Дихлордифенилтрихлорэтан , широко известный как ДДТ , представляет собой бесцветное, безвкусное и почти лишенное запаха кристаллическое химическое соединение, [5] органохлорид . Первоначально разработанный как инсектицид , он стал печально известен своим воздействием на окружающую среду . ДДТ был впервые синтезирован в 1874 году австрийским химиком Отмаром Цейдлером . Инсектицидное действие ДДТ было открыто швейцарским химиком Паулем Германом Мюллером в 1939 году. ДДТ использовался во второй половине Второй мировой войны для ограничения распространения заболеваний, переносимых насекомыми, малярии и тифа среди гражданского населения и войск. Мюллер был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1948 году «за открытие высокой эффективности ДДТ как контактного яда против нескольких членистоногих ». [6] Противомалярийная кампания ВОЗ 1950-х и 1960-х годов в значительной степени опиралась на ДДТ, и результаты были многообещающими, хотя впоследствии в развивающихся странах наблюдался всплеск заболеваемости. [ 7] [ 8]
К октябрю 1945 года ДДТ был доступен для публичной продажи в Соединенных Штатах. Хотя правительство и промышленность продвигали его для использования в качестве сельскохозяйственного и бытового пестицида, с самого начала существовали опасения по поводу его использования. [9] Противодействие ДДТ было сосредоточено на публикации в 1962 году книги Рейчел Карсон «Безмолвная весна» . В ней говорилось о воздействии на окружающую среду, которое коррелировало с широким распространением ДДТ в сельском хозяйстве в Соединенных Штатах, и ставилась под сомнение логика распространения потенциально опасных химикатов в окружающую среду без предварительного изучения их воздействия на окружающую среду и здоровье. В книге приводились утверждения о том, что ДДТ и другие пестициды вызывают рак и что их сельскохозяйственное использование представляет угрозу для дикой природы, особенно птиц. Хотя Карсон никогда напрямую не призывала к прямому запрету использования ДДТ, ее публикация стала знаменательным событием для экологического движения и вызвала большой общественный резонанс, который в конечном итоге привел в 1972 году к запрету сельскохозяйственного использования ДДТ в Соединенных Штатах. [10] Наряду с принятием Закона об исчезающих видах , запрет США на ДДТ является основным фактором возвращения белоголового орлана ( национальной птицы США ) и сапсана из почти полного исчезновения на территории США . [11] [12]
Развитие устойчивости к ДДТ и вред, наносимый им как людям, так и окружающей среде, заставили многие правительства сократить использование ДДТ. [13] Всемирный запрет на использование ДДТ в сельском хозяйстве был формализован в рамках Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях , которая действует с 2004 года. Признавая, что полная ликвидация во многих странах, подверженных малярии, в настоящее время невозможна из-за отсутствия доступных/эффективных альтернатив для борьбы с заболеванием, конвенция исключает использование ДДТ в целях общественного здравоохранения в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) из-под запрета. [14]
ДДТ по-прежнему ограниченно используется в борьбе с переносчиками болезней из-за его эффективности в уничтожении комаров и, таким образом, снижении заболеваемости малярией , но это использование является спорным из-за проблем с окружающей средой и здоровьем. [15] [16] ДДТ является одним из многих средств борьбы с малярией, которая остается основной проблемой общественного здравоохранения во многих странах. Руководящие принципы ВОЗ требуют, чтобы отсутствие устойчивости к ДДТ было подтверждено перед его использованием. [17] Устойчивость в значительной степени обусловлена использованием в сельском хозяйстве в гораздо больших количествах, чем требуется для профилактики заболеваний. [17]
ДДТ по структуре похож на инсектицид метоксихлор и акарицид дикофол . Он очень гидрофобен и почти нерастворим в воде, но хорошо растворяется в большинстве органических растворителей , жирах и маслах . ДДТ не встречается в природе и синтезируется последовательными реакциями Фриделя-Крафтса между хлоралем ( CCl
3CHO ) и два эквивалента хлорбензола ( C
6ЧАС
5Cl ) в присутствии кислотного катализатора . [1] ДДТ продается под такими торговыми наименованиями , как Anofex, Cezarex, Chlorophenothane, Dicophane, Dinocide, Gesarol, Guesapon, Guesarol, Gyron, Ixodex, Neocid, Neocidol и Zerdane; международное непатентованное наименование — клофенот. [5]
Коммерческий ДДТ представляет собой смесь нескольких близкородственных соединений. Из-за характера химической реакции, используемой для синтеза ДДТ, образуются несколько комбинаций орто- и пара -ареновых замещений . Основным компонентом (77%) является желаемый изомер p , p ' . Изомерная примесь o , p ' также присутствует в значительных количествах (15%). Дихлордифенилдихлорэтилен (ДДЕ) и дихлордифенилдихлорэтан (ДДД) составляют остаток примесей в коммерческих образцах. ДДЕ и ДДД также являются основными метаболитами и продуктами распада в окружающей среде. [5] ДДТ, ДДЕ и ДДД иногда совместно называют ДДКС. [18]
ДДТ был разработан в различных формах, включая растворы в ксилоле или нефтяных дистиллятах , эмульгируемые концентраты , смачиваемые водой порошки , гранулы, аэрозоли , дымовые свечи и заряды для испарителей и лосьонов. [19]
