Дихлордифенилтрихлорэтан , широко известный как ДДТ , представляет собой бесцветное, безвкусное и почти без запаха кристаллическое химическое соединение, [5] хлорорганический соединения . 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 обнаружено швейцарским химиком Паулем Германом Мюллером в 1939 году. ДДТ использовался во второй половине Второй мировой войны для ограничения распространения болезней, передающихся насекомыми, малярии и тифа среди гражданского населения и солдат. Мюллер был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1948 году «за открытие высокой эффективности ДДТ как контактного яда против некоторых членистоногих ». [6] Кампания ВОЗ по борьбе с малярией в 1950-х и 1960-х годах в значительной степени опиралась на ДДТ, и результаты были многообещающими, хотя впоследствии в развивающихся странах произошло возрождение. [7] [8]
К октябрю 1945 года ДДТ появился в свободной продаже в США. Хотя правительство и промышленность продвигали его в качестве пестицида в сельском хозяйстве и быту, с самого начала существовали опасения по поводу его использования. [9] Противодействие ДДТ усилилось после публикации в 1962 году книги Рэйчел Карсон « Безмолвная весна» . В нем говорилось о воздействии на окружающую среду, которое коррелирует с широким использованием ДДТ в сельском хозяйстве в Соединенных Штатах, и ставилась под сомнение логика выброса потенциально опасных химикатов в окружающую среду без предварительного изучения их воздействия на окружающую среду и здоровье. В книге цитируются утверждения о том, что ДДТ и другие пестициды вызывают рак и что их использование в сельском хозяйстве представляет угрозу для дикой природы, особенно птиц. Хотя Карсон никогда напрямую не призывал к полному запрету использования ДДТ, его публикация стала знаковым событием для экологического движения и вызвала большой общественный резонанс, который в конечном итоге привел в 1972 году к запрету на использование ДДТ в сельском хозяйстве в Соединенных Штатах. . [10] Наряду с принятием Закона об исчезающих видах , запрет ДДТ в Соединенных Штатах является основным фактором в возвращении белоголового орлана ( национальной птицы Соединенных Штатов ) и сапсана из состояния, близкого к исчезновению, в прилегающих к нему районах. Соединенные Штаты . [11] [12]
Эволюция устойчивости к ДДТ и вред, наносимый как людям, так и окружающей среде, заставили многие правительства сократить использование ДДТ. [13] Всемирный запрет на использование в сельском хозяйстве был официально оформлен в соответствии со Стокгольмской конвенцией о стойких органических загрязнителях , которая действует с 2004 года. борьбы с болезнями, конвенция освобождает от запрета использование в общественном здравоохранении в рамках руководящих принципов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). [14]
ДДТ до сих пор имеет ограниченное применение для борьбы с переносчиками болезней из-за его эффективности в уничтожении комаров и, таким образом, в снижении заболеваемости малярией , но такое использование является спорным из-за проблем, связанных 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 перед его использованием было подтверждено отсутствие устойчивости к ДДТ. [17] Устойчивость во многом обусловлена использованием в сельском хозяйстве в гораздо больших количествах, чем требуется для профилактики заболеваний.
По структуре ДДТ аналогичен инсектициду метоксихлору и акарициду дикофолу . 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 в результате последовательных реакций Фриделя-Крафтса между хлоралем ( CCl
3CHO ) и два эквивалента хлорбензола ( C
6ЧАС
5Cl ), в присутствии кислотного катализатора . ДДТ продается под торговыми названиями , включая Anofex, Cezarex, Chlorophenothane, Dicophane, Dinocide, Gesarol, Guesapon, Guesarol, Gyron, Ixodex, Neocid, Neocidol и Zerdane; МНН – клофенотан. [5]
Коммерческий ДДТ представляет собой смесь нескольких близкородственных соединений. В связи с природой химической реакции, используемой для синтеза ДДТ, образуется несколько комбинаций паттернов орто- и параренового замещения . Основной компонент (77%) представляет собой желаемый p , p' - изомер . В значительных количествах (15%) присутствует также изомерная примесь о , п ' . Дихлордифенилдихлорэтилен (ДДЭ) и дихлордифенилдихлорэтан (ДДД) составляют баланс примесей в коммерческих образцах. ДДЕ и ДДД также являются основными метаболитами и продуктами распада окружающей среды. [5] ДДТ, ДДЕ и ДДД иногда вместе называют ДДКС. [18]
ДДТ изготавливается в различных формах, включая растворы в ксилоле или нефтяных дистиллятах , эмульгируемые концентраты , водосмачивающиеся 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, по оценкам, с 1940-х годов в мире было произведено в общей сложности 1,8 миллиона тонн. [1] В Соединенных Штатах его производили около 15 компаний, в том числе Monsanto , Ciba , [21] Montrose Chemical Company , Pennwalt, [22] и Velsicol Chemical Corporation . [23] Пик производства пришелся на 1963 год и составил 82 000 тонн в год. [5] До запрета 1972 года в США было применено более 600 000 тонн (1,35 миллиарда фунтов). Пик использования пришелся на 1959 год и составил около 36 000 тонн. [24]
В 2009 году для борьбы с малярией и висцеральным лейшманиозом было произведено 3314 тонн . Индия — единственная страна, которая все еще производит ДДТ, и является крупнейшим потребителем. [7] Китай прекратил производство в 2007 году. [25]
У насекомых ДДТ открывает чувствительные к напряжению каналы ионов натрия в нейронах , вызывая их спонтанное возбуждение, что приводит к спазмам и возможной смерти. [26] Насекомые с определенными мутациями в гене натриевого канала устойчивы к ДДТ и аналогичным инсектицидам. [26] Устойчивость к ДДТ также обеспечивается за счет активации генов, экспрессирующих цитохром P450 у некоторых видов насекомых, [27] 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 несколько механизмов устойчивости. [28] Робертс и Андре (1994) обнаружили, что в отсутствие генетической адаптации поведенческое избегание , тем не менее, обеспечивает насекомым некоторую защиту от ДДТ. [29] Мутация M918T вызывает драматический KDR для пиретроидов, но Usherwood et al. 2005 обнаружили, что он совершенно неэффективен против ДДТ. [30] Скотт 2019 считает, что этот тест на ооцитах дрозофилы справедлив для ооцитов в целом. [30]
