвенции в глобальном проекте ЮНЭП (Программа ООН по окружающей среде) и ГЭФ (Глобального экологического фонда) по выявлению приоритетных стойких токсичных веществ (СТВ) были определены ещё шестнадцать СТВ.

    В самое последнее время появилась информация о новых приоритетных токсикантах, вызывающих серьёзные химические стрессы человека и биоты. К ним относятся, например, бис-фенолА и диацетил. Бис-фенолА используется в качестве мономера при производстве поликарбонатов и эпоксидных смол, применяющихся при изготовлении упаковок для пищевых продуктов. Он, к сожалению, найден во многих продаваемых в России продуктах и напитках (в том числе, детских), в количествах, в 2,5-4 раза превышающих установленные в Европе нормы. Примеры продуктов питания: мясное пюре «Агуша», овощные и фруктовые пюре «Бабушкино лукошко», пюре из мяса птицы «Тёма» и др. Примеры напитков: «Пепси - кола», «Рэд булл» и др.

    Диацетил представляет собой синтетический ароматизатор сливочного масла, широко используемый, в частности, при поджаривании попкорна. Служащим нескольких заводов, производящих диацетил, поставлен диагноз - облитерирующий бронхиолит - серьёзное заболевание легких. Среди пострадавших в основном были молодые, здоровые, некурящие мужчины, в том числе и частые потребители попкорна. Против облитерирующего бронхиолита нет лечения, необходима трансплантация легких.

    Поскольку попкорн широко потребляется, в том числе в местах, где много молодёжи (кинотетры, концертные залы и т.д.), вместе с такими напитками, как Кока-Кола, Пепси-Кола и Д-р Пеппер, следует отметить, что в 2012 году было опубликовано, что красители, используемые при приготовлении этих напитков, содержат канцерогенный 4-метилимидазол, который в ходе исследований вызвал онкологические заболевания у подопытных крыс. В связи с этим парламент Калифорнии запретил продажу данных напитков в этом самом большом по населению штате в США, и фирмы-производители вынуждены были поставить вопрос об изменении рецептуры данных напитков.

    Детальный анализ поведения вышеназванных СОЗ и СТВ в окружающей среде, включая организм человека, животных и растений, позволил авторам этой статьи предложить (впервые - 9 марта 2005 года в публичной лекции на Химическом факультете Санкт-Петербургского университета, а затем уже – в различных публикациях [16-20] называть такие вещества химическими бумерангами.

    Будучи «запущенными» в повседневную жизнь для решения позитивных задач (например, хлорорганические пестициды, используемые для повышения урожаев сельскохозяйственных культур и продуктов животноводства, или броморганические антипирены, предупреждающие возгорание различных предметов домашнего быта – телевизоры, компьютеры, мебель), эти вещества, выполнив на первой половине петли бумеранга поставленную задачу, на ее второй половине попадают через трофические (пищевые) цепи в живые организмы, накапливаются в них и вызывают поражение нервной и эндокринной систем, нарушение репродуктивного здоровья, новообразования и другие серьезные заболевания.

    При рассмотрении эффектов воздействия на человека токсикантов становится очевидным, что некоторые из них (пестициды, ГББ, ГХБ, нонил- и октилфенолы, оловоорганические препараты, ПБДЭ, ПХБ, ПХФ, свинецорганические соединения, фталаты) оказывают это воздействие в том виде, в каком они используются человеком (автор предлагает называть их химическими бумерангами 1-го рода). Те токсичные вещества, которые не используются человеком непосредственно (ПАУ, «метилртуть», диоксины и фураны), но образуются при использовании других соединений (сжигание топлива, биометилирование в водоемах неорганических солей ртути, горение ПВХ и других хлорорганических соединений на свалках и при пожарах, можно называть химическими бумерангами 2-го рода. Во многих странах, помимо СОЗ и СТВ, большое внимание уделяется как неорганическим, так и металлоорганическим токсикантам.

    Завершая краткий перечень химических стрессов человека и окружающей среды, нельзя не назвать состоявшуюся в 2010 году в Мексиканском заливе у побережья США крупнейшую в истории аварию на нефтяном промысле компании «Бритиш петролеум».

