Реферат: Синтетические пестициды: bellum contra omnes
Чувствительность к пестициду животных разных видов, даже близкородственных, может быть очень различна, — и поэтому мало смысла имеют лабораторные испытания на одном или даже нескольких видах. В биоценозе обязательно найдется кто-то, более чувствительный к яду, чем лабораторные животные. Чаще всего животное не умирает непосредственно от отравления, а ослабляется им и становится жертвой хищников (передавая в результате токсин им), болезней или суровых природных условий. Природа токсичности пестицидов разнообразна — это может быть канцерогенный или мутагенный эффект, воздействие на дыхательную, эндокринную, иммунную, нервную системы. Особенно сильно загрязнены пестицидами организмы морских животных. Что касается наземных млекопитающих, то они могут поражаться пестицидами как “попутно”, в результате сельскохозяйственного применения инсектицидов и гербицидов, так и целенаправленно — например, при уничтожении грызунов. Особенно уязвимым как у млекопитающих, так и у птиц оказался процесс размножения, а ведь неспособность принести здоровое и многочисленное потомство для вида равносильно гибели. Впрочем, на птиц также сильно действует уничтожение их пищевой базы — насекомых; так люди “отблагодарили” своих старинных помощников в деле контроля численности “вредителей”.
Что касается рыб, то пестициды — второй после промышленного загрязнения фактор, сокращающий рыбные ресурсы многих стран. Для рыб, в частности, высокотоксичны пиретроидные пестициды третьего поколения. В водоемах пестициды применяют нечасто — главным образом их туда просто смывает с полей. В США лишь в 1988 г. включили в проверку новых пестицидов тест на растворимость; у нас эта характеристика, от которой зависит способность веществ загрязнять как поверхностные, так и подземные воды, не учитывается до сих пор. Предполагается, что около 30 % случаев гибели рыб в водоемах средней полосы России вызвано пестицидами, в частности, гранозаном, используемым для протравливания зерна, в том числе и в Иркутской области. Конечно, страдают не только рыбы, но и другие обитатели водоемов, в особенности ракообразные.
Нечего и говорить, что пестициды также нарушают естественное равновесие сложных почвенных экосистем, подрывая таким образом основы плодородия. Гербициды при их неоднократном применении уничтожают микроскопические почвенные водоросли. В некоторых областях Индии и Индонезии таким образом дело дошло до полной стерилизации, умерщвления почвы.
Каждый год, месяц и день приносят все новые факты воздействия пестицидов на живую природу, большинство из которых таковы, что разработчики ядохимикатов в принципе не могли и не могут их предвидеть. Сложность системного воздействия на живую природу такова, что, чтобы проследить все возможные последствия, нужно разве что быть, как говорится, господом богом.
Кто в природу с пестицидом придет, тот сам от него и...
Само собой разумеется, не ушел от губительного воздействия пестицидов и сам их создатель. Отравления людей пестицидами разделяются на острые и хронические, и оценить количественно те и другие чрезвычайно сложно. Хронические отравления вообще пока не поддаются количественной оценке (хотя ясно, что они многочисленны), что же касается острых, то их количество официальной статистикой разных стран регулярно занижается. По оценке американских исследователей, до 40 % людей, профессионально связанных с производством и применением пестицидов, судя по биохимическим показателям крови, имеют признаки серьезного отравления. Это, однако, не единственная группа риска, подвергающаяся опасности со стороны пестицидов. К ним относятся также люди, живущие в окрестностях мест применения пестицидов; потребители, получающие пестициды в продуктах питания; те, кто пьет воду из источников, находящихся рядом с захоронениями неиспользованных и запрещенных пестицидов, и другие. Так, в Таджикистане в 1970-х гг. среди людей, получивших острые отравления пестицидами, лишь 23,9 % составляли те, кто был связан с ними профессионально. Очень сходны показатели для Узбекистана. Обе эти страны, в то время — республики Советского Союза, относятся к регионам повсеместного и особенно массированного применения пестицидов практически по всей их территории. Через продукты питания в 1967-72 гг. острое отравление получили в СССР 3761 человек. Никаких выводов ни в одном из этих случаев не было сделано, а данные, хотя и не засекреченные, не опубликованы.
