Гадаскина И. Яды - вчера и сегодня

ОГЛАВЛЕНИЕ

Николай ТОЛОКОНЦЕВ

Яды вокруг нас

Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые часто уничтожают значение первых.

Ф. Энгельс

Существует предание о том, как один профессор математики начинал читать курс лекций по логике. Логика, говорил он, это наука о законах мышления. А теперь, продолжал профессор, я должен объяснить Вам, что такое «наука», что такое «закон» и что такое «мышление». Что такое «о» я объяснять не буду... Хорошее начало. Пример, безусловно, достойный подражания. Следуя ему, постараемся и мы разобраться в том, что же все-таки это такое – яд? Что такое «вокруг нас», объяснения, по-видимому, не требует.

Может показаться странным то обстоятельство, что определение «яд», «яды», о которых шла речь в предыдущих очерках, отнесено в конец книги. Естественно, возникает сомнение в правильности логики такой последовательности очерков. Не лучше ли было бы именно с этого начать книгу? То есть именно так, как это делал тот профессор математики, о котором шла речь выше. По мнению авторов книги – не лучше. И вот почему. Во-первых, каждый очерк является отдельным, независимым произведением – книгу можно читать в любом порядке. Во-вторых, те читатели, которые познакомились с предыдущими очерками, согласятся, наверное, с утверждением о том, что не очень просто объяснить, что такое яд. Можно, например, идя «от противного», противопоставить его лекарству. Но тогда возникает необходимость определить понятие «лекарство». И снова трудность: необходимость отделить лекарство от не-лекарства, та же трудность, как и при разграничении ядов и не-ядов. Круг замыкается. В-третьих, нам представляется, что большое количество конкретных примеров ядовитого действия различных веществ растительного и животного происхождения, а также веществ, созданных самим человеком, позволит лучше и полнее раскрыть содержание понятия «яд».

В действительности, как сказал Штаркештейн (цит. по: Н.В. Лазарев, 1938), «всякое вещество ни в зависимости от качества, ни (в зависимости) от количества не может быть в полном объеме названо ядом, так как наступление ядовитого действия зависит всегда от условий, при которых вещество действует на организм». От очень многих условий. Кроме дозы и концентрации вещества, например, от времени его воздействия и особенностей самого организма (видовых, половых, возрастных и многих иных). Поваренную соль вряд ли кто-нибудь назовет ядом. Однако, если принять ее в количестве нескольких столовых ложек и запить несколькими глотками воды, то наступит смертельное отравление, мучительная смерть. Жидкая часть крови в силу физико-химических свойств соли начнет поступать, «всасываться» в полость желудочно-кишечного тракта. Сердцу нечего будет перекачивать из большого круга кровообращения в малый. Обычная поваренная соль окажется страшным ядом.

Можно привести и противоположный пример. Хорошо известна очень высокая ядовитость фосфорорганических веществ для многих живых существ, в том числе и для человека. Некоторые из них, например табун и зарин, являясь боевыми отравляющими веществами, накапливались в арсеналах химического оружия немецко-фашистской армии в годы второй мировой войны. Но даже эти, очень токсичные соединения, самые настоящие яды, могут найти и находят применение в качестве лекарственных средств, например, при лечении глазных болезней.

Итак, что же мы называли и еще будем называть ядами на последних страницах настоящей книги? Вещества биологического (животного или растительного) и антропогенного происхождения, которые при воздействии на живые организмы, в том числе на человека, могут вызывать отравления – смерть или различные нарушения биохимических, физиологических, генетических, психических и иных процессов и функций. Близкое к этому определение яда даёт в своем знаменитом словаре В.И. Даль: «Яд, отрава, всякое вещество, убийственное или вредоносное в пище либо в дыхании, в примеси к крови или переходе его иным путем в тело человека, животного. Ядом зовут снадобья, зелень, средства, сильно и довольно быстро вредящие, отравляющие, могущие причинить смерть». Очевидно, что наше определение не является логически очень строгим с точки зрения того, что говорилось в примерах с поваренной солью и фосфорорганическими веществами. Примем его «в первом приближении» и в этом заключительном очерке на ряде конкретных примеров постараемся раскрыть содержание понятия «яд» более развернуто.