С 1950 по 1980 год ДДТ широко использовался в сельском хозяйстве – более 40 000 тонн в год по всему миру [20] – и было подсчитано, что с 1940-х годов в мире было произведено в общей сложности 1,8 миллиона тонн. [1] В Соединенных Штатах его производили около 15 компаний, включая Monsanto , Ciba , [21] Montrose Chemical Company , Pennwalt , [22] и Velsicol Chemical Corporation . [23] Производство достигло пика в 1963 году и составило 82 000 тонн в год. [5] Более 600 000 тонн (1,35 миллиарда фунтов) было применено в США до запрета 1972 года. Использование достигло пика в 1959 году и составило около 36 000 тонн. [24]
Китай прекратил производство в 2007 году, [25] оставив Индию единственной страной, все еще производящей ДДТ; она является крупнейшим потребителем. [7] В 2009 году было произведено 3314 тонн для борьбы с малярией и висцеральным лейшманиозом . В последние годы, помимо Индии, только семь других стран, все в Африке, все еще используют ДДТ. [26]
У насекомых ДДТ открывает потенциалозависимые натриевые ионные каналы в нейронах , заставляя их спонтанно активироваться, что приводит к спазмам и в конечном итоге к смерти. [27] Насекомые с определенными мутациями в гене натриевого канала устойчивы к ДДТ и аналогичным инсектицидам. [27] Устойчивость к ДДТ также обеспечивается за счет повышения регуляции генов, экспрессирующих цитохром P450 у некоторых видов насекомых, [28] поскольку большее количество некоторых ферментов этой группы ускоряет метаболизм токсина в неактивные метаболиты. Геномные исследования на модельном генетическом организме Drosophila melanogaster показали, что высокий уровень устойчивости к ДДТ является полигенным и включает в себя множественные механизмы устойчивости. [29] В отсутствие генетической адаптации Робертс и Андре (1994) обнаружили, что поведенческое избегание , тем не менее, обеспечивает насекомым некоторую защиту от ДДТ. [30] Мутация M918T приводит к резкому kdr для пиретроидов, но Ашервуд и др. (2005) обнаружили, что она совершенно неэффективна против ДДТ. [31] Скотт 2019 полагает, что этот тест на ооцитах дрозофилы применим к ооцитам в целом. [31]
ДДТ был впервые синтезирован в 1874 году Отмаром Цейдлером под руководством Адольфа фон Байера . [32] [33] Он был дополнительно описан в 1929 году в диссертации В. Бауша и в двух последующих публикациях в 1930 году. [34] [35] Инсектицидные свойства «множественных хлорированных алифатических или жирно-ароматических спиртов с по крайней мере одной трихлорметановой группой» были описаны в патенте в 1934 году Вольфгангом фон Лойтхольдом. [36] Однако инсектицидные свойства ДДТ были открыты только в 1939 году швейцарским ученым Паулем Германом Мюллером , который был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине 1948 года за свои усилия. [6]
ДДТ является самым известным из нескольких хлорсодержащих пестицидов, использовавшихся в 1940-х и 1950-х годах. В то время использование ДДТ было обусловлено защитой американских солдат от болезней в тропических районах. Как британские, так и американские ученые надеялись использовать его для контроля распространения малярии , тифа , дизентерии и брюшного тифа среди иностранных солдат, особенно учитывая, что пиретрум было труднее получить, поскольку он поступал в основном из Японии. [37] [38] Из-за силы ДДТ вскоре после этого Американское управление по производству вооружений включило его в списки военных поставок в 1942 и 1943 годах и поощряло его производство для использования за рубежом. Энтузиазм в отношении ДДТ стал очевиден благодаря рекламным кампаниям американского правительства с плакатами, изображающими американцев, сражающихся с державами оси и насекомыми, а также благодаря публикациям в СМИ, восхваляющим его военное использование. [37] В южной части Тихого океана его распыляли с воздуха для контроля малярии и лихорадки денге с впечатляющими результатами. Хотя химические и инсектицидные свойства ДДТ были важными факторами этих побед, прогресс в области оборудования для его применения в сочетании с грамотной организацией и достаточным количеством рабочей силы также имели решающее значение для успеха этих программ. [39]
В 1945 году ДДТ стал доступен фермерам в качестве сельскохозяйственного инсектицида [5] и сыграл роль в ликвидации малярии в Европе и Северной Америке . [15] [40] [41] Несмотря на опасения, возникшие в научном сообществе, и отсутствие исследований, FDA посчитало его безопасным при концентрации до 7 частей на миллион в пищевых продуктах. Существовал большой экономический стимул продвигать ДДТ на рынок и продавать его фермерам, правительствам и частным лицам для контроля заболеваний и увеличения производства продуктов питания. [37]
ДДТ также был способом американского влияния распространяться за рубежом посредством кампаний по распылению ДДТ. В выпуске журнала Life за 1944 год была статья об итальянской программе, в которой были показаны фотографии американских чиновников здравоохранения в форме, распыляющих ДДТ на итальянские семьи. [37]
В 1955 году Всемирная организация здравоохранения начала программу по искоренению малярии в странах с низкими и средними показателями заболеваемости во всем мире, полагаясь в основном на ДДТ для борьбы с комарами и быстрой диагностики и лечения для снижения заболеваемости. [42] Программа ликвидировала болезнь в «Северной Америке, Европе, бывшем Советском Союзе » [43] и на « Тайване , большей части Карибского бассейна , Балканах , частях Северной Африки, северном регионе Австралии и большой полосе южной части Тихого океана» [44] и значительно снизила смертность в Шри-Ланке и Индии [45] .