ДДТ был впервые синтезирован в 1874 году Отмаром Цейдлером под руководством Адольфа фон Байера . [31] [32] Далее он был описан в 1929 году в диссертации В. Бауша и в двух последующих публикациях в 1930 году. [33] [34] Инсектицидные свойства «множественных хлорированных алифатических или жирно-ароматических спиртов, содержащих по крайней мере один трихлорметановая группа» были описаны в патенте 1934 года Вольфганга фон Лейтхольда. [35] Однако инсектицидные свойства ДДТ не были открыты до 1939 года швейцарским учёным Паулем Германом Мюллером , который был удостоен в 1948 году Нобелевской премии по физиологии и медицине 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 регионах. И британские, и американские ученые надеялись использовать его для борьбы с распространением малярии , тифа , дизентерии и брюшного тифа среди иностранных солдат, особенно учитывая, что пиретрум было труднее получить, поскольку он поступал в основном из Японии. [36] [37] Из-за эффективности ДДТ, вскоре Американский совет по военному производству включил его в списки военных поставок в 1942 и 1943 годах и поощрял его производство для использования за рубежом. Энтузиазм по поводу ДДТ стал очевиден благодаря рекламным кампаниям американского правительства с плакатами, изображающими американцев, сражающихся с державами Оси и насекомыми, а также через публикации в средствах массовой информации, прославляющие его военное использование. [36] В южной части Тихого океана его распыляли с воздуха для борьбы с малярией и лихорадкой денге, что дало впечатляющий эффект. Хотя химические и инсектицидные свойства ДДТ были важными факторами в этих победах, решающее значение для успеха этих программ также имели достижения в области применения оборудования в сочетании с компетентной организацией и достаточным количеством рабочей силы. [38]
В 1945 году ДДТ стал доступен фермерам в качестве сельскохозяйственного инсектицида [5] и сыграл роль в ликвидации малярии в Европе и Северной Америке . [15] [39] [40] Несмотря на опасения, возникающие в научном сообществе, и отсутствие исследований, FDA сочло безопасным содержание до 7 частей на миллион в пищевых продуктах. Существовал большой экономический стимул для продвижения ДДТ на рынок и продажи его фермерам, правительствам и частным лицам для борьбы с болезнями и увеличения производства продуктов питания. [36]
ДДТ также был способом распространения американского влияния за границу посредством кампаний по распылению ДДТ. В номере журнала Life за 1944 год была статья об итальянской программе, в которой были показаны фотографии американских чиновников общественного здравоохранения в униформе, распыляющих ДДТ на итальянские семьи. [36]
В 1955 году Всемирная организация здравоохранения начала программу по искоренению малярии в странах с низким и умеренным уровнем передачи инфекции во всем мире, полагаясь в основном на ДДТ для борьбы с комарами, а также на быструю диагностику и лечение для снижения передачи. [41] Программа ликвидировала болезнь в «Северной Америке, Европе, бывшем Советском Союзе », [42] и на « Тайване» , большей части Карибского бассейна , на Балканах , в некоторых частях Северной Африки, северном регионе Австралии и на большой территории южной части Тихого океана» [43] и резко сократили смертность в Шри-Ланке и Индии. [44]
Однако неспособность поддержать программу, повышение толерантности комаров к ДДТ и повышение толерантности к паразитам привели к возрождению. Во многих областях первоначальные успехи частично или полностью обратились вспять, а в некоторых случаях темпы передачи возросли. [13] Программа преуспела в ликвидации малярии только в районах с «высоким социально-экономическим статусом, хорошо организованной системой здравоохранения и относительно менее интенсивной или сезонной передачей малярии». [42]
ДДТ был менее эффективен в тропических регионах из-за непрерывного жизненного цикла комаров и плохой инфраструктуры. Его применяли в странах Африки к югу от Сахары различные колониальные государства, но «глобальная» программа ВОЗ по искоренению вируса не включала этот регион. [45] Уровень смертности в этом районе никогда не снижался в такой резкой степени, и в настоящее время составляет основную часть смертей от малярии во всем мире, особенно после возобновления болезни в результате устойчивости к медикаментозному лечению и распространения смертельного варианта малярии, вызываемого Plasmodium. фальципарум . В 1969 году от искоренения отказались, и вместо этого внимание было сосредоточено на контроле и лечении заболевания. Программы распыления (особенно с использованием ДДТ) были свернуты из-за опасений по поводу безопасности и воздействия на окружающую среду, а также из-за проблем в административной, управленческой и финансовой реализации. [13] Усилия перешли от опрыскивания к использованию надкроватных сеток , пропитанных инсектицидами, и другим вмешательствам. [42] [46]
К октябрю 1945 года ДДТ был доступен для публичной продажи в Соединенных Штатах и использовался как в качестве сельскохозяйственного пестицида, так и в качестве домашнего инсектицида. [9] Хотя его использование поощрялось правительством и сельскохозяйственной промышленностью, американские ученые, такие как фармаколог FDA Герберт О. Калвери, выразили обеспокоенность по поводу возможных опасностей, связанных с ДДТ, еще в 1944 году. [47] [24] [9] В 1947 году Брэдбери Робинсон , врач и диетолог, практикующий в Сент-Луисе, штат Мичиган , предупредил об опасности использования пестицида ДДТ в сельском хозяйстве. ДДТ был исследован и произведен в Сент-Луисе Мичиганской химической корпорацией , позже приобретенной Velsicol Chemical Corporation , [48] и стал важной частью местной экономики. [49] Ссылаясь на исследование, проведенное Мичиганским государственным университетом [50] в 1946 году, Робинсон, бывший президент местного Клуба охраны природы, [51] высказал мнение, что:
возможно, самая большая опасность от ДДТ заключается в том, что его широкое использование на фермах, скорее всего, нарушит природный баланс, не только убивая большое количество полезных насекомых, но и вызывая гибель рыб, птиц и других форм дикой жизни либо из-за они питаются насекомыми, убитыми ДДТ, или непосредственно, проглотив яд. [52]
По мере увеличения его производства и использования общественная реакция была неоднозначной. В то же время, когда ДДТ был провозглашен частью «мира завтрашнего дня», были высказаны опасения по поводу его способности убивать безвредных и полезных насекомых (особенно опылителей ), птиц, рыб и, в конечном итоге, людей. Проблема токсичности была сложной, отчасти потому, что воздействие ДДТ варьировалось от вида к виду, а отчасти потому, что последовательное воздействие могло накапливаться, вызывая ущерб, сравнимый 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 Мейми Элла Плайлер из Клакстона, штат Джорджия , собрали доказательства о воздействии ДДТ и написали в Департамент общественного здравоохранения Джорджии, Национальный совет здравоохранения в Нью-Йорке и другие организации. [53]
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 автора-натуралиста Рэйчел Карсон, когда ее подруга Ольга Хакинс написала ей, включая статью, которую она написала в Boston Globe об опустошении местной популяции птиц после распыления ДДТ. [54] [55] Уильям Шон , редактор The New Yorker , призвал ее написать статью на эту тему, которая превратилась в ее книгу 1962 года « Тихая весна» . В книге утверждается, что пестициды , в том числе ДДТ, отравляют дикую природу и окружающую среду и ставят под угрозу здоровье человека. [10] Книга «Безмолвная весна» стала бестселлером, и общественная реакция на нее положила начало современному экологическому движению в Соединенных Штатах. Через год после его появления президент Джон Ф. Кеннеди приказал своему научному консультативному комитету расследовать заявления Карсона. По словам журнала Science , [56] отчет комитета «дополнил довольно тщательное обоснование тезиса Рэйчел Карсон о «Безмолвной весне»» и рекомендовал поэтапный отказ от «стойких токсичных пестицидов». [57] В 1965 году американские военные исключили ДДТ из системы военного снабжения, отчасти из-за развития резистентности платяных вшей к ДДТ; его заменил линдан . [58]
ДДТ стал главной мишенью растущего движения против химикатов и пестицидов, и в 1967 году группа ученых и юристов основала « Защиту окружающей среды» (позже Фонд защиты окружающей среды, EDF) с конкретной целью ввести запрет на ДДТ. Виктор Яннаконе , Чарльз Вурстер, Арт Кули и другие члены группы были свидетелями гибели птиц или сокращения их популяций и подозревали, что причиной был ДДТ. В своей кампании против этого химического вещества EDF обратилась к правительству с петицией о запрете и подала иски. [59] Примерно в это же время токсиколог Дэвид Пикалл измерял уровни ДДЕ в яйцах сапсанов и калифорнийских кондоров и обнаружил, что повышенные уровни соответствуют более тонкой скорлупе. [60]
В ответ на иск EDF Окружной апелляционный суд США в 1971 году обязал Агентство по охране окружающей среды начать процедуру отмены регистрации ДДТ. После первоначального шестимесячного процесса рассмотрения Уильям Рукелсхаус , первый администратор Агентства, отклонил немедленную приостановку регистрации ДДТ, сославшись на исследования внутреннего персонала Агентства по охране окружающей среды, утверждающие, 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 к агробизнесу и преуменьшали обеспокоенность по поводу здоровья человека и дикой природы. Таким образом, это решение вызвало споры. [38]
В 1971–1972 годах Агентство по охране окружающей среды провело семь месяцев слушаний, на которых ученые давали доказательства за и против ДДТ. Летом 1972 года Рукельшауз объявил об отмене большинства видов использования ДДТ, при некоторых условиях освобождая от него использование в здравоохранении. [24] Опять же, это вызвало споры. Сразу после объявления производители EDF и ДДТ подали иск против EPA. Многие представители сельскохозяйственного сообщества были обеспокоены тем, что производство продуктов питания серьезно пострадает, в то время как сторонники пестицидов предупреждали о росте вспышек болезней, передающихся насекомыми, и ставили под сомнение правильность введения животным больших количеств пестицидов из-за потенциального рака. [61] Промышленность стремилась отменить запрет, в то время как EDF хотел полного запрета. Дела были объединены, и в 1973 году Апелляционный суд США по округу Колумбия постановил, что Агентство по охране окружающей среды действовало правильно, запретив ДДТ. [24] В конце 1970-х годов Агентство по охране окружающей среды также начало запрещать хлорорганические соединения, пестициды, которые по химическому составу были похожи на ДДТ. К ним относятся альдрин, дильдрин, хлордан, гептахлор, токсафен и мирекс. [61]
Некоторые виды использования ДДТ продолжались в соответствии с освобождением общественного здравоохранения. Например, в июне 1979 года Департаменту здравоохранения Калифорнии было разрешено использовать ДДТ для подавления блох- переносчиков бубонной чумы . [62] ДДТ продолжал производиться в США для зарубежных 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 [63] [64] [65] – хотя на практике оно продолжало использоваться как минимум до 1970 года. [66] За этим последовало Норвегия и Швеция в 1970 году, Западная Германия и США в 1972 году, но не в Великобритании до 1984 года.