    В результате взрыва на этой скважине в воды Мексиканского залива со скоростью 700 тонн в сутки в течение шести месяцев (пока не заделали пробоину) поступило примерно 780 миллионов литров нефти. Образовавшееся нефтяное пятно пытались ликвидировать разными способами, прежде всего, с помощью химических диспергентов. Но всё это привело лишь к образованию на глубине 1100 метров огромного (более 35 километров длиной, 200 метров глубиной и 2 километров шириной) «нефтяного пирога». Далее выяснилось, что собрать нефть с поверхности этого пирога — задача хоть и сложная, но теоретически осуществимая. А вот достать ее из глубин оказалось совершенно невозможным; поэтому и говорили, что эта нефть может остаться в воде надолго. Однако, уже очень скоро пробы воды в районе «пирога» показали пониженное содержание кислорода и был сделан вывод, что это - свидетельство дыхания и активной работы бактерий, эффективно перерабатывающих нефть. Благодаря этому появилась надежда, что Гольфстрим не остановится (как говорили многие специалисты), однако последствия этой аварии всё равно могут быть очень серьёзными, начиная от глобального изменения климата и кончая сильным загрязнением окружающей среды.

    Проведённый одним из авторов данной работы анализ ситуаций с загрязнением окружающей среды показал, что при выбросах токсичных веществ в атмосферу (независимо от источника этих выбросов), их подхватывает ветер и они, подобно Спутникам, совершают близкие или далекие (в том числе, и кругосветные) маршруты, до тех пор, пока не повстречаются с дождевым или снежным облаком и не выпадут в каком-то конкретном районе Земли. Именно поэтому эти токсичные вещества было предложено называть химическими спутниками Земли (впервые - 9 марта 2005 года в публичной лекции на Химическом факультете Санкт-Петербургского университета, а затем уже – в различных публикациях [6, 8-10, 20].

    В глобальном масштабе температурные градиенты в космосе в комбинации с процессом перемешивания атмосферных слоёв способствуют переносу веществ из тёплых регионов нашей планеты в холодные (Ивата и сотр., 1993 г.). В результате такой комбинации и наблюдаются высокие концентрации токсичных веществ в полярных и высокогорных регионах, включая горные реки и альпийские озёра. Поэтому мы предложили [8] называть этот эффект «полярной дистилляцией». Интенсификация осадков при движении с Юга на Север и в 160 раз более высокая (по сравнению с каплями дождя) адсорбционная активность снежинок (Франц и Айзенрайх, 1998 г.) приводят к интенсивному загрязнению Арктических регионов России, Канады и Антарктики, что выражается, например, в высоком содержании хлорорганических токсикантов в женском грудном молоке кормящих матерей и жировых тканях белых медведей в указанных регионах.

    Основными источниками СОЗ и других СТВ являются несколько областей хозяйствования человека: 1) производство текстиля, бумаги и картона,  нефтепродуктов и катализаторов, а также хлорированных химикатов; 2) термопроизводство, включающее металлургию, а также получение кокса, извести, керамики, стекла и кирпича; 3) процессы сжигания угля, нефти, древесины, промышленных и коммунальных отходов, биомассы, ила и пластика; 3) использование пестицидов, ПХБ, красителей и отбеливателей; 4) переработка металлов, бумаги, нефти и растворителей; 5) размещение отходов, включая устаревшие пестициды и золу.

    В результате роста населения, интенсификации всех направлений хозяйствования и неадекватного отношения к проблемам химической безопасности населения и окружающей среды, серьёзнейшим образом обозначились такие ключевые проблемы, как: 1) загрязнение воздуха в больших городах; 2) ухудшение качества питьевой воды; 3) загрязнение продуктов питания и, как обобщающее следствие этих ключевых проблем, биоаккумуляция СОЗ и СТВ в пищевых (трофических) цепях и негативные эффекты на здоровье населения.

    Подробный анализ этих ситуаций в свете рекомендаций Межправительственной конференции ООН по экологической безопасности и развитию 1992 года в Рио-де-Жанейро [21] позволил одному из авторов этой статьи сформулировать определение химической безопасности. Итак, химическая безопасность это когда человек и биота не испытывают химических стрессов, т.е. когда эффекты токсичных органических, неорганических и металлоорганических соединений находятся на экологически безопасном уровне, что позволяет сохранять здоровье населения и биоразнообразие.

    Одним из эффективных шагов для обеспечения химической безопасности явилось образование по инициативе ООН около двадцати лет назад Международного регистра токсичных веществ. Создан такой Регистр и в Российской Федерации, который занимается регистрацией всех химических веществ. В 2005 году Парламент Европы утвердил Программу регистрации и оценки токсичных веществ (REACH), в рамках которой по 2011 год на эти цели потрачено 2.3 млрд евро, что позволило выиграть в результате улучшения здоровья людей около 30 млрд евро.