Однако неспособность поддерживать программу, повышение толерантности комаров к ДДТ и повышение толерантности паразитов привели к возрождению. Во многих областях ранние успехи частично или полностью обратились вспять, а в некоторых случаях темпы передачи возросли. [13] Программа преуспела в ликвидации малярии только в областях с «высоким социально-экономическим статусом, хорошо организованными системами здравоохранения и относительно менее интенсивной или сезонной передачей малярии». [43]
ДДТ был менее эффективен в тропических регионах из-за непрерывного жизненного цикла комаров и плохой инфраструктуры. Он применялся в странах Африки к югу от Сахары различными колониальными государствами, но «глобальная» программа ВОЗ по искоренению не включала этот регион. [46] Показатели смертности в этом регионе никогда не снижались в той же драматической степени и теперь составляют основную часть случаев смерти от малярии во всем мире, особенно после возрождения болезни в результате устойчивости к лекарственным препаратам и распространения смертельного варианта малярии, вызываемого Plasmodium falciparum . Искоренение было прекращено в 1969 году, и вместо этого внимание было сосредоточено на контроле и лечении болезни. Программы распыления (особенно с использованием ДДТ) были сокращены из-за опасений по поводу безопасности и воздействия на окружающую среду, а также проблем в административной, управленческой и финансовой реализации. [13] Усилия переключились с распыления на использование надкроватных сеток, пропитанных инсектицидами, и других вмешательств. [43] [47]
К октябрю 1945 года ДДТ был доступен для публичной продажи в Соединенных Штатах, использовался как сельскохозяйственный пестицид и как бытовой инсектицид. [9] Хотя его использование поощрялось правительством и сельскохозяйственной промышленностью, американские ученые, такие как фармаколог FDA Герберт О. Кэлвери, выразили обеспокоенность по поводу возможных опасностей, связанных с ДДТ, еще в 1944 году. [48] [24] [9] В 1947 году Брэдбери Робинсон , врач и диетолог, практикующий в Сент-Луисе, штат Мичиган , предупредил об опасностях использования пестицида ДДТ в сельском хозяйстве. ДДТ был исследован и произведен в Сент-Луисе корпорацией Michigan Chemical Corporation , позже купленной корпорацией Velsicol Chemical Corporation , [49] и стал важной частью местной экономики. [50] Ссылаясь на исследования, проведенные Университетом штата Мичиган [51] в 1946 году, Робинсон, бывший президент местного Клуба охраны природы, [52] высказал мнение, что:
Возможно, самая большая опасность ДДТ заключается в том, что его широкое использование в сельскохозяйственных районах, скорее всего, нарушит естественный баланс, не только убивая большое количество полезных насекомых, но и вызывая гибель рыб, птиц и других форм дикой природы либо из-за того, что они питаются насекомыми, убитыми ДДТ, либо напрямую проглатывая яд. [53]
По мере того, как его производство и использование росли, реакция общественности была неоднозначной. В то же время, когда ДДТ приветствовали как часть «мира будущего», высказывались опасения относительно его способности убивать безвредных и полезных насекомых (особенно опылителей ), птиц, рыб и, в конечном итоге, людей. Вопрос токсичности был сложным, отчасти потому, что эффекты ДДТ различались от вида к виду, а отчасти потому, что последовательные воздействия могли накапливаться, нанося ущерб, сопоставимый с большими дозами. Ряд штатов пытались регулировать ДДТ. [9] [5] В 1950-х годах федеральное правительство начало ужесточать правила, регулирующие его использование. [24] Эти события получили мало внимания. Такие женщины, как Дороти Колсон и Мами Элла Плайлер из Клэкстона, штат Джорджия , собрали доказательства о воздействии ДДТ и написали в Департамент общественного здравоохранения Джорджии, Национальный совет здравоохранения в Нью-Йорке и другие организации. [54]
В 1957 году The New York Times сообщила о безуспешной борьбе за ограничение использования ДДТ в округе Нассау, штат Нью-Йорк , и этот вопрос привлек внимание популярного натуралиста-автора Рэйчел Карсон , когда ее подруга Ольга Хакинс написала ей, включив статью, которую она написала в Boston Globe, об уничтожении местной популяции птиц после распыления ДДТ. [55] [56] Уильям Шон , редактор The New Yorker , настоятельно рекомендовал ей написать статью на эту тему, которая впоследствии легла в основу ее книги 1962 года « Безмолвная весна» . В книге утверждалось, что пестициды , включая ДДТ, отравляют как дикую природу, так и окружающую среду и ставят под угрозу здоровье человека. [10] «Безмолвная весна» стала бестселлером, и общественная реакция на нее положила начало современному движению за охрану окружающей среды в Соединенных Штатах. Через год после ее выхода президент Джон Ф. Кеннеди приказал своему Научному консультативному комитету расследовать заявления Карсон. Отчет комитета «дополнил довольно основательное подтверждение тезиса Рэйчел Карсон о «Безмолвной весне»», по словам журнала Science , [57] и рекомендовал поэтапный отказ от «стойких токсичных пестицидов». [58] В 1965 году армия США исключила ДДТ из военной системы поставок отчасти из-за развития устойчивости платяных вшей к ДДТ; его заменили линданом . [ 59]
ДДТ стал главной целью растущих антихимических и антипестицидных движений, и в 1967 году группа ученых и юристов основала Environmental Defense (позже Environmental Defense Fund, EDF) с конкретной целью введения запрета на ДДТ. Виктор Яннакон , Чарльз Ф. Вурстер , Арт Кули и другие в группе были свидетелями гибели птиц или сокращения популяций птиц и подозревали, что причиной этого был ДДТ. В своей кампании против химиката EDF подала прошение правительству о запрете и подала иски. [60] Примерно в это же время токсиколог Дэвид Пикалл измерял уровни ДДЕ в яйцах сапсанов и калифорнийских кондоров и обнаружил, что повышенные уровни соответствовали более тонкой скорлупе. [61]
В ответ на иск EDF Окружной апелляционный суд США в 1971 году приказал EPA начать процедуру отмены регистрации ДДТ. После первоначального шестимесячного процесса рассмотрения Уильям Рукелсхаус , первый администратор Агентства, отклонил немедленное приостановление регистрации ДДТ, сославшись на исследования внутреннего персонала EPA, заявившие, что ДДТ не представляет непосредственной опасности. [24] Однако эти выводы подверглись критике, поскольку они были выполнены в основном экономическими энтомологами, унаследованными от Министерства сельского хозяйства США , которые, по мнению многих экологов, были предвзяты в отношении агробизнеса и недооценивали обеспокоенность по поводу здоровья человека и дикой природы. Таким образом, это решение вызвало споры. [39]
EPA провело семь месяцев слушаний в 1971–1972 годах, в ходе которых ученые давали показания за и против ДДТ. Летом 1972 года Рукельсхаус объявил об отмене большинства видов использования ДДТ — за исключением использования в целях общественного здравоохранения при некоторых условиях. [24] Это снова вызвало споры. Сразу после объявления и EDF, и производители ДДТ подали иск против EPA. Многие в сельскохозяйственном сообществе были обеспокоены тем, что производство продуктов питания будет серьезно затронуто, в то время как сторонники пестицидов предупреждали об увеличении вспышек заболеваний, переносимых насекомыми, и ставили под сомнение правильность дачи животным больших доз пестицидов из-за потенциального риска рака. [62] Промышленность пыталась отменить запрет, в то время как EDF хотел всеобъемлющего запрета. Дела были объединены, и в 1973 году Апелляционный суд Соединенных Штатов по округу Колумбия постановил, что EPA действовало правильно, запретив ДДТ. [24] В конце 1970-х годов EPA также начало запрещать хлорорганические соединения, пестициды, которые были химически похожи на ДДТ. К ним относятся альдрин, дильдрин, хлордан, гептахлор, токсафен и мирекс. [62]
Некоторые виды использования ДДТ продолжались в рамках исключения общественного здравоохранения. Например, в июне 1979 года Департаменту здравоохранения Калифорнии было разрешено использовать ДДТ для подавления блох- переносчиков бубонной чумы . [63] ДДТ продолжали производить в Соединенных Штатах для иностранных рынков до 1985 года, когда было экспортировано более 300 тонн. [1]
В 1970-х и 1980-х годах использование в сельском хозяйстве было запрещено в большинстве развитых стран, начиная с Венгрии в 1968 году [64] [65] [66] – хотя на практике его продолжали использовать по крайней мере до 1970 года. [67] За этим последовали Норвегия и Швеция в 1970 году, Западная Германия и США в 1972 году, но не Соединенное Королевство до 1984 года.