В отличие от Западной Германии, в ГДР ДДТ использовался до 1988 года. Особенно актуальным было широкомасштабное применение в лесном хозяйстве в 1982–1984 годах с целью борьбы с короедом и сосновой плодожоркой . Как следствие, концентрации ДДТ в лесных почвах Восточной Германии по-прежнему значительно выше по сравнению с почвами бывших западногерманских земель. [67]
К 1991 году полные запреты, в том числе в целях борьбы с болезнями, действовали как минимум в 26 странах; например, Куба в 1970 году, США в 1980-х годах, Сингапур в 1984 году, Чили в 1985 году и Республика Корея в 1986 году. [68]
Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях , вступившая в силу в 2004 году, наложила глобальный запрет на некоторые стойкие органические загрязнители и ограничила использование ДДТ только для борьбы с переносчиками болезней . Конвенцию ратифицировали более 170 стран. Признавая, что полная ликвидация малярии во многих странах, подверженных малярии, в настоящее время невозможна из-за отсутствия доступных и эффективных альтернатив, конвенция освобождает от запрета использование этой болезни в общественном здравоохранении в соответствии с руководящими принципами Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). [14] Резолюция 60.18 Всемирной ассамблеи здравоохранения обязывает ВОЗ следовать цели Стокгольмской конвенции по сокращению и окончательной ликвидации ДДТ. [69] Международный фонд борьбы с малярией заявляет: «Результаты договора, возможно, лучше, чем статус-кво, существовавший на переговорах. комары будут медленнее, чем раньше». [70]
Несмотря на всемирный запрет, сельскохозяйственное использование продолжалось в Индии, [71] Северной Корее и, возможно, в других местах. [7] По состоянию на 2013 год для борьбы с переносчиками болезней было произведено от 3000 до 4000 тонн ДДТ , в том числе 2786 тонн в Индии. [72] ДДТ наносится на внутренние стены домов, чтобы убить или отпугнуть комаров. Это вмешательство, называемое остаточным распылением внутри помещений (IRS), значительно снижает ущерб окружающей среде. Это также снижает частоту возникновения резистентности к ДДТ. [73] Для сравнения, обработка 40 гектаров (99 акров) хлопка в течение типичного вегетационного периода в США требует такого же количества химикатов, чтобы обработать примерно 1700 домов. [74]
ДДТ представляет собой стойкий органический загрязнитель , который легко адсорбируется почвой и отложениями , которые могут действовать как поглотители, так и как долгосрочные источники воздействия, влияющие на организмы . [19] В зависимости от условий окружающей среды период полураспада в почве может составлять от 22 дней до 30 лет. Пути потери и разложения включают сток, испарение, фотолиз , а также аэробное и анаэробное биоразложение . Благодаря гидрофобным свойствам в водных экосистемах ДДТ и его метаболиты поглощаются водными организмами и адсорбируются на взвешенных частицах, оставляя небольшое количество ДДТ растворенным в воде (однако период его полураспада в водной среде указан Национальным информационным центром по пестицидам как 150 лет [75] ). Продукты его распада и метаболиты, ДДЕ и ДДД, также стойкие и имеют схожие химические и физические свойства. [1] ДДТ и продукты его распада переносятся из более теплых регионов в Арктику в результате явления глобальной дистилляции , где они затем накапливаются в пищевой сети региона . [76]
Медицинские исследователи в 1974 году обнаружили измеримую и значительную разницу в присутствии ДДТ в грудном молоке между матерями, жившими в Нью-Брансуике , и матерями, жившими в Новой Шотландии , «возможно, из-за более широкого использования спреев от инсектицидов в прошлом». [77]
Благодаря своим липофильным свойствам ДДТ может биоаккумулироваться , особенно у хищных птиц . [78] 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 по всей пищевой цепочке , при этом высшие хищники , такие как хищные птицы, концентрируют больше химических веществ, чем другие животные в той же среде. Они хранятся в основном в жировых отложениях . ДДТ и ДДЕ устойчивы к метаболизму; у человека период их полураспада составляет 6 и до 10 лет соответственно. В Соединенных Штатах эти химические вещества были обнаружены почти во всех образцах человеческой крови, протестированных Центрами по контролю заболеваний в 2005 году, хотя их уровни резко снизились после того, как большинство видов использования было запрещено. [79] Предполагаемое потребление с пищей снизилось, [79] хотя тесты пищевых продуктов FDA обычно это обнаруживают. [80]
Несмотря на многолетний запрет, исследования 2018 года показали, что остатки ДДТ все еще присутствуют в европейских почвах и испанских реках. [81] [82]
Это химическое вещество и продукты его распада DDE и DDD вызвали истончение яичной скорлупы и сокращение популяции многих видов хищных птиц Северной Америки и Европы . [1] [83] [11] [84] [85] [86] Как лабораторные эксперименты, так и полевые исследования подтвердили этот эффект. [87] Этот эффект был впервые окончательно доказан на острове Беллоу на озере Мичиган во время финансируемых Мичиганским университетом исследований американских сельдевых чаек в середине 1960-х годов. [88] Истончение яичной скорлупы, связанное с DDE, считается основной причиной сокращения численности белоголового орлана , [11] бурого пеликана , [89] сапсана и скопы . [1] Однако птицы различаются по своей чувствительности к этим химическим веществам: хищные птицы , водоплавающие и певчие птицы более восприимчивы, чем куры и родственные виды . [1] [19] Даже в 2010 году у калифорнийских кондоров , питающихся морскими львами в Биг-Суре , которые, в свою очередь, кормятся в районе шельфа Палос-Вердес на территории Montrose Chemical Superfund , продолжались проблемы с тонким панцирем, [90] [91] хотя Роль ДДТ в исчезновении калифорнийского кондора оспаривается. [86] [85]
Биологический механизм истончения не совсем понятен, но ДДЕ, по-видимому, более эффективен, чем ДДТ, [1] и убедительные доказательства указывают на то, что p , p' - DDE ингибирует кальциевую АТФазу в мембране панцирной железы и снижает транспорт карбоната кальция. из крови в железу яичной скорлупы. Это приводит к дозозависимому уменьшению толщины. [1] [92] [93] [84] Другие данные указывают на то, что о,п'-ДДТ нарушает развитие женских репродуктивных путей, что впоследствии ухудшает качество яичной скорлупы. [94] Могут действовать несколько механизмов, или у разных видов могут действовать разные механизмы. [1]
ДДТ является эндокринным разрушителем . [95] [96] Считается, что он, вероятно, является канцерогеном для человека , хотя большинство исследований показывают, что он не обладает прямой генотоксичностью . [97] [98] [99] ДДЕ действует как слабый антагонист андрогенных рецепторов , но не как эстроген . [100] п , п' - ДДТ, основной компонент ДДТ, практически не обладает андрогенной или эстрогенной активностью. [101] Минорный компонент о , п' - ДДТ обладает слабой эстрогенной активностью.
