Пестицид ДДТ, изобретенный во время Второй мировой, спас миллионы жизней и помог сохранить огромное количество продовольствия. Но увлекшись широким применением чудодейственного средства, правительства и простые потребители начали пренебрегать оборотной стороной его действия. Рассказываем, как мир сначала боготворил ДДТ, а затем возненавидел его — и как эти общественные аффекты помешали установлению научной истины, куда более сложной и неоднозначной.
В поисках волшебной пилюли для винограда и картошки
Вопрос борьбы с насекомыми и агрокультурными болезнями встал перед человеком примерно 10 000 лет назад — сразу после появления развитого сельского хозяйства. Первые технологии борьбы с вредителями и первые пестициды появились еще в Античности.
В XIX веке стало понятно, что вредители и болезни могут очень сильно влиять на урожай, независимо от уровня развития технологий и масштабов посева. Эпидемия фитофтороза (паразитического грибка) на картофеле стала причиной Великого голода в Ирландии 1840-х годов. Она повлекла за собой гибель миллиона человек и эмиграцию еще 1,5 млн, что сократило население страны на 30%. Похожие эпидемии, хоть и в меньших масштабах, поразили Англию, Бельгию и другие европейские страны.
Примерно в то же время крошечное насекомое филлоксера виноградная и грибок мучнистая роса, пришедшие из Северной Америки, практически уничтожили винодельческую индустрию Франции.
Метод борьбы с ними появился благодаря счастливой случайности. Бордосская жидкость, изобретенная химиком Жозефом Луи Прустом, предназначалась для защиты урожая от воровства: раствор медного купороса, наносимый на плоды, визуально напоминал плесень. Другой ученый, ботаник Пьер Мари Мильярде обнаружил, что к обработанным смесью ягодам не прикасаются не только грабители, но и грибок. Он установил, что причина — медь, содержащаяся в растворе.
Изобретение ДДТ
После открытия Бордосской жидкости многие химики стали с энтузиазмом искать панацею, которая позволит избавить все сельскохозяйственные культуры от любых угроз разом. Среди этих экспериментаторов оказались и швейцарские химики. В середине 1930-х годов Швейцария страдала от неурожаев, вызванных болезнями растений, поэтому ученые стремились найти новые способы защитить посевы.
ДДТ, долгожданное чудо-лекарство придумал в 1939 году химик Пауль Мюллер, сотрудник химической компании J R Geigy. На создание состава он потратил более четырех лет. За это время ученый провел 349 неудачных экспериментов, прежде чем наконец получил желанную формулу.
Открытие заключалось не в изобретении нового соединения, а в открытии новых свойств уже хорошо известного. ДДТ (Дихлордифенилтрихлорэтан) был получен и описан австрийским химиком Отто Цайдлером еще в 1874 году, задолго до бума синтетической химии. Спустя 60 лет Мюллер выяснил, что вещество обладает сильным инсектицидным действием, о котором Цайдлер даже не догадывался.
В начале 1940-х компания J R Gaigy получила патент в британском, американском и австралийском бюро. Стремительное распространение вещества подтолкнула война и ее неизменные спутники — антисанитария, вши и вспышки смертельных болезней. В 1944 году американские военные провели эксперимент в Неаполе, где массовое опрыскивание домов при помощи ДДТ помогло остановить засилье вшей и вызванную ими эпидемию тифа.
Американцы немедленно начали применять новое изобретение в тылу. Новым инсектицидом опрыскивали виноградники, сады, поля, молочные фермы и даже обработали старинный дилижанс из Массачусетса с обивкой, кишащей молью — везде химикат успешно убивал насекомых-вредителей.
Инновационность вещества была и в том, что насекомые умирали от малейшего контакта с ним, даже не употребляя его в пищу. При этом первое время ДДТ казался относительно безопасным для людей, кроме отдельных случайностей. К примеру, в 1945 году им отравились голодающие тайваньские военнопленные — но лишь потому, что те приняли ДДТ за муку и напекли из него хлеба. При этом лишь у некоторых из них наблюдались неврологические нарушения.