В отличие от Западной Германии, в Германской Демократической Республике ДДТ использовался до 1988 года. Особенно актуальными были крупномасштабные применения в лесном хозяйстве в 1982–1984 годах с целью борьбы с короедом и сосновой молью . В результате концентрации ДДТ в лесных почвах Восточной Германии по-прежнему значительно выше по сравнению с почвами в бывших западных немецких землях. [68]
К 1991 году полный запрет, в том числе в целях борьбы с болезнями, действовал по крайней мере в 26 странах; например, на Кубе в 1970 году, в США в 1980-х годах, в Сингапуре в 1984 году, в Чили в 1985 году и в Республике Корея в 1986 году. [69]
Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях , вступившая в силу в 2004 году, ввела глобальный запрет на несколько стойких органических загрязнителей и ограничила использование ДДТ борьбой с переносчиками . Конвенция была ратифицирована более чем 170 странами. Признавая, что полная ликвидация во многих странах, подверженных малярии, в настоящее время невозможна из-за отсутствия доступных/эффективных альтернатив, конвенция исключает использование в целях общественного здравоохранения в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) из-под запрета. [14] Резолюция 60.18 Всемирной ассамблеи здравоохранения обязывает ВОЗ следовать цели Стокгольмской конвенции по сокращению и, в конечном итоге, ликвидации ДДТ. [70] Malaria Foundation International заявляет: «Результаты договора, возможно, лучше, чем статус-кво, существовавшее на момент переговоров. Впервые теперь есть инсектицид, который ограничен только борьбой с переносчиками, что означает, что отбор устойчивых комаров будет происходить медленнее, чем раньше». [71]
Несмотря на всемирный запрет, сельскохозяйственное использование продолжалось в Индии, [72] Северной Корее и, возможно, в других местах. [7] По состоянию на 2013 год, по оценкам, от 3000 до 4000 тонн ДДТ было произведено для борьбы с переносчиками болезней , в том числе 2786 тонн в Индии. [73] ДДТ наносится на внутренние стены домов, чтобы убить или отпугнуть комаров. Это вмешательство, называемое остаточным распылением в помещении (IRS), значительно снижает ущерб окружающей среде. Оно также снижает частоту возникновения устойчивости к ДДТ. [74] Для сравнения, обработка 40 гектаров (99 акров) хлопка в течение типичного вегетационного периода в США требует такого же количества химиката, как и обработка примерно 1700 домов. [75]
ДДТ является стойким органическим загрязнителем , который легко адсорбируется почвами и отложениями , которые могут действовать как поглотители и как долгосрочные источники воздействия, влияющие на организмы. [19] В зависимости от условий окружающей среды период его полураспада в почве может составлять от 22 дней до 30 лет. Пути потери и деградации включают сток, улетучивание, фотолиз и аэробную и анаэробную биодеградацию . Благодаря гидрофобным свойствам в водных экосистемах ДДТ и его метаболиты поглощаются водными организмами и адсорбируются на взвешенных частицах, оставляя мало ДДТ растворенным в воде (однако его период полураспада в водной среде указан Национальным центром информации о пестицидах как 150 лет [76] ). Его продукты распада и метаболиты, ДДЕ и ДДД, также являются стойкими и имеют схожие химические и физические свойства. [1] ДДТ и продукты его распада переносятся из более теплых регионов в Арктику посредством явления глобальной дистилляции , где они затем накапливаются в пищевой сети региона . [77]
В 1974 году медицинские исследователи обнаружили измеримую и значительную разницу в наличии ДДТ в человеческом молоке между матерями, проживавшими в Нью-Брансуике , и матерями, проживавшими в Новой Шотландии , «возможно, из-за более широкого использования инсектицидных спреев в прошлом». [78]
Из-за своих липофильных свойств ДДТ может биоаккумулироваться , особенно в хищных птицах . [79] ДДТ токсичен для широкого спектра живых организмов, включая морских животных, таких как раки , дафнии , морские креветки и многие виды рыб . ДДТ, ДДЕ и ДДД усиливаются через пищевую цепочку , причем высшие хищники, такие как хищные птицы, концентрируют больше химических веществ, чем другие животные в той же среде. Они хранятся в основном в жире тела . ДДТ и ДДЕ устойчивы к метаболизму; у людей их периоды полураспада составляют 6 и до 10 лет соответственно. В Соединенных Штатах эти химические вещества были обнаружены почти во всех образцах крови человека, протестированных Центрами по контролю и профилактике заболеваний в 2005 году, хотя их уровни резко снизились, поскольку большинство видов использования были запрещены. [80] Оценочное потребление пищи снизилось, [80] хотя тесты пищевых продуктов FDA обычно обнаруживают его. [81]
Несмотря на запрет, длившийся много лет, исследования 2018 года показали, что остатки ДДТ все еще присутствуют в европейских почвах и испанских реках. [82] [83]
Химическое вещество и продукты его распада DDE и DDD вызвали истончение яичной скорлупы и сокращение популяции у множества видов хищных птиц Северной Америки и Европы. [1] [84] [11] [85] [86] [87] Как лабораторные эксперименты, так и полевые исследования подтвердили этот эффект. [88] Эффект был впервые окончательно доказан на острове Беллоу в озере Мичиган во время финансируемых Мичиганским университетом исследований американских серебристых чаек в середине 1960-х годов. [89] Истончение яичной скорлупы, связанное с DDE, считается основной причиной сокращения численности белоголового орлана , [11] бурого пеликана , [90] сапсана и скопы . [1] Однако птицы различаются по своей чувствительности к этим химическим веществам, при этом хищные птицы , водоплавающие и певчие птицы более восприимчивы, чем куры и родственные виды . [1] [19] Даже в 2010 году калифорнийские кондоры , которые питаются морскими львами в Биг-Суре , которые, в свою очередь, питаются в районе шельфа Палос-Вердес на территории Montrose Chemical Superfund , продолжали демонстрировать проблемы с тонкой оболочкой, [91] [92] хотя роль ДДТ в сокращении популяции калифорнийского кондора оспаривается. [87] [86]