ДДТ классифицируется как «умеренно токсичный» Национальной токсикологической программой США (NTP) и «умеренно опасный» ВОЗ, исходя из пероральной LD 50 для крыс , равной 113 мг/кг. [102] Косвенное воздействие считается относительно нетоксичным для человека. [103]
В первую очередь из-за склонности ДДТ накапливаться в участках тела с высоким содержанием липидов, хроническое воздействие может повлиять на репродуктивные способности, а также на эмбрион или плод. [103]
В 2015 году Международное агентство по изучению рака отнесло ДДТ к группе 2А, «вероятно канцерогенной для человека». [109] Предыдущие оценки Национальной токсикологической программы США классифицировали его как «предположительно канцероген», а Агентство по охране окружающей среды классифицировало ДДТ, ДДЕ и ДДД как «вероятные» канцерогены класса B2 ; эти оценки были основаны главным образом на исследованиях на животных. [1] [46]
В обзоре журнала Lancet 2005 года было указано, что профессиональное воздействие ДДТ было связано с повышенным риском рака поджелудочной железы в двух исследованиях «случай-контроль», но другое исследование не выявило связи между дозой и эффектом ДДЕ. Результаты относительно возможной связи с раком печени и раком желчевыводящих путей противоречивы: работники, не имевшие прямого профессионального контакта с ДДТ, демонстрировали 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 оказались неубедительными или вообще не подтверждают наличие связи. [46] Обзор исследований рака печени, проведенный в 2017 году, пришел к выводу, что «хлорорганические пестициды, включая ДДТ, могут увеличить риск гепатоцеллюлярной карциномы ». [110]
Обзор 2009 года, в число соавторов которого входили лица, участвовавшие в судебных процессах, связанных с ДДТ, пришел к во многом аналогичным выводам с двусмысленной связью с раком яичек. Исследования случай-контроль не подтвердили связь с лейкемией или лимфомой. [79]
Вопрос о том, являются ли ДДТ или ДДЕ факторами риска рака молочной железы, не получил однозначного ответа. Несколько метаанализов обсервационных исследований пришли к выводу, что не существует общей связи между воздействием ДДТ и риском рака молочной железы. [111] [112] Институт медицины США проанализировал данные о связи рака молочной железы с воздействием ДДТ в 2012 году и пришел к выводу, что причинно-следственная связь не может быть ни доказана, ни опровергнута. [113]
Исследование «случай-контроль», проведенное в 2007 году [101] с использованием архивных образцов крови, показало, что риск рака молочной железы был увеличен в 5 раз среди женщин, родившихся до 1931 года и у которых в 1963 году были высокие уровни ДДТ в сыворотке. достигнув пика примерно в 1950 году, они пришли к выводу, что возраст 14–20 лет является критическим периодом, когда воздействие ДДТ приводит к повышенному риску. Это исследование, которое предполагает наличие связи между воздействием ДДТ и раком молочной железы, которую не уловило большинство исследований, получило неоднозначные комментарии в сторонних обзорах. В одном обзоре говорится, что «предыдущие исследования, в которых измерялось воздействие на пожилых женщин, возможно, пропустили критический период». [79] [114] Национальная токсикологическая программа отмечает, что, хотя большинство исследований не выявили связи между воздействием ДДТ и раком молочной железы, положительная связь наблюдалась в «нескольких исследованиях среди женщин с более высокими уровнями воздействия и среди определенных подгрупп». женщин». [98]
Исследование случай-контроль 2015 года выявило связь (отношение шансов 3,4) между внутриутробным воздействием (по оценкам на основе архивных образцов материнской крови) и диагнозом рака молочной железы у дочерей. Результаты «подтверждают классификацию ДДТ как разрушителя эндокринной системы, предсказателя рака молочной железы и маркера высокого риска». [115]
Малярия остается основной проблемой общественного здравоохранения во многих странах. В 2015 году во всем мире было зарегистрировано 214 миллионов случаев малярии, в результате чего, по оценкам, 438 000 человек умерли, 90% из которых произошли в Африке. [116] ДДТ — один из многих инструментов борьбы с этой болезнью. Его использование в этом контексте называлось по-разному: от «чудодейственного оружия, подобного криптониту для комаров» [117] до «токсичного колониализма». [118]