В 1948 году Мюллер получил за свое изобретение Нобелевскую премию по химии. Нобелевский комитет отметил, что вещество спасло жизнь и здоровье сотен тысяч от таких болезней как тиф, малярия, желтая лихорадка и чума, которые переносятся насекомыми.
От эйфории к ненависти
Но не все оказалось так гладко. Очень скоро в СМИ появились мнения о потенциальной опасности ДДТ. Еще в 1945 году в статье National Geographic отмечалось, что перспективный пестицид не щадит и полезных насекомых. Авторы материала настаивали, что побочный ущерб от действия вещества для окружающей среды, не столь значимый во время войны, требует дополнительного изучения перед использованием в условиях мирного времени.
Кроме того, сразу после выхода продукта в массовую продажу в 1945 году, Совет по военному производству выпустил предостережение от использования ДДТ из-за риска нарушения природного баланса. Регулятор отметил, что остатки от его применения могут нанести вред людям. Как отмечает историк медицины Елена Конис, проблема заключалась в том, что характер и степень этого вреда не были в должной степени изучены.
Фармаколог FDA Герберт Калвери, отмечал, что токсичная концентрация вещества значительно отличается для разных видов животных, на которых проводились эксперименты, но вынужден был признать его относительную безопасность для человека.
Первой громкую общественную кампанию против пестицида начала во второй половине 1940-х Дороти Колсон, фермерша из штата Джорджия. Ей не понравилось, что самолеты начали распрыскивать над ее полями вещество без ее ведома. Женщина объединилась с соседями и начала борьбу: она писала письма в Сенат и другие органы, а также изучила спецлитературу, чтобы доказать вред вещества для человека и окружающей среды. Экспериментальным путем она выявила, что несмотря на внешнюю безвредность для человека, ДДТ убивает и другие виды, например медоносных пчел и других насекомых.
В ответ на письма Дороти, американские власти признавали, что уничтожение опыляющих насекомых способно нарушить природный баланс и продолжали выпускать бессмысленные предостережения.
Несмотря на скепсис, производство ДДТ в послевоенной Америке продолжало расти: к началу 1950-х годов его объем достиг 100 млн фунтов в год. Американские фермеры и компании не могли устоять перед этой панацеей. Даже один из борцов с ДДТ, радиоведущий Ченнинг Коуп, отмечал его невероятную эффективность.
Глобальные изменения отношения к пестициду начались в 1960-х, когда вышла в свет книга Рейчел Карсон «Безмолвная весна». Карсон, биолог из Пенсильвании, к ее 55 годам страдала от рака груди и стремилась найти токсичные вещества, которые могут его вызывать. Как отмечает Конис, к этому моменту, многие американцы уже два десятилетия требовали от правительства более глубокого изучения негативных последствий пестицида.
В книге ученая подробно описала, как остатки ДДТ сохраняются в окружающей среде, а затем поднимаются по пищевой цепочке, накапливаясь в телах хищников. Тезис Карсон отчасти подтверждает сотрудник Корнельского университета Алан Пул, который отмечает, что с 1950 по середину 1960-х годов популяция скопы — вида хищных птиц, сократилась на 90% из-за негативного воздействия ДДТ.
Еще одна опасность, о которой писала ученая — резистентность, которая со временем вырабатывается у насекомых. Чрезмерное «давление» инсектицидами на комаров способно создать популяции устойчивых к ДДТ особей. Впоследствии, в 1980-е на Шри-Ланке перестанут применять химикат для борьбы с малярией именно по этой причине.
Отдельно Карсон описывала случаи отравления людей ДДТ и указывала на возможную канцерогенность — это утверждение по-прежнему остается дискуссионным и однозначно не доказанным. Известно, что ДДТ может вызывать онкологические заболевания у некоторых видов животных.
В 1962 году Карсон участвовала в экологической конференции в Белом Доме, где распространила первые экземпляры своей книги и заручилась поддержкой научного сообщества. Химические концерны во главе с DuPont — компании, производившей большую часть ДДТ, развернули против книги Карсон большую медийную кампанию. Но сыграл эффект Стрейзанд: общественный резонанс только нарастал.