 

Выводы и предложения

    Населению и руководителям России необходимо понять, что в современной экологической ситуации химические стрессы населения играют решающую роль в проблеме сохранения здоровья человека и что для обеспечения химической безопасности населения и окружающей среды необходимо срочно реализовать следующие шаги:

• принять Государственную программу, аналогичную REACH, с тем, чтобы до конца 1915 года провести перерегистрацию всех химических веществ, препаратов и материалов, продающихся на российском рынке;
• обеспечить новое, но более существенное ужесточение законов о запрете токсичных выбросов в атмосферу и сбросов токсичных сточных вод в водоёмы и на почвы;
• принять меры для ужесточения контроля качества пищевых продуктов, продаваемых в продуктовых магазинах и на рынках;
• обеспечить эффективный контроль качества питьевой воды, как водопроводной, так и бутилированной, а также фильтров дополнительной очистки, продаваемых в России.

 

Литература

1. Клюев Н.А., Курляндский Б.А., Ревич Б.А., Филатов Б.Н., Диоксины в России, М., 2001.
2. Петросян В.С., Глобальное загрязнение окружающей среды ртутью и её соединениями, в «Россия в окружающем мире: 2006», под ред. Н.Н. Марфенина и С.А. Степанова, изд. МНЭПУ, Москва, 2007, сс.149-163.
3. Петросян В.С., Диоксины в окружающей среде, Экология и промышленность, 11 (1999) 2-6.
4. Петросян В.С., Диоксины: пугало или реальная угроза? Теоретическая и прикладная экология, 2009, №1, стр. 41-47.
5. Петросян В.С., Загрязнение ртутью: причины и последствия, Экология и промышленность, 12 (1999) 34-38.
6. Петросян В.С., Проблемы химической безопасности населения России, в «Глобальные экологические проблемы России», ред. Ф.Т.Яншина, 2008, «Наука», М., стр. 89-99.
7. Петросян В.С., Ртуть и её соединения в окружающей среде, в «Человек и среда его обитания», «МИР», М., 2003, стр.282-290.
8. Петросян В.С., Химические бумеранги и здоровье населения России, Вестник РАЕН, 2005, т.5, №3, стр. 58-64.
9. Петросян В.С., Химические спутники Земли и глобальное загрязнение биосферы, в «Социально-экономические и научно-технические проблемы развития современной России», 2010, Иваново, стр. 60-63.
10. Петросян В.С., Химические спутники Земли и химические бумеранги: проблемы химической безопасности, Химия в интересах устойчивого развития, 19 (2011) 345-358.
11. Повестка дня на 21-ый век. ООН, Нью-Йорк, 1992.
12. Ревич Б.А., Авалиани С.Л., Тихонова Г.И., Экологическая эпидемиология, Изд. «Озон», М., 2004.
13. Стокгольмская конвенция, ООН, Женева, 2001.
14. Carson R., Silent Spring, Houghton Mifflin, USA, 1962.
15. Dewhurst, F., Franklin, E. and COSHH, Chem. Britain, 25 (1989) 72-75.
16. Methylmercury, N101 of environmental health criteria, WHO, Geneva, 1990.
17. Mercury-environmental aspects, N86 of environmental health criteria, WHO, Geneva, 1989.
18. Nierenberg, D.W., Nordgren, R.E., Chang, M.B., et al, Delayed cerebellar disease and death after accidental exposure to dimethylmercury, New Engl. J. Medic., 338(1998) 1672-1676.
19. Pazderova, J., Jirasek, A., Mraz, M., Pechan, J., Post-mortem findings and clinical signs of dimethylmercury poisoning in man, Int. Arch. Arbeitsmed., 33 (1974) 323-328.
20. Petrosyan, V.S., Uber Grenzen hinweg: Chemische sicherheitsprobleme als globale innere Probleme, In „Weltinnenpolitik fur das 21. Jahrhundert“, U. Bartosch und K. Gansczyk (hg.), Lit Verlag, Hamburg, 2007, ss. 267-280.

 

 

ENVIRONMENTAL CULTURE AS A BASIS FOR IMPROVING PUBLIC HEALTH IN THE REGIONS OF RUSSIA

V.S. Petrosyan, I.A. Averochkina
Chemical faculty of Moscow State University

Abstract: The physical, chemical and biological stress of people that lead to various diseases are discussed in the article. In this case, special attention is paid to the question: how to stay healthy in becoming more and more dangerous environment and how to help the environmentally unaware people also follow the principles of a healthy lifestyle, which today includes not only body exercises and a shower, but also regular meals, if possible, the most accessible eco-friendly products, consumption of pure water, walking in green gardens, as well as a healthy and adequate sleep.

Keywords: health, chemical pollution, environmental catastrophe