Механизм биологического истончения не полностью изучен, но ДДЕ, по-видимому, более эффективен, чем ДДТ, [1] и убедительные доказательства указывают на то, что p , p' - ДДЕ ингибирует кальциевую АТФазу в мембране скорлуповой железы и снижает транспорт карбоната кальция из крови в скорлуповую железу. Это приводит к дозозависимому уменьшению толщины. [1] [93] [94] [85] Другие доказательства указывают на то, что o,p'-ДДТ нарушает развитие женских репродуктивных путей, впоследствии ухудшая качество яичной скорлупы. [95] Могут действовать несколько механизмов, или разные механизмы могут действовать у разных видов. [1]
ДДТ является эндокринным разрушителем . [96] [97] Он считается вероятным канцерогеном для человека, хотя большинство исследований предполагают, что он не является напрямую генотоксичным . [98] [99] [100] ДДЕ действует как слабый антагонист андрогенных рецепторов , но не как эстроген . [101] p , p' - ДДТ, основной компонент ДДТ, имеет небольшую или не имеет никакой андрогенной или эстрогенной активности. [102] Второстепенный компонент o , p' - ДДТ имеет слабую эстрогенную активность.
ДДТ классифицируется как «умеренно токсичный» Национальной токсикологической программой США (НТП) и как «умеренно опасный» ВОЗ на основе пероральной LD 50 для крыс, составляющей 113 мг/кг. [103] Косвенное воздействие считается относительно нетоксичным для человека. [104]
В первую очередь из-за тенденции ДДТ накапливаться в областях тела с высоким содержанием липидов, хроническое воздействие может повлиять на репродуктивные возможности, а также на эмбрион или плод. [104]
В 2015 году Международное агентство по изучению рака классифицировало ДДТ как вещество группы 2A «вероятно канцерогенное для человека». [110] Предыдущие оценки Национальной токсикологической программы США классифицировали его как «обоснованно ожидаемое канцерогенное вещество», а Агентство по охране окружающей среды классифицировало ДДТ, ДДЕ и ДДД как «вероятные» канцерогены класса B2 ; эти оценки основывались в основном на исследованиях на животных. [1] [47]
В обзоре журнала Lancet 2005 года говорилось, что профессиональное воздействие ДДТ было связано с повышенным риском рака поджелудочной железы в двух исследованиях случай-контроль, но другое исследование не показало никакой связи между дозой и эффектом ДДЭ. Результаты относительно возможной связи с раком печени и раком желчных путей противоречивы: работники, которые не имели прямого профессионального контакта с ДДТ, показали повышенный риск. Белые мужчины имели повышенный риск, но не белые женщины или чернокожие мужчины. Результаты о связи с множественной миеломой, раком простаты и яичек, раком эндометрия и колоректальным раком были неубедительными или в целом не подтверждают связь. [47] Обзор исследований рака печени 2017 года пришел к выводу, что «хлорорганические пестициды, включая ДДТ, могут повышать риск гепатоцеллюлярной карциномы ». [111]
Обзор 2009 года, соавторами которого были лица, вовлеченные в судебные разбирательства, связанные с ДДТ, пришел к в целом схожим выводам с двусмысленной связью с раком яичек. Исследования случай-контроль не подтвердили связь с лейкемией или лимфомой. [80]
Вопрос о том, являются ли ДДТ или ДДЕ факторами риска рака груди, не получил окончательного ответа. Несколько метаанализов наблюдательных исследований пришли к выводу, что нет общей связи между воздействием ДДТ и риском рака груди. [112] [113] Институт медицины США рассмотрел данные о связи рака груди с воздействием ДДТ в 2012 году и пришел к выводу, что причинно-следственная связь не может быть ни доказана, ни опровергнута. [114]
Исследование случай-контроль 2007 года [102] с использованием архивных образцов крови показало, что риск рака молочной железы был увеличен в 5 раз среди женщин, родившихся до 1931 года и имевших высокий уровень ДДТ в сыворотке в 1963 году. Рассуждая о том, что использование ДДТ стало широко распространенным в 1945 году и достигло пика около 1950 года, они пришли к выводу, что возраст 14–20 лет был критическим периодом, в котором воздействие ДДТ приводит к повышенному риску. Это исследование, которое предполагает связь между воздействием ДДТ и раком молочной железы, которая не была бы выявлена большинством исследований, получило различные комментарии в сторонних обзорах. В одном обзоре предполагалось, что «предыдущие исследования, в которых измерялось воздействие на пожилых женщин, могли пропустить критический период». [80] [115] Национальная токсикологическая программа отмечает, что, хотя большинство исследований не обнаружили связи между воздействием ДДТ и раком молочной железы, положительные ассоциации были замечены в «нескольких исследованиях среди женщин с более высокими уровнями воздействия и среди определенных подгрупп женщин». [99]
Исследование случай-контроль 2015 года выявило связь (коэффициент шансов 3,4) между внутриутробным воздействием (оцененным по архивным образцам материнской крови) и диагностикой рака груди у дочерей. Результаты «подтверждают классификацию ДДТ как эндокринного разрушителя, предиктора рака груди и маркера высокого риска». [116]
Малярия остается основной проблемой общественного здравоохранения во многих странах. В 2015 году во всем мире было зарегистрировано 214 миллионов случаев малярии, из которых, по оценкам, умерло 438 000 человек, 90% из которых произошло в Африке. [117] ДДТ является одним из многих средств борьбы с этой болезнью. Его использование в этом контексте называлось по-разному: от «чудодейственного оружия, [которое] подобно криптониту для комаров» [118] до «токсичного колониализма» [119] .