В 1960-е годы основным источником отравлений в СССР служили архаичные уже по тому времени ртутьорганические пестициды, поражающие у человека в первую очередь нервную систему. Доныне из их числа остался в числе используемых гранозан (кстати, повинный в нескольких массовых отравлениях в Пермской и Новосибирской областях и поддающийся замене на менее токсичные соединения), остальные постепенно уходили из обращения и уступали пальму сомнительного первенства хлорорганике. Наиболее токсичны из этого класса пестицидов альдрин, дильдрин, ГХЦГ, полихлорпинен, хлориндан и ДДТ. Все это яды разностороннего воздействия, поражающие нервную систему, печень, почки, сердце, органы внутренней секреции. Особенно серьезными оказались отравления этими пестицидами при их производстве, в том числе — массовые отравления в Чапаевске и Уфе. Те из рабочих, кто избежал острого отравления, страдали хроническим.
Не меньшую дань заболеваний собрала фосфорорганика, доказав тем самым, что недаром она сродни боевым ОВ. Здесь среди наиболее одиозных могут быть названы меркаптофос, метилмеркаптофос, октаметил, бутифос, трихлорметафос. Все эти вещества ныне в России запрещены, хотя многие из них — лишь недавно, и запреты долгое время нарушались. Однако продолжает использоваться инсектицид метафос, ставший причиной массовых отравлений в Гватемале и Никарагуа.
Помимо этих, наиболее токсичных классов пестицидов, происходили отравления людей тиурамом — фунгицидом, производным дитиокарбаминовой кислоты, пропанидом, севином, пиретроидами цимбушем, сумицидином. Как и для животного мира, безопасных для человека пестицидов практически не существует. Помимо прочего, все пестициды являются мутагенами и грозят дурным воздействием на наследственность.
Как обойтись без химии?
К счастью, обойтись в сельском хозяйстве без пестицидов вполне возможно. Все, что для этого нужно — свернуть с более, на первый взгляд, легкого, но ведущего в тупик пути на путь, требующий несколько большей затраты усилий, но исторически перспективный.
Практически одновременно с началом использования для выращивания пищи химически синтезированных средств, в конце XIX — начале XX века, возникла и мысль об отказе от них. То, что раньше было единственно доступным способом ведения сельского хозяйства, получило теперь наименование органического земледелия. Долгое время оно находилось в пренебрежении, так как для получения урожайности, сравнимой с урожайностью, достигаемой химическим путем, требует применения несколько больших усилий, в том числе (и в значительной степени) интеллектуальных. Универсальных рецептов в этой сфере почти нет, так как основное положение — необходимость рассматривать землю вместе с посевами и их обитателями не как механическое производство, где могут быть нужные и ненужные детали, а как живую систему, элементы которой находятся во взаимосвязи. Главное средство спасения растений от поедания — выращивание их здоровыми и крепкими, тогда “вредители” не нанесут им большого вреда. Та же часть, которая все-таки достается “вредителям”, считается не ущербом, нанесенным урожаю, а естественными потерями в ходе производственного процесса.
Определения “органического земледелия” и “органических продуктов” могут быть разными, но практически все они включают отказ от использования химически синтезированных пестицидов и удобрений. Органической может быть не только пища, но и, например, средства личной гигиены или такие продукты, как хлопок. В США всего за четыре года, с 1990-го по 1994, площадь посадок органического хлопка увеличилась с 60 до 13 000 га (это особенно важно, учитывая, что хлопок традиционно получал мощную химическую обработку, потребляя до 25 % мирового производства инсектицидов), в целом же торговля органическими продуктами более чем удвоилась. Мексика располагает тысячами сертифицированных производителей органического кофе, являясь его крупнейшим производителем.