Каменный... Бронзовый... Железный век. Перечисленные этапы истории человеческого общества названы по тем материалам, которые человек с наибольшей эффективностью использовал в своей практической деятельности. XX век называют по-разному. Веком кибернетики, электроники, ядерной энергетики, а в последнее время и веком биотехнологии. Его называют и веком химизации. Академик Н.Н. Семенов в 1959 г. писал: «Три-четыре десятка лет назад в результате развития химии начался новый век – век синтетических полимерных материалов». Действительно, область применения полимеров непрерывно расширяется: от детских игрушек, тканей, упаковочных материалов и синтетических моющих средств до оболочек ракет, корпусов кораблей и глубоководных аппаратов. И отнюдь не случайно французская писательница Э. Триоле для своего романа, посвященного проблемам современности, не нашла лучшего названия, чем «Нейлоновый век». Конечно, развитие химической науки и химической технологии связано не только с синтетическими полимерными материалами. Колоссальный размах приобретает «сельскохозяйственная» химия – производство удобрений и различных средств для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Увеличить урожайность сельскохозяйственных культур без применения указанных соединений практически невозможно.

Наука, изучающая действие ядов, называется токсикологией. Но не только действие, разумеется. Токсикология изучает физические и химические свойства ядов, механизмы их действия на живые организмы, признаки и картины поражении, изыскивает средства профилактики и лечения отравлений, а также формы и возможности полезного действия ядов. История токсикологии теряется в глубине веков. Человек столкнулся с ядовитым действием различных веществ растительного и животного происхождения еще в каменном веке. По мере освоения природной среды в поле его зрения стали попадать все новые и новые ядовитые вещества, в том числе и антропогенные, т.е. такие, которые производились самим человеком либо как промежуточные, либо как конечные продукты его трудовой деятельности. В связи с развитием промышленности, химии и химической технологии эти вещества – «промышленные яды» – потребовали пристального внимания так называемой рабочей медицины. Зародилась промышленная токсикология. Затем – сельскохозяйственная. В дальнейшем параллельно с формированием общей токсикологии, изучающей наиболее общие закономерности взаимодействия организма и яда, происходило и происходит все большее ее дробление. Появляются, например, такие ее ветви и самостоятельные разделы, как токсикология металлов, пестицидов, полимеров, военная токсикология, токсикология замкнутых пространств.

Насыщение окружающей человека природной среды вредными веществами становится вое более осознаваемой опасностью для нормальной жизнедеятельности и здоровья. Это обстоятельство, этот фактор, наряду с ростом народонаселения, истощением природных ресурсов, ростом промышленного и сельскохозяйственного производства стал рассматриваться в качестве одной из фундаментальнейших переменных в глобальных моделях предвидимого будущего.

Начало серьезных научных исследований по проблеме глобального загрязнения природной среды обычно связывают с работами Дж. Форрестера и группы Д. Медоуза (см., например: А. Печчен, 1980). Однако здесь необходимо существенное уточнение. По-видимому, самым сильным импульсом к обострению интереса к этой проблеме послужила книга безвременно погибшей Р. Карсон «Безмолвная весна». Вышедшая первым изданием в 1962 г., за очень короткий срок она выдержала множество изданий. В течение 1962 г. эта книга только в США была издана 6 раз (!). И хотя она посвящена только одной проблеме химизации – все более широкому применению химических веществ для борьбы с вредителями сельского хозяйства, – Р. Карсон усмотрела в этом огромную опасность для будущего всего человечества. Она высказала мнение о том, что со временем ядовитые химические вещества настолько пропитают поверхность земли, что сделают ее непригодной для всякой жизни, и тогда весна – время пробуждения природы – станет «безмолвной», поскольку не будет больше ни птиц в лесах и на полях, ни рыбы в реках, и над всем человечеством нависнет смертельная опасность.

Рассматривая вопрос о применении наиболее распространенных в начале шестидесятых годов пестицидов, Р. Карсон пришла к выводу о том, что это ведет к отравлению водных бассейнов и рек, а также к образованию в природе новых, губительных для всего живого веществ в результате соединения сравнительно безвредных (каждого в отдельности) химикатов или их соединений с остатками радиоактивных веществ. Многие пестициды, по мнению Р. Карсон, оказывают губительное воздействие на домашний скот, рыбу и птицу.

Вскоре после выхода книги Р. Карсон появился целый ряд работ других авторов, всесторонне раскрывающих важную проблему химизации. Конечно, не претендуя на сколько-нибудь полный перечень таких книг, только в качестве примера назовем некоторые из них, опубликованные на русском языке. Это «До того как умрет природа» Ж. Дорста (1968), «Безмолвный фронт» Ю. Медведева (1969), «Трехсотлетняя война: Хроника экологического бедствия» У.О. Дугласа (1969), «Оскальпированная земля» А. Леньковой (1971), «Замыкающийся круг» (1974), «Технология прибыли» (1976) Б. Коммонера, «Социализация природы» Ф. Сен-Марка (1977).

