О химии и жизни в дикой природе

«Арктика – изначально очень чистое место. Но по структуре атмосферных и океанских потоков она выступает как концентратор: воздушные и водные массы стекаются со всего Северного полушария в Арктику, принося загрязнения из средних и даже низких широт. Одновременно мощные течения из Атлантики через пролив Фрама заполняют котловину Северного Ледовитого океана, и все, что в ней есть, надолго консервируется. В результате в Арктике оседают загрязнения, которые там не производятся, а производятся во всем северном полушарии (этот процесс называется дальним переносом). Кроме этого, в Арктику приносятся загрязнения непосредственно людьми в процессе их деятельности. Например, стойкие органические загрязнения (СОЗ). Это химические вещества, которые активно использовались разными странами в период расцвета сельскохозяйственной и промышленной химии. Юрий Сычев, к.ф.-м.н., директор Фонда полярных исследований «Полярный фонд»


- Что представляют собой полихлорбифенилы?


Полихлорированные бифенилы (ПХБ) (или полихлорированные дифенилы (ПХД) стали широко применяться в начале 1970-х годов. Это соединение обладает уникальными диэлектрическими свойствами: оно не замерзает, имеет очень высокую диэлектрическую проницаемость, – а для всех механизмов типа аккумуляторов и тем более конденсаторов очень важны именно такие наполнители, гарантирующие их высокую функциональность. И ПХБ оказались в этом случае идеальным диэлектриком. Очень часто он использовались в виде присадок к машинному маслу.


В СССР было принято добавлять ПХБ в краску, придавая ей исключительные свойства.


Обычно это набор нескольких соединений – конгенеров (до 15 – 19, разной молекулярной конструкции), в смеси представляющих собой тяжелую маслянистую жидкость.


– ПХБ опасны только для животных или для растений тоже?


Для растений нет. Это липофильный яд – он накапливается в жировых тканях человека и животных и не выводится. Жировые клетки могут уменьшаться, увеличиваться, жир тратится на энергию, но количество клеток при этом не меняется, и концентрация ПХБ в организме – тоже. Физически жировые клетки выводятся только одним натуральным способом (т. е. не скальпелем) – с молоком матери. Но это только усугубляет проблему: от матери яд передается ребенку.


– Каким образом ПХБ попадают в организм?


С едой. Свойство липофильности позволяет им накапливаться и увеличивать концентрацию по мере продвижения по слоям пищевой пирамиды. Таким образом, даже слабо рассеянные в природной среде ПХБ по мере продвижения по пищевой пирамиде сильно увеличивают концентрацию. И тут нужно иметь в виду особенности коренного населения, которое является населением довольно реликтовым. У него очень специфический образ жизни и питания. Жизнь в тундре и на Крайнем Севере приводит к тому, что люди очень энергоэффективны. Они едят в основном животную пищу и не едят растительную, там ее и нет. Животная пища у них быстро усваивается, они ее специальным образом готовят, чтобы она уже частично разлагалась. Например, есть такое блюдо «копальхен» – из убитого моржа вытаскивают кости, сворачивают его в трубу и зарывают под пресс, например, под порог жилища. А через несколько месяцев труп вынимают и начинают есть*. С точки зрения эффективности затрат на пищеварение — это великая штука: моментально расщепляется, усваивается и дает массу энергии.


– Кто находится в зоне риска поражения хлорорганикой?


Коренные народы Севера издавна делятся на две группы: животноводы, которые выращивают и пасут оленей и сами производят для себя еду, и охотники, которые питаются тем, что живет в дикой природе. И те, и другие едят жирное мясо и рыбу. Если СОЗ осели в тканях животного, то они начинают накапливаться и в тканях съевшего его человека. А поскольку человек стоит на вершине пищевой пирамиды, то, многократно поедая, он расходует полученную энергию, но сохраняет в себе все загрязняющие вещества, полученные с жиром животных. Так вот, у оленеводов, скажем, ненцев или саамов, нет проблемы накопления огромного количества загрязнителей в организме. Олени у них едят мох, и поэтому они получают только то, что распространяется с дальним переносом. А вот у охотников – это приморские группы населения: алеуты, чукчи, эскимосы, – к сожалению, есть такая проблема, потому что они употребляют то, что плавает в море или бегает по суше (например, медведь) и что само в свою очередь является хищником и стоит на высоком уровне пищевой цепочки. Выброшенные в природу ПХБ, и вообще хлорорганика, накапливаются сначала чуть не планктоном, крилем, далее – рыбами, тюленями, медведями и только потом – человеком. Поэтому у коренного населения, которое ведет охотничий образ жизни, высокие концентрации загрязнителей в крови.


– В чем состоит негативное влияние ПХБ на здоровье человека?


В 2004 году проводилось масштабное исследование у нас в России, на Аляске, в Гренландии, и всюду оказалось, что у берегового населения, ведущего охотничий образ жизни, очень высокие концентрации ПХБ в крови. Мало того, что это яд, воздействующий практически на все органы и усиливающий действие других ядов. Накопление хлорорганики к тому же приводит к серьезным проблемам в репродукции.


Скажем, на Чукотке (это статистически подтверждено) соотношение между полами при рождении составляет примерно 20% мальчиков на 80% девочек, т. е. резко смещено. У нас этой проблемой занимались специалисты Северо-Западного центра гигиены и общественного здоровья. Вместе с норвежскими коллегами они показали, что молекулярная структура ПХБ близка к гормональной. Поэтому, находясь в