Работа Карсон стала катализатором для изменений. В 1972 году в США полностью запретили использовать ДДТ для опыления растений — к этому моменту только в Америке было распылено 1,35 млрд тонн инсектицида. Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях 2001 года зафиксировала запрет на использование ДДТ в сельском хозяйстве, и на 2019 год ее ратифицировало 183 государства, в том числе Россия.
Конвенция позволяет использовать ДДТ лишь для борьбы с человеческими болезнями, переносимыми насекомыми (в первую очередь речь о малярии) и лишь в случае, если недоступны другие инсектициды. Поэтому препарат все еще активно используется во многих странах Африки и Азии как основное средство борьбы с эпидемиями.
Для избирательной борьбы с насекомыми-переносчиками человеческих болезней разработали два метода использования ДДТ и его аналогов.
IRS — метод распыления веществ внутри помещений, который появился в 1950-х во время массовых кампаний по борьбе с малярией. Малярийный комар, который уже укусил человека-переносчика, некоторое время остается в его доме. Но обработка стен приводит к тому, что он умирает, не успев вылететь из него.
Противомоскитные сетки, обработанные химикатами (ITN) — метод, при котором ДДТ наносится не на помещение, а на сетки, которыми люди укрываются во сне. Именно к этой технологии обратились в начале XXI века такие страны как Китай, Вьетнам и Соломоновы острова, страдающие от вспышек малярии. Современные сетки содержат в себе действующие вещества, которые сохраняют эффективность до трех лет, что избавляет от необходимости повторной обработки, сложно осуществимой в районах эпидемии. За последние 20 лет было зарегистрировано более 400 патентных заявок на подобные устройства.
Так ли опасен ДДТ на самом деле?
«Безмолвная весна» сыграла в истории запрета ДДТ решающее значение. Но эффект книги многократно усилила история ее создательницы: умирающая от рака ученая отважно борется с гигантскими химическими корпорациями за благо человечества. Тем не менее, Карсон и по сей день обвиняют в смерти миллионов людей от тифа и малярии после запрета пестицида. Хотя ДДТ был первоначально запрещен только в США, это вскоре сказалось на развивающихся странах, получившим помощь от Агентства США по международному развитию: все проекты с использованием пестицида были свернуты.
Само решение о запрете пестицида не было единогласно поддержано учеными. В 1971 году недавно созданное Агентство по охране окружающей среды изучило научные доказательства и пришло к выводу об относительной безвредности вещества для природы и человека. К похожим выводам пришла Национальная академия наук США. В ее докладе утверждается, что «на момент написания статьи все доступные заменители ДДТ являются более дорогими и определенно более опасными».
Можно допустить, что эти выводы стали частью кампании химических гигантов против Карсон — в американской науке того времени корпорации имели лоббистское влияние даже на самых авторитетных ученых. Тем не менее, главная проблема «Безмолвной весны» в том, что это скорее художественное произведение. Карсон оперирует яркими образами: сама метафора тихой весны, в которой не слышно пение птиц, проходит красной нитью через всю книгу. При этом для научной работы в ней недостает указаний на конкретные виды и совсем нет статистики.
Согласно исследованиям, популяция многих птиц в США не только не упала, но даже увеличилась за время активного использования пестицида. Более поздние исследования показали, что ДДТ действительно может влиять на популяцию некоторых хищных птиц, но вовсе не так, как было описано в книге Карсон.
Так до конца и не подтвердился и тезис Карсон о канцерогенности вещества. О ней в книге упоминается вскользь и только один раз, но, кажется, что эта гипотеза была важной личной мотивацией для ученой, страдавшей от онкологии. В то же время, исследования показывают, что высокие дозы ДДТ действительно токсичны для человека. Вещество негативно влияет на печень, нервную и эндокринную системы. Согласно исследованию 2021 года ДДТ действует эпигенетически — он может повышать риски развития ожирения, гипертонии и рака груди даже у внучек женщин, которые получили большую дозу во время беременности.