Безусловно важным событием, по времени совпадающим с исследованием Дж. Форрестера и группы Д. Медоуза, явилась Конференция Организации Объединенных Наций по охране окружающей среды, которая состоялась в Стокгольме в июне 1972 г. Вводный доклад на этой конференции был сделан Б. Уорд и Р. Дюбо, которые впоследствии написали известную во всем мире книгу «Земля только одна». Книга эта является уникальной. Хотя Б. Уорд и Р. Дюбо считаются основными авторами этого труда, в его подготовке приняли участие более семидесяти виднейших ученых из десятков стран мира. Следует подчеркнуть, что эта книга не является «токсикологической». В ней рассматриваются различные вопросы по охране среды обитания человека, так или иначе связанные со сдвигами в общественном развитии и следствиями научно-технического прогресса. Однако проблема загрязнения биосферы вредными веществами рассматривается в качестве одной из важнейших для судеб человечества.

Среди названных книг нет упоминания о коллективном труде советских ученых «Введение в геогигиену», посвященном В.И. Вернадскому. Эта книга заслуживает особого разговора. К сожалению, значение ее не получило должной оценки во время выхода в свет в 1966 г. И только теперь мы можем по достоинству оценить работу ее организатора и научного редактора Н.В. Лазарева, увидевшего проблему загрязнения окружающей среды «во весь ее рост», собравшего творческий коллектив авторов и подготовившего книгу к изданию. В нашей стране эта проблема в систематизированном виде на высоком научном уровне была освещена впервые именно в этой книге.

Все перечисленные авторы и много-много других, исследующих рассматриваемые вопросы, располагали и располагают большим фактическим материалом. Им не очень трудно делать свои выводы о возможной опасности химического загрязнения природной среды. Но в этой связи очень интересно вспомнить не просто предостережение об этой опасности, а даже утверждение о ней французского философа, писателя и историка Ш.-Л. Монтескье. В своем знаменитом философском романе «Персидские письма», вышедшем в свет в 1721 году, словами своих героев он сказал следующее: «Я в Европе недавно, но слышал об опустошениях, которые причиняет химия. По-видимому, она является четвертым бичом, разоряющим людей и уничтожающим их понемногу, в то время как война, мировая язва (чума. – Н.Т.), голод уничтожают их во множестве, зато с перерывами». Мы хорошо знаем о том, как далеко продвинулись химическая наука, технология и химическая промышленность со времен Монтескье... Естественно возникает вопрос – были ли серьезными опасения Ш.-Л. Монтескье? Правы ли все те авторы, которые писали и продолжают писать о химической опасности в столь же тревожном духе? Наш ответ, к сожалению, не может быть отрицательным. Такая опасность потенциально действительно существует.

О загрязнении окружающей человека природной среды вредными веществами сейчас знают почти все. Средства массовой информации – печать, радио и телевидение – пытаются формировать такие знания у различных групп населения. Очевидно, что представить хороший обзор того, как, чем и в каких количествах загрязняется наш большой общий дом – биосфера – практически невозможно. К настоящему времени человечество ввело в биосферу более 4 миллионов ксенобиотиков (чужеродных для нее антропогенных веществ) и продолжает вводить по 6 тысяч веществ ежедневно. Понятно, что удельный вес, доля различных вредных веществ в загрязнении окружающей среды не являются одинаковыми. Г.В. Новиков и А.Я. Дударев (1978), например, в своей работе об охране окружающей среды современного города привели следующие данные Баттелевского института о «вкладе» отдельных веществ в загрязнение окружающей среды в 1970 и 1971 гг. В 1971 г. первое место в этом списке заняли тяжелые металлы; второе и третье «поделили» твердые отходы и химические удобрения. За ними следуют взвешенные твердые частицы, промышленные отходы в сточных водах, сернистый газ и следы нефти. Приведем количественные данные до некоторым из перечисленных загрязнителей, о действии которых на биосферу кое-что известно. Точнее о тех, которые являются известными химическими соединениями. Очевидно, что очень трудно сказать что-либо определенное о загрязнении, например, «твердыми отходами»; не зная их химического состава, нельзя ничего сказать и о механизме их действия.