До появления ДДТ уничтожение мест размножения комаров путем осушения или отравления парижской зеленью или пиретрумом иногда оказывалось успешным. В тех частях мира, где уровень жизни растет, ликвидация малярии часто была побочным эффектом от установки оконных решеток и улучшения санитарных условий. [43] Передовой практикой являются разнообразные, обычно одновременные вмешательства. К ним относятся противомалярийные препараты для предотвращения или лечения инфекции; улучшение инфраструктуры общественного здравоохранения для диагностики, изоляции и лечения инфицированных лиц; надкроватные сетки и другие методы, предназначенные для защиты людей от укусов комаров; и стратегии борьбы с переносчиками [119] , такие как уничтожение личинок инсектицидами, экологический контроль, такой как осушение мест размножения комаров или введение рыбы для поедания личинок, а также остаточное опрыскивание помещений (IRS) инсектицидами, возможно, включая ДДТ. ИРС предполагает обработку внутренних стен и потолков инсектицидами. Он особенно эффективен против комаров, поскольку многие виды отдыхают на стене помещения до или после кормления. ДДТ является одним из 12 инсектицидов, одобренных ВОЗ. [42]
Кампания ВОЗ по борьбе с малярией в 1950-х и 1960-х годах в значительной степени опиралась на ДДТ, и результаты были многообещающими, хотя и временными в развивающихся странах. Эксперты связывают возрождение малярии с множеством факторов, включая плохое руководство, управление и финансирование программ борьбы с малярией; бедность; гражданские беспорядки; и увеличение орошения . Эволюция устойчивости к препаратам первого поколения (например, хлорохину ) и инсектицидам усугубила ситуацию. [7] [8] Сопротивление во многом подогревалось неограниченным сельскохозяйственным использованием. Сопротивление и вред, наносимый как людям, так и окружающей среде, заставили многие правительства сократить использование ДДТ в борьбе с переносчиками болезней и в сельском хозяйстве. [13] В 2006 году ВОЗ отменила давнюю политику против ДДТ, рекомендовав использовать его в качестве пестицида внутри помещений в регионах, где малярия является серьезной проблемой. [120]
Когда-то ДДТ был основой кампаний по борьбе с малярией, но по состоянию на 2019 год только пять стран использовали ДДТ для опрыскивания помещений [121].
Когда ДДТ был введен во время Второй мировой войны, он оказался эффективным средством снижения заболеваемости и смертности от малярии . [38] Кампания ВОЗ по борьбе с малярией, которая заключалась в основном в распылении ДДТ и быстром лечении и диагностике с целью разорвать цикл передачи, поначалу также была успешной. Например, в Шри-Ланке программа сократила количество случаев заболевания примерно с одного миллиона в год до распыления до всего лишь 18 в 1963 году [122] [123] и 29 в 1964 году. 1968 год и первый квартал 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 до 1980-х годов. [44] [124]
ДДТ остается в списке инсектицидов ВОЗ, рекомендованных для IRS. После назначения Араты Кочи главой подразделения по борьбе с малярией политика ВОЗ изменилась: от рекомендации IRS только в районах сезонной или эпизодической передачи малярии к ее защите в районах с постоянной и интенсивной передачей малярии. [125] ВОЗ подтвердила свою приверженность поэтапному отказу от ДДТ, стремясь «достичь 30-процентного сокращения применения ДДТ во всем мире к 2014 году и его полного отказа к началу 2020-х годов, если не раньше», одновременно борясь с малярией. ВОЗ планирует внедрить альтернативы ДДТ для достижения этой цели. [126]
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 лекарств вернули малярию под контроль. [127] Случаи малярии увеличились в Южной Америке после того, как страны этого континента прекратили использование ДДТ. Данные исследований показали сильную отрицательную связь между опрыскиванием домов остатками ДДТ и малярией. В исследовании, проведенном с 1993 по 1995 год, Эквадор увеличил использование ДДТ и добился снижения уровня заболеваемости малярией на 61%, в то время как каждая из других стран, которые постепенно сокращали использование ДДТ, добилась значительного увеличения. [74] [128] [129]
В некоторых регионах сопротивление снизило эффективность ДДТ. Руководящие принципы ВОЗ требуют, чтобы отсутствие устойчивости было подтверждено перед использованием химического вещества. [17] Устойчивость во многом обусловлена использованием в сельском хозяйстве в гораздо больших количествах, чем требуется для профилактики заболеваний.