Популярный язык «Безмолвной весны», насыщенный яркими метафорами, помог громко заявить об опасности бесконтрольного использования ДДТ. Но не очень порядочное обращение Карсон с научными фактами повредило научной истине и вызвало панику, которая мифологизировала вред этого вещества.
Тем не менее, критики Карсон не учитывают, что она не выступала за полный запрет вещества, но призывала ограничить его использование и применять лишь там, где необходимо. Писательница хотела не остановить пестицида, а призвать потребителей относиться к нему с осторожностью, а государство и корпорации — тщательнее контролировать производство и применение таких веществ.
А создало ли человечество идеальный инсектицид?
После запрета ДДТ химики довольно быстро разработали большое количество новых, более эффективных и избирательных инсектицидов. Но, как выяснилось позже, они не сильно безопаснее ДДТ.
Третье (последнее) поколение инсектицидов состоит из двух групп — неоникотиноидов и пиретроидов. Они обладают более избирательным действием, а их продукты лучше разлагаются в окружающей среде. Но и они не лишены проблем и рисков.
Неоникотиноиды — самый распространенный вид инсектицидов. Они основаны на никотиновых соединениях, которыми отпугивали насекомых еще в древние времена. Три самых популярных среди них на 2015 год составляли 80% от общего объема используемого класса веществ.
Два из них, имидаклоприд и клотианидин, запатентованы фармацевтическим гигантом Bayer в 1985 и 2002 году. Права на изобретение третьего неоникотиноида, тиаметоксама, принадлежит швейцарской компанией Syngenta, выигравшей патентный спор у того же Bayer.
Ряд ученых указывает на то, что применение всех этих веществ тоже должно быть жестко ограничено. Так, американский энтомолог Джон Тукер утверждает, что вещества убивают ряд водных беспозвоночных. Фредерик Роу Дэвис, историк экологии и биологии из Университета Пердью в Индиане, считает, что неоникотиноиды угрожают популяции медоносных пчел и перелетных птиц — именно в этом обвиняли ДДТ. В мае 2023 года то самое Агентство по охране окружающей среды, созданное в ходе расследования действия ДДТ, опубликовало доклад о том, что три самых популярных неоникотиноида, угрожают существованию 200 вымирающих видов животных и растений.
Пиретроиды — искусственно синтезированные эфиры, аналогичные тем, что содержатся в далматской ромашке и других природных инсектицидах, также известных человечеству уже много столетий. Большинство современных пиретроидов произведены и запатентованы японским химическим гигантом Sumitomo Chemical. Именно его химики в начале 1950-х начали коммерческое использование аллетрина, первого современного пиретроида.
Но и этот класс далеко не идеален. Исследования показывают, что у насекомых может развиваться устойчивость к пиретроидам, что со временем делает конкретное вещество бесполезным. Ученые рекомендуют регулярно осуществлять наблюдение за устойчивыми популяциями и чередовать применение разных веществ.
Еще один инсектицид, хлорпирифос, был изобретен Dow Chemical еще в 1965 году, но споры относительно него ведутся до сих пор. Вещество остается одним из самых популярных в мире, но при этом вызывает доказанный вред человеку, включая кому и смерть при остром отравлении большими дозами. В 2017 году Агентство по защите окружающей среды США отказалось запрещать его, несмотря на несколько массовых случаев отравления. Как отмечает докторант Гарвардского университета Синди Ху, из-за того, что в сельском хозяйстве в США занято большое число нелегальных иммигрантов, есть риск того, что случаев отравления, которые не были зарегистрированы, намного больше.
Полезное от Онлайн Патент:
→ Бесплатный онлайн-поиск по базам данных Роспатента и Мадридской системы (доступно после регистрации).
→ Как стартапу защитить свою интеллектуальную собственность?
→ Как IT-компаниям сохранить нулевой НДС и попасть в Реестр отечественного ПО
→ Как запатентовать технологию?