Пока еще “органическая” доля продуктового рынка не слишком велика, составляя в большинстве развитых стран, как правило, около 2 %, и цены на эти товары несколько выше, чем на обычные, взращенные с помощью химии продукты (например, в Германии — на 20-100 %). Более высокая цена нередко свойственна для альтернативных методов хозяйствования, более экологически “мягких“, чем ныне принятые, истощающие среду. Это связано не только и не столько с большей трудоемкостью “органических” методов, сколько с недостаточностью или отсутствием необходимой инфраструктуры. На протяжении всего XX века внимание науки было сосредоточено почти исключительно на “химическом” сельском хозяйстве; по мере расширения исследований в этой области, развития промышленности, производящей компоненты и принадлежности для ведения органического хозяйства, а также усиления конкуренции в этой сфере, стоимость органических продуктов неизбежно уменьшится. Есть и еще одна причина: в цене, которую мы платим за пищу, добытую с помощью технологий и практик, наносящих ущерб окружающей среде, никогда не бывает учтена стоимость растрачиваемого таким образом природного богатства; в сущности потребители этой пищи живут в долг, который когда-нибудь отдавать все равно придется, не им, так их потомкам.
Существует, к сожалению, и еще один ограничитель. Дело в том, что повышение плодородия почвы в органическом сельском хозяйстве достигается за счет внесения в нее органических же питательных веществ, т. е. в первую очередь компоста, получаемого из органических отходов. Между тем большая часть городских органических отходов пропадает зря, не возвращаясь на поля, а ведь в городах проживает большая часть населения. Более того, даже если бы городские органические отходы полностью превращались в удобрение, это удовлетворило бы не более 10 % общей потребности сельского хозяйства. Эта проблема еще нуждается в решении.
Не только в органическом сельском хозяйстве, но и при любом типе его ведения можно как минимум резко ограничить использование пестицидов за счет использования альтернативных методов управления численностью “сорняков” и “вредителей”. Речь должна идти именно об управлении численностью, а не об истреблении, поскольку так называемый “вредитель” — на самом деле всего лишь один из элементов среды, ненормально размножившийся из-за нарушения биологического равновесия. Вместо того, чтобы нарушать его еще больше, умерщвляя пестицидами без разбора хищника и жертву, обыкновенно вполне достаточно удерживать численность посягнувшего на человеческие посевы существа в разумных рамках. А для этого существует несколько групп методов, не связанных с использованием синтетических веществ.
Агротехнические методы, с помощью которых создаются условия, неблагоприятные для развития “вредителей” и повышающие защитные свойства культурных растений, используются и сейчас в любом хозяйстве, оставаясь одним из основных средств борьбы с сорняками. К ним относятся зяблевая вспашка (летне-осенняя обработка почвы под посев яровых культур следующего года), боронование, сортировка семян; в первую же очередь — правильный севооборот, учитывающий цикл развития “вредителя”. Разработка правильной структуры посевов помогает, оказывается, справиться не только с насекомыми, но и с грызунами [1]. Возможности здесь, вероятно, очень широкие. Показателен случай, когда потери свеклы из-за свекловичной листовой тли в засушливые годы удалось снизить с 81 до 6 % с помощью простого дождевания. Капуста, как было установлено в Канаде, не поражается тлей, если ее не высаживать рассадой, а выращивать с самого начала на поле, избегнув тем самым стресса при пересадке.
К этой же группе методов относятся меры по восстановлению живого населения почв, повсеместно пострадавшего от применения пестицидов. Промышленностью сейчас выпускаются препараты, обогащающие почву необходимыми для ее нормального функционирования грибками, водорослями и бактериями (например, “Биоорган-Форте”).