До ДДТ устранение мест размножения комаров путем осушения или отравления парижской зеленью или пиретрумом иногда было успешным. В некоторых частях мира с растущим уровнем жизни устранение малярии часто было побочным эффектом введения оконных сеток и улучшения санитарии. [44] Разнообразие обычно одновременных вмешательств представляет собой передовую практику. К ним относятся противомалярийные препараты для профилактики или лечения инфекции; улучшение инфраструктуры общественного здравоохранения для диагностики, изоляции и лечения инфицированных лиц; противомоскитные сетки и другие методы, предназначенные для предотвращения укусов людей комарами; и стратегии борьбы с переносчиками [120], такие как уничтожение личинок инсектицидами, экологический контроль, такой как осушение мест размножения комаров или введение рыб для поедания личинок и распыление остаточного содержания внутри помещений (IRS) инсектицидами, возможно, включая ДДТ. IRS включает обработку внутренних стен и потолков инсектицидами. Он особенно эффективен против комаров, поскольку многие виды отдыхают на внутренних стенах до или после кормления. ДДТ является одним из 12 одобренных ВОЗ инсектицидов IRS. [43]
Антималярийная кампания ВОЗ 1950-х и 1960-х годов в значительной степени опиралась на ДДТ, и результаты были многообещающими, хотя и временными в развивающихся странах. Эксперты связывают возрождение малярии с несколькими факторами, включая плохое руководство, управление и финансирование программ по борьбе с малярией; бедность; гражданские беспорядки; и увеличение орошения . Развитие устойчивости к препаратам первого поколения (например, хлорохину ) и инсектицидам усугубило ситуацию. [7] [8] Устойчивость в значительной степени подпитывалась неограниченным использованием в сельском хозяйстве. Устойчивость и вред как для людей, так и для окружающей среды заставили многие правительства сократить использование ДДТ для борьбы с переносчиками и в сельском хозяйстве. [13] В 2006 году ВОЗ отменила давнюю политику против ДДТ, рекомендовав использовать его в качестве внутреннего пестицида в регионах, где малярия является серьезной проблемой. [121]
Когда-то ДДТ был основой кампаний по борьбе с малярией, но по состоянию на 2019 год только пять стран использовали его для распыления инсектицидов остаточного действия внутри помещений [122]
Когда он был представлен во время Второй мировой войны, ДДТ был эффективен в снижении заболеваемости и смертности от малярии . [39] Противомалярийная кампания ВОЗ, которая в основном состояла из распыления ДДТ и быстрого лечения и диагностики для прерывания цикла передачи, также была первоначально успешной. Например, в Шри-Ланке программа сократила случаи заболевания с примерно одного миллиона в год до распыления до всего лишь 18 в 1963 году [123] [124] и 29 в 1964 году. После этого программа была остановлена в целях экономии денег, и малярия возобновилась до 600 000 случаев в 1968 году и первом квартале 1969 года. Страна возобновила борьбу с переносчиками ДДТ, но комары за это время выработали устойчивость, предположительно из-за продолжающегося использования в сельском хозяйстве. Программа перешла на малатион , но, несмотря на первоначальные успехи, малярия продолжала возрождаться в 1980-х годах. [45] [125]
ДДТ остается в списке инсектицидов ВОЗ, рекомендуемых для ИРС. После назначения Арата Кочи главой отдела по борьбе с малярией политика ВОЗ изменилась с рекомендации ИРС только в районах сезонной или эпизодической передачи малярии на пропаганду его в районах непрерывной интенсивной передачи. [126] ВОЗ подтвердила свою приверженность поэтапному отказу от ДДТ, поставив перед собой цель «достичь 30% сокращения применения ДДТ во всем мире к 2014 году и полного отказа от него к началу 2020-х годов, если не раньше», одновременно борясь с малярией. ВОЗ планирует внедрить альтернативы ДДТ для достижения этой цели. [127]
Южная Африка продолжает использовать ДДТ в соответствии с рекомендациями ВОЗ. В 1996 году страна перешла на альтернативные инсектициды, и заболеваемость малярией резко возросла. Возвращение к ДДТ и внедрение новых препаратов вернули малярию под контроль. [128] Случаи малярии увеличились в Южной Америке после того, как страны этого континента прекратили использовать ДДТ. Данные исследований показали сильную отрицательную связь между остаточным распылением ДДТ в домах и малярией. В исследовании с 1993 по 1995 год Эквадор увеличил использование ДДТ и добился снижения показателей малярии на 61%, в то время как в каждой из других стран, которые постепенно сокращали использование ДДТ, наблюдался значительный рост. [75] [129] [130]
В некоторых районах резистентность снизила эффективность ДДТ. Руководящие принципы ВОЗ требуют, чтобы отсутствие резистентности было подтверждено перед использованием химиката. [17] Устойчивость в значительной степени обусловлена сельскохозяйственным использованием, в гораздо больших количествах, чем требуется для профилактики заболеваний.