Сопротивление было отмечено на ранних этапах кампаний по опрыскиванию. Пол Рассел, бывший руководитель кампании союзников по борьбе с малярией, заметил в 1956 году, что «резистентность появилась через шесть или семь лет». [43] Устойчивость была обнаружена в Шри-Ланке, Пакистане , Турции и Центральной Америке , и она в значительной степени была заменена фосфорорганическими или карбаматными инсектицидами, например, малатионом или бендиокарбом . [130]
Во многих частях Индии ДДТ неэффективен. [131] Использование в сельском хозяйстве было запрещено в 1989 году, и его противомалярийное использование снижается. Городское использование прекратилось. [132] Одно исследование пришло к выводу, что «ДДТ по-прежнему остается жизнеспособным инсектицидом при остаточном опрыскивании помещений благодаря его эффективности при хорошо контролируемом распылении и высокому фактору отталкивания возбуждения». [133]
Исследования комаров-переносчиков малярии в провинции Квазулу-Натал , Южная Африка , выявили восприимчивость к 4% ДДТ (стандарт чувствительности 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 , близкого к району, где мы ранее сообщали об устойчивости к пиретроидам у переносчика An. funestus Giles, указывает на срочную необходимость разработки стратегии управления устойчивостью к инсектицидам для борьбы с малярией. программы юга Африки». [134]
ДДТ по-прежнему может быть эффективен против резистентных комаров [135], а комары избегают распыления ДДТ на стены, что является дополнительным преимуществом этого химического вещества. [133] Например, исследование 2007 года показало, что устойчивые комары избегают обработанных хижин. Исследователи утверждали, что ДДТ был лучшим пестицидом для использования в IRS (хотя он и не обеспечивал наибольшую защиту от комаров из трех тестируемых химикатов), поскольку другие пестициды действовали в первую очередь, убивая или раздражая комаров, способствуя развитию устойчивости. [135] Другие утверждают, что избегающее поведение замедляет искоренение. [136] В отличие от других инсектицидов, таких как пиретроиды , ДДТ требует длительного воздействия для накопления смертельной дозы; однако его раздражающее свойство сокращает периоды контакта. «По этим причинам, когда были проведены сравнения, лучший контроль над малярией обычно достигался с помощью пиретроидов, чем с помощью ДДТ». [130] В Индии сон и ночные дежурства на открытом воздухе являются обычным явлением, подразумевая, что «возбуждающе-репеллентный эффект ДДТ, о котором часто сообщают, что он полезен в других странах, на самом деле способствует передаче инфекции на открытом воздухе». [137]
IRS эффективен, если распылением обработано не менее 80% домов и сараев в жилом районе. [17] Более низкий уровень охвата может 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. [130] [136] [138] Пиретроидные инсектициды (например, дельтаметрин и лямбда-цигалотрин ) могут решить некоторые из этих проблем, увеличивая участие. [130]
Исследование 1994 года показало, что у южноафриканцев, живущих в домах, подвергшихся распылению, уровни этого вещества на несколько порядков выше, чем у других. [79] Грудное молоко южноафриканских матерей содержит высокие уровни ДДТ и ДДЕ. [79] Неясно, в какой степени эти уровни возникают в результате опрыскивания дома или остатков пищи. Имеющиеся данные указывают на то, что эти уровни связаны с неврологическими нарушениями у младенцев. [130]
Большинство исследований воздействия ДДТ на здоровье человека было проведено в развитых странах, где ДДТ не используется и его воздействие относительно невелико. [46] [79] [139]
Незаконное перенаправление в сельское хозяйство также вызывает обеспокоенность, поскольку его трудно предотвратить, а его последующее использование на сельскохозяйственных культурах не контролируется. Например, использование ДДТ широко распространено в индийском сельском хозяйстве, [140] особенно в производстве манго [141] и, как сообщается, используется библиотекарями для защиты книг. [142] Другие примеры включают Эфиопию, где ДДТ, предназначенный для борьбы с малярией, как сообщается, используется при производстве кофе, [143] и Гану, где он используется для рыболовства. [144] [145] Остатки сельскохозяйственных культур на уровнях, неприемлемых для экспорта, стали важным фактором запретов в нескольких тропических странах. [130] К этой проблеме добавляется нехватка квалифицированного персонала и менеджмента. [136]
Ограничения на использование ДДТ подверглись критике со стороны некоторых организаций, выступающих против экологического движения, в том числе Роджера Бейта из группы защиты ДДТ « Африка, борющаяся с малярией» и либертарианского аналитического центра «Институт конкурентного предпринимательства» ; эти источники выступают против ограничений на ДДТ и объясняют такие ограничения большим количеством смертей, иногда исчисляемыми миллионами. [146] [147] [148] Эти аргументы были отвергнуты как «возмутительные» бывшим учёным ВОЗ Сократом Лициосом. [117] Мэй Беренбаум , энтомолог из Университета Иллинойса , говорит: «Обвинять защитников окружающей среды, которые выступают против ДДТ, в большем количестве смертей, чем Гитлер, — это хуже, чем безответственно». [117] Совсем недавно Майкл Палмер, профессор химии в Университете Ватерлоо , отметил, что ДДТ до сих пор используется для профилактики малярии, что сокращение его использования связано в первую очередь с увеличением производственных затрат и что в Африке усилия меры по борьбе с малярией носили региональный или локальный, а не всеобъемлющий характер. [149]
Вопрос, который должны задать эксперты по борьбе с малярией, заключается не в том, «Что хуже, малярия или ДДТ?» а скорее «Какие инструменты лучше всего использовать для борьбы с малярией в конкретной ситуации, принимая во внимание реальные проблемы и потребности, 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 [150]
Критика «запрета» ДДТ часто конкретно ссылается на запрет США 1972 года (с ошибочным выводом, что это представляет собой всемирный запрет и запрет на использование ДДТ для борьбы с переносчиками болезней). Часто упоминается « Безмолвная весна» , хотя Карсон никогда не настаивал на запрете ДДТ. Джон Куиггин и Тим Ламберт писали: «Самая поразительная особенность иска против Карсона - это легкость, с которой его можно опровергнуть». [151]
Журналист-расследователь Адам Сарвана и другие характеризуют эти понятия как «мифы», продвигаемые главным образом Роджером Бейтом из группы защиты ДДТ « Африка, борющаяся с малярией» (AFM). [152] [153]
Фосфорорганические и карбаматные инсектициды, например малатион и бендиокарб , соответственно, стоят дороже ДДТ за килограмм и применяются примерно в тех же дозировках. 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 чистые затраты на один дом за обработку примерно одинаковы. [42] ДДТ имеет один из самых длительных периодов остаточной эффективности среди всех инсектицидов IRS, продолжающийся от 6 до 12 месяцев. Пиретроиды сохраняют активность всего 4–6 месяцев, а органофосфаты и карбаматы — 2–6 месяцев. Во многих эндемичных по малярии странах передача малярии происходит круглый год, а это означает, что высокие затраты на проведение кампании опрыскивания (включая найм операторов опрыскивания, закупку инсектицидов и проведение информационно-пропагандистских кампаний перед опрыскиванием, чтобы побудить людей оставаться дома и принять вмешательство) необходимо будет проводить несколько раз в год для этих инсектицидов более короткого действия. [154]
В 2019 году родственное соединение дифтордифенилтрихлорэтан ( DFDT ) было описано как потенциально более эффективная и, следовательно, потенциально более безопасная альтернатива ДДТ. [155] [156]
До появления ДДТ малярию удалось успешно ликвидировать или сократить в нескольких тропических регионах 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. [157] По данным CDC, такие методы непрактичны в Африке, поскольку « Anopheles gambiae , один из основных переносчиков малярии в Африке, размножается в многочисленных небольших водоемах, образующихся из-за осадков… Это сложно, если не сказать невозможно предсказать, когда и где сформируются места размножения, а также найти и обработать их до того, как появятся взрослые особи». [158]
Относительная эффективность IRS по сравнению с другими методами борьбы с малярией (например, надкроватными сетками или быстрым доступом к противомалярийным препаратам) варьируется и зависит от местных условий. [42]
Исследование ВОЗ, опубликованное в январе 2008 года, показало, что массовое распространение обработанных инсектицидами противомоскитных сеток и препаратов на основе артемизинина вдвое снижает смертность от малярии в страдающих от малярии Руанде и Эфиопии. ИРС с ДДТ не сыграли важной роли в снижении смертности в этих странах. [159] [160]
Во Вьетнаме наблюдается снижение заболеваемости малярией и снижение смертности на 97% после перехода в 1991 году от плохо финансируемой кампании, основанной на ДДТ, к программе, основанной на быстром лечении, надкроватных сетках и инсектицидах группы пиретроидов. [161]
В Мексике эффективные и доступные химические и нехимические стратегии оказались настолько успешными, что мексиканский завод по производству ДДТ прекратил производство из-за отсутствия спроса. [162]
Обзор четырнадцати исследований в странах Африки к югу от Сахары, охватывающих сетки, обработанные инсектицидами, остаточное распыление, химиопрофилактику для детей, химиопрофилактику или периодическое лечение беременных женщин, гипотетическую вакцину и изменение лекарственной терапии первой линии, показал, что принятие решений ограничено отсутствием недостаток информации о затратах и эффектах многих вмешательств, небольшое количество анализов экономической эффективности, отсутствие фактических данных о затратах и эффектах пакетов мер, а также проблемы с обобщением или сравнением исследований, которые относятся к конкретным условиям и используют разные методологии. и меры по результатам. Было обнаружено, что две рассмотренные оценки экономической эффективности распыления остаточного количества ДДТ не дают точной оценки экономической эффективности распыления ДДТ; полученные оценки не могут быть хорошим предиктором экономической эффективности текущих программ. [163]
Однако исследование, проведенное в Таиланде, показало, что затраты на предотвращение случая малярии с помощью распыления ДДТ ( 1,87 доллара США ) на 21% выше, чем затраты на предотвращение случая малярии с помощью сеток, обработанных лямбда-цигалотрином (1,54 доллара США), [164] вызывая некоторые сомнения. исходя из предположения, что ДДТ является наиболее экономически эффективной мерой. Директор программы борьбы с малярией в Мексике получил аналогичные результаты, заявив, что для Мексики на 25% дешевле опрыскивать дом синтетическими пиретроидами, чем ДДТ. [162] Однако другое исследование, проведенное в Южной Африке, показало, что затраты на распыление ДДТ в целом ниже, чем на пропитанные сетки. [165]
Более комплексный подход к измерению экономической эффективности или действенности борьбы с малярией позволил бы не только измерять затраты в долларах, а также количество спасенных людей, но также учитывать экологический ущерб и негативное воздействие на здоровье человека. Одно предварительное исследование показало, что вполне вероятно, что ущерб здоровью человека приближается или превышает положительное снижение заболеваемости малярией, за исключением, возможно, эпидемий. Оно похоже на более раннее исследование, касающееся расчетной теоретической детской смертности, вызванной ДДТ, и подвергается критике, также упомянутой ранее. [166]
Исследование, проведенное на Соломоновых Островах, показало, что «хотя пропитанные надкроватные сетки не могут полностью заменить распыление ДДТ без существенного увеличения заболеваемости, их использование позволяет сократить распыление ДДТ». [167]
Сравнение четырех успешных программ по борьбе с малярией в Бразилии, Индии, Эритрее и Вьетнаме не подтверждает какую-либо единую стратегию, а вместо этого констатирует: «Общие факторы успеха включают благоприятные условия в стране, целенаправленный технический подход с использованием пакета эффективных инструментов, решения, основанные на данных». -активное лидерство на всех уровнях правительства, вовлечение сообществ, децентрализованное внедрение и контроль финансов, квалифицированный технический и управленческий потенциал на национальном и субнациональном уровнях, практическая техническая и программная поддержка со стороны партнерских агентств, а также достаточная и гибкая финансирование». [168]
В некоторых странах комары, устойчивые к ДДТ, могут быть чувствительны к пиретроидам. Однако устойчивость комаров Anopheles к пиретроиду растет: устойчивые комары обнаружены во многих странах. [169]
{{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 считается относительно нетоксичным, но уже давно признано, что длительное воздействие отрицательно влияет на репродуктивную функцию.
В целом, немногие исследования, проведенные на сегодняшний день, позволяют предположить, что воздействие ДДТ может повлиять на время наступления беременности, но необходимы дополнительные исследования.