Использование поликультур — также агротехнический по своей природе класс методов, чрезвычайно многообещающий, поскольку в нем осуществляется наиболее близкая к природной стратегия — создание уравновешенных сельскохозяйственных экосистем. Иногда при этом “вторичная” культура оттягивает “вредителей” на себя, иногда она их отпугивает, иногда же “вредители” просто не разводятся до угрожающих количеств благодаря общей экологической уравновешенности. Стратегия эта столь же древняя, как и само сельское хозяйство и повсеместно применялась во времена, когда синтетических пестицидов еще не существовало. Затем от нее отказались, из-за меньшей, как считалось, продуктивности, а также из-за того, что одна из совмещаемых культур обычно оказывалась экономически маловыгодной. Сейчас агрономическая наука вновь поворачивается лицом к поликультурам. Существует специальная отрасль знания — аллелопатия — изучающая возможности сочетания и воздействие совместно выращиваемых растений друг на друга, и более широкая ветвь — агроценология, изучающая растительные сообщества уже во взаимодействии с их животным населением. Благоприятные сочетания известны для всех возделываемых культур и всех климатических зон. Особенно хорошо сочетаются с другими растениями кукуруза и бобовые, способствующие обогащению почв азотом. Вообще, поликультуры, в отличие от монокультур, в гораздо меньшей степени истощают почву.
Биологическая защита — чрезвычайно важная группа методов, также использующая модель межвидовых отношений, существующую в природе. Биологические методы можно подразделить на две большие группы — использование непосредственно живых существ, которых можно разводить, а потом выпускать на поля или в теплицы, и использование в качестве пестицидов получаемых из них веществ. Такие природные пестициды намного более экологически благоприятны, чем синтетические, поскольку в них не присутствует ничего, что живой природе было бы трудно переработать. Они также выгодно отличаются большой избирательностью действия.
При огромном разнообразии видовых взаимосвязей в природе, особенно среди насекомых, простор для исследований в этой области огромен и, возможно, если бы на поиски естественных ограничителей численности “вредителей” направить хотя бы десятую часть денег, расходуемых в мире на поиски новых синтетических пестицидов, биологические методы очень скоро готовы были бы полностью заменить химические. Пока же используется не столь уж большое число насекомых и других мелких членистоногих — божьи коровки, златоглазки, жужелицы, мухи-журчалки, муравьи, наездники, трихограммы, хищные клещи — всего более 300 видов. С их помощью удается потеснить порядка 100 видов “вредителей”. Как правило, биологический метод не только надежнее, но и дешевле химического. Однако надо сказать, что они совершенно не сочетаются между собой, так как от химических инсектицидов одинаково гибнут и хищник, и его жертва.
В качестве природных пестицидов могут использоваться экстракты, настои или порошковые препараты многих растений, самое известное из которых, вероятно, ромашка пиретрум — но оно далеко не единственное. Для этой цели используются также зеленый перец (равно защищающий от колорадского жука и вируса табачной мозаики), табак, чеснок и многое другое (подробный список для использования в личном хозяйстве можно найти в книге [3]).
Существуют еще природные пестициды, не связанные с растительным миром, но тоже, как правило, органического происхождения. Это, например, “диатомовая земля” — измельченные скелеты микроскопических водорослей диатомей; ее использование в качестве инсектицида насчитывает уже полтора столетия. Панцири крабов, лобстеров, креветок, раковины моллюсков, которые сейчас тысячами тонн выбрасываются в море, при внесении в измельченном виде в почву способствуют усилению деятельности микроорганизмов, поражающих насекомых и нематод.
Используются в сельском хозяйстве также микробиологические препараты, будь то сами культуры микроорганизмов или продуцируемые ими патогенные для “вредителей” вещества. Многие из них успешно применяются уже десятки лет. (В России начало исследованиям в этой области положил И. И. Мечников, использовавший гриб — возбудитель зеленой мускардины против хлебного жука и свекловичного долгоносика). Среди них бактороденцид, применяемый для борьбы с мышевидными грызунами (вызывающий у них тиф), боверин — препарат на основе грибка, применяемый против колорадского жука, триходермин — также грибковое средство, при внесении в землю подавляющее возбудителей заболеваний зерновых, льна и хлопчатника. Несколько позже получили распространение дендробациллин и другие инсектицидные препараты на основе бактерии Bacillus thuringiensis. В США на конец 1980-х годов применялись в качестве биоинсектицидов 16 микроорганизмов и еще 2 — в качестве биогербицидов; но их применение составляло до 10 % общего применения пестицидов.