Устойчивость была отмечена на ранних этапах кампаний по распылению. Пол Рассел, бывший руководитель кампании Allied Anti-Malaria, заметил в 1956 году, что «устойчивость появилась через шесть или семь лет». [44] Устойчивость была обнаружена в Шри-Ланке, Пакистане , Турции и Центральной Америке , и она в значительной степени была заменена инсектицидами на основе органофосфата или карбамата , например, малатионом или бендиокарбом . [131]
Во многих частях Индии ДДТ неэффективен. [132] Сельскохозяйственное использование было запрещено в 1989 году, а его противомалярийное применение сокращается. Городское использование прекращено. [133] Одно исследование пришло к выводу, что «ДДТ по-прежнему является жизнеспособным инсектицидом для остаточного распыления внутри помещений благодаря его эффективности при хорошо контролируемой операции распыления и высокому фактору возбуждающе-отталкивающего действия». [134]
Исследования комаров-переносчиков малярии в провинции Квазулу-Натал , Южная Африка , выявили восприимчивость к 4% ДДТ (стандарт восприимчивости ВОЗ) в 63% образцов по сравнению со средним показателем 87% у тех же видов, пойманных на открытом воздухе. Авторы пришли к выводу, что «обнаружение устойчивости к ДДТ у переносчика An. arabiensis , близко к области, где мы ранее сообщали о устойчивости к пиретроидам у переносчика An. funestus Giles, указывает на срочную необходимость разработки стратегии управления устойчивостью к инсектицидам для программ по борьбе с малярией в Южной Африке». [135]
ДДТ все еще может быть эффективным против резистентных комаров [136] , а избегание комарами стен, обработанных ДДТ, является дополнительным преимуществом этого химиката. [134] Например, исследование 2007 года показало, что резистентные комары избегали обработанных хижин. Исследователи утверждали, что ДДТ был лучшим пестицидом для использования в IRS (хотя он не обеспечивал наибольшей защиты от комаров из трех тестируемых химикатов), потому что другие пестициды работали в основном путем убийства или раздражения комаров, способствуя развитию резистентности. [136] Другие утверждают, что поведение избегания замедляет искоренение. [137] В отличие от других инсектицидов, таких как пиретроиды , ДДТ требует длительного воздействия для накопления летальной дозы; однако его раздражающее свойство сокращает периоды контакта. «По этим причинам, когда проводились сравнения, лучший контроль малярии, как правило, достигался с пиретроидами, чем с ДДТ». [131] В Индии сон на открытом воздухе и ночные дежурства являются обычным явлением, что подразумевает, что «возбуждающе-отталкивающий эффект ДДТ, часто сообщаемый как полезный в других странах, на самом деле способствует передаче вируса на открытом воздухе». [138]
IRS эффективен, если распылено не менее 80% домов и амбаров в жилом районе. [17] Более низкие показатели охвата могут поставить под угрозу эффективность программы. Многие жители сопротивляются распылению ДДТ, возражая против стойкого запаха, пятен на стенах и потенциального обострения проблем с другими насекомыми-вредителями. [131] [137] [139] Пиретроидные инсектициды (например, дельтаметрин и лямбда-цигалотрин ) могут преодолеть некоторые из этих проблем, увеличивая участие. [131]
Исследование 1994 года показало, что у южноафриканцев, живущих в домах, где распыляли пестициды, уровни на несколько порядков выше, чем у других. [80] Грудное молоко южноафриканских матерей содержит высокие уровни ДДТ и ДДЕ. [80] Неясно, в какой степени эти уровни возникают из-за распыления пестицидов в домах, а в какой — из-за остатков пищи. Имеющиеся данные указывают на то, что эти уровни связаны с неврологическими отклонениями у младенцев. [131]
Большинство исследований воздействия ДДТ на здоровье человека проводились в развитых странах, где ДДТ не используется и воздействие относительно низкое. [47] [80] [140]
Незаконное использование в сельском хозяйстве также вызывает беспокойство, поскольку его трудно предотвратить, а его последующее использование на посевах не контролируется. Например, использование ДДТ широко распространено в индийском сельском хозяйстве, [141] особенно при выращивании манго [142] и, как сообщается, используется библиотекарями для защиты книг. [143] Другие примеры включают Эфиопию, где ДДТ, предназначенный для борьбы с малярией, как сообщается, используется при производстве кофе, [144] и Гану, где он используется для рыболовства. [145] [146] Остатки в посевах на уровнях, неприемлемых для экспорта, стали важным фактором запретов в нескольких тропических странах. [131] К этой проблеме добавляется нехватка квалифицированного персонала и управления. [137]
Ограничения на использование ДДТ подверглись критике со стороны некоторых организаций, выступающих против экологического движения, включая Роджера Бейта из группы поддержки ДДТ Africa Fighting Malaria и либертарианского аналитического центра Competitive Enterprise Institute ; эти источники выступают против ограничений на ДДТ и приписывают большое количество смертей таким ограничениям, иногда миллионы. [147] [148] [149] Эти аргументы были отвергнуты как «возмутительные» бывшим ученым ВОЗ Сократом Лициосом. [118] Мэй Беренбаум , энтомолог из Иллинойсского университета , говорит: «винить экологов, выступающих против ДДТ, в большем количестве смертей, чем Гитлер, хуже, чем безответственно». [118] Совсем недавно Майкл Палмер, профессор химии в Университете Ватерлоо , указал, что ДДТ по-прежнему используется для профилактики малярии, что его снижение использования в первую очередь связано с ростом производственных затрат и что в Африке усилия по борьбе с малярией были региональными или локальными, а не всеобъемлющими. [150]
Вопрос, который должны задать себе эксперты по борьбе с малярией, заключается не в том, «Что хуже, малярия или ДДТ?», а в том, «Какие инструменты лучше всего использовать для борьбы с малярией в конкретной ситуации, принимая во внимание проблемы и потребности на местах, эффективность, стоимость и побочные эффекты — как положительные, так и отрицательные — для здоровья человека и окружающей среды, а также неопределенности, связанные со всеми этими соображениями?»