Тяжелые металлы
В эту группу обычно включают металлы с плотностью большей, чем у железа, а именно: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьму, олово, висмут и ртуть. Выделение их в окружающую среду происходит в основном при сжигании минерального топлива. В золе угля и нефти обнаружены практически все металлы. В каменноугольной золе, например, по данным Л.Г. Бондарева (1984), установлено наличие 70 элементов. В 1 т в среднем содержится по 200 г цинка и олова, 300 г кобальта, 400 г урана, по 500 г германия и мышьяка. Максимальное содержание стронция, ванадия, цинка и германия может достигать 10 кг на 1 т. Зола нефти содержит много ванадия, ртути, молибдена и никеля. В золе торфа содержится уран, кобальт, медь, никель, цинк, свинец. Так, Л.Г. Бондарев, учитывая современные масштабы использования ископаемого топлива, приходит к следующему выводу: не металлургическое производство, а сжигание угля представляет собой главный источник поступления многих металлов в окружающую среду. Например, при ежегодном сжигании 2,4 млрд т каменного и 0,9 млрд т бурого угля вместе с золой рассеивается 200 тыс. т мышьяка и 224 тыс. т урана, тогда как мировое производство этих двух металлов составляет 40 и 30 тыс. т в год соответственно.

Интересно, что техногенное рассеивание при сжигании угля таких металлов, как кобальт, молибден, уран и некоторые другие, началось задолго до того, как стали использоваться сами элементы. «К настоящему времени (включая 1981 г.), – продолжает Л.Г. Бондарев, – во всем мире было добыто и сожжено около 160 млрд т угля и около 64 млрд т нефти. Вместе с золой рассеяны в окружающей человека среде многие миллионы тонн различных металлов».

Хорошо известно, что многие из названных металлов и десятки других микроэлементов находятся в живом веществе планеты и являются совершенно необходимыми для нормального функционирования организмов. Но, как говорится, «все хорошо в меру». Многие из таких веществ при их избыточном количестве в организме оказываются ядами, начинают быть опасными для здоровья. Так, например, непосредственное отношение к заболеванию раком имеют: мышьяк (рак легкого), свинец (рак почек, желудка, кишечника), никель (полость рта, толстого кишечника), кадмий (практически все формы рака).

Разговор о кадмии должен быть особым. Л.Г. Бондарев приводит тревожные данные шведского исследователя М. Пискатора о том, что разница между содержанием этого вещества в организме современных подростков и критической величиной, когда придется считаться с нарушениями функции почек, болезнями легких и костей, оказывается очень малой. Особенно у курильщиков. Табак во время своего роста очень активно и в больших количествах аккумулирует кадмий: его концентрация в сухих листьях в тысячи раз выше средних значений для биомассы наземной растительности. Поэтому с каждой затяжкой дымом вместе с такими вредными веществами, как никотин и окись углерода, в организм поступает и кадмий. В одной сигарете содержится от 1,2 до 2,5 мкг этого яда. Мировое производство табака, по данным Л.Г. Бондарева, составляет примерно 5,7 млн т в год. Одна сигарета содержит около 1 г табака. Следовательно, при выкуривании всех сигарет, папирос и трубок в мире в окружающую среду выделяется от 5,7 до 11,4 т кадмия, попадая не только в легкие курильщиков, но и в легкие некурящих людей.

Заканчивая краткую справку о кадмии, необходимо отметить еще и то, что это вещество повышает кровяное давление. Относительно большее количество кровоизлияний в мозг в Японии, по сравнению с другими странами, закономерно связывают в том числе и с кадмиевым загрязнением, которое в Стране восходящего солнца является очень высоким.

Формула «все хорошо в меру» подтверждается и тем, что не только избыточное количество, но и недостаток названных выше веществ (и других, разумеется) не менее опасен и вреден для здоровья человека. Есть, например, данные о том, что недостаток молибдена, марганца, меди и магния также может способствовать развитию злокачественных новообразований.

Примеров насыщения окружающей человека среды тяжелыми металлами и микроэлементами накопилось очень много. Значительное их число приведено в монографии Л.Г. Бондарева. Еще больше данных о вредном действии тяжелых металлов, и не только для человека, содержится в третьем томе седьмого издания справочника «Вредные вещества в промышленности» (1977). Для нас эти примеры имели целью показать масштабы металлического давления на биосферу и возможность неблагоприятных следствий этого процесса для здоровья людей.