Ханс Херрен и Чарльз Мбого [151]
Критика «запрета» ДДТ часто ссылается на запрет США 1972 года (с ошибочным предположением, что это был всемирный запрет и запрещалось использование ДДТ для борьбы с переносчиками). Часто делается ссылка на « Безмолвную весну» , хотя Карсон никогда не настаивал на запрете ДДТ. Джон Куиггин и Тим Ламберт писали: «Самой поразительной чертой иска против Карсона является легкость, с которой его можно опровергнуть». [152]
Журналист-расследователь Адам Сарвана и другие характеризуют эти представления как «мифы», продвигаемые в основном Роджером Бейтом из группы поддержки ДДТ Africa Fighting Malaria (AFM). [153] [154]
Фосфорорганические и карбаматные инсектициды, например малатион и бендиокарб , соответственно, дороже ДДТ за килограмм и применяются примерно в той же дозировке. Пиретроиды , такие как дельтаметрин , также дороже ДДТ, но применяются более экономно (0,02–0,3 г/м 2 против 1–2 г/м 2 ), поэтому чистая стоимость обработки на дом примерно одинакова. [43] ДДТ имеет один из самых длительных периодов остаточной эффективности среди всех инсектицидов IRS, который длится от 6 до 12 месяцев. Пиретроиды будут оставаться активными всего от 4 до 6 месяцев, а органофосфаты и карбаматы остаются активными от 2 до 6 месяцев. Во многих странах, эндемичных по малярии, передача малярии происходит круглый год, а это означает, что проведение кампании по распылению инсектицидов с высокими расходами (включая найм операторов, закупку инсектицидов и проведение предварительных кампаний по информированию людей о необходимости оставаться дома и принимать меры) должно будет проводиться несколько раз в год для этих инсектицидов с коротким сроком действия. [155]
В 2019 году родственное соединение дифтордифенилтрихлорэтан ( ДФДТ ) было описано как потенциально более эффективная и, следовательно, потенциально более безопасная альтернатива ДДТ. [156] [157]
До ДДТ малярия была успешно ликвидирована или сокращена в нескольких тропических районах путем удаления или отравления мест размножения комаров и мест обитания личинок, например, путем устранения стоячей воды. Эти методы мало применялись в Африке на протяжении более полувека. [158] По данным CDC, такие методы непрактичны в Африке, потому что « Anopheles gambiae , один из основных переносчиков малярии в Африке, размножается в многочисленных небольших водоемах, которые образуются из-за осадков... Трудно, если не невозможно, предсказать, когда и где сформируются места размножения, а также найти и обработать их до появления взрослых особей». [159]
Относительная эффективность IRS по сравнению с другими методами борьбы с малярией (например, противомоскитными сетками или быстрым доступом к противомалярийным препаратам) различается и зависит от местных условий. [43]
Исследование ВОЗ, опубликованное в январе 2008 года, показало, что массовое распространение обработанных инсектицидом противомоскитных сеток и препаратов на основе артемизинина сократило смертность от малярии вдвое в Руанде и Эфиопии, страдающих от малярии. ОРД с ДДТ не сыграли важной роли в снижении смертности в этих странах. [160] [161]
Во Вьетнаме наблюдается снижение заболеваемости малярией и снижение смертности на 97% после перехода в 1991 году от плохо финансируемой кампании на основе ДДТ к программе, основанной на оперативном лечении, противомоскитных сетках и инсектицидах группы пиретроидов. [162]
В Мексике эффективные и доступные химические и нехимические стратегии оказались настолько успешными, что мексиканский завод по производству ДДТ прекратил производство из-за отсутствия спроса. [163]
Обзор четырнадцати исследований в странах Африки к югу от Сахары, охватывающих обработанные инсектицидом сетки, остаточное распыление, химиопрофилактику для детей, химиопрофилактику или прерывистое лечение беременных женщин, гипотетическую вакцину и изменение лечения препаратами первой линии, выявил, что принятие решений ограничено отсутствием информации о затратах и эффектах многих вмешательств, небольшим количеством анализов эффективности затрат, отсутствием доказательств о затратах и эффектах пакетов мер и проблемами обобщения или сравнения исследований, которые относятся к конкретным условиям и используют разные методологии и показатели результатов. Было обнаружено, что две рассмотренные оценки эффективности затрат остаточного распыления ДДТ не дают точной оценки эффективности затрат распыления ДДТ; полученные оценки могут не быть хорошими предикторами эффективности затрат в текущих программах. [164]
Однако исследование в Таиланде показало, что стоимость одного случая малярии, предотвращенного распылением ДДТ ( 1,87 долл. США ), на 21% больше, чем стоимость одного случая, предотвращенного сетками, обработанными лямбда-цигалотрином (1,54 долл. США), [165] что ставит под сомнение предположение о том, что ДДТ является наиболее экономически эффективной мерой. Директор программы по борьбе с малярией в Мексике получил схожие результаты, заявив, что для Мексики было на 25% дешевле опрыскивать дом синтетическими пиретроидами, чем ДДТ. [163] Однако другое исследование в Южной Африке показало, что в целом расходы на распыление ДДТ ниже, чем на пропитанные сетки. [166]
Более комплексный подход к измерению экономической эффективности или действенности борьбы с малярией не только измерял бы стоимость в долларах, а также количество спасенных людей, но также учитывал бы экологический ущерб и негативное воздействие на здоровье человека. Одно предварительное исследование показало, что, вероятно, ущерб для здоровья человека приближается или превышает полезное сокращение случаев малярии, за исключением, возможно, эпидемий. Это похоже на более раннее исследование относительно предполагаемой теоретической детской смертности, вызванной ДДТ, и подлежит критике, также упомянутой ранее. [167]
Исследование, проведенное на Соломоновых островах, показало, что «хотя пропитанные сетки для кроватей не могут полностью заменить распыление ДДТ без существенного увеличения заболеваемости, их использование позволяет сократить распыление ДДТ» [168] .
Сравнение четырех успешных программ по борьбе с малярией в Бразилии, Индии, Эритрее и Вьетнаме не подтверждает какую-либо одну стратегию, а вместо этого утверждает: «Общие факторы успеха включают благоприятные условия в стране, целевой технический подход с использованием пакета эффективных инструментов, принятие решений на основе данных, активное руководство на всех уровнях правительства, вовлечение сообществ, децентрализованное внедрение и контроль финансов, квалифицированный технический и управленческий потенциал на национальном и субнациональном уровнях, практическую техническую и программную поддержку со стороны партнерских агентств, а также достаточное и гибкое финансирование». [169]
Комары, устойчивые к ДДТ, могут быть восприимчивы к пиретроидам в некоторых странах. Однако резистентность к пиретроидам у комаров Anopheles растет, и резистентные комары обнаруживаются во многих странах. [170]
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) OCLC 1039198025. OCLC 504327918. ISBN 978-92-4-154069-8 . OCLC 1158652149. OCLC 882544146. OCLC 5364752. В целом, случайное воздействие ДДТ на человека считалось относительно нетоксичным, но длительное воздействие давно признано неблагоприятно влияющим на репродуктивную функцию.
В целом, несколько исследований, проведенных на сегодняшний день, предполагают, что воздействие ДДТ может влиять на время наступления беременности, но необходимы дополнительные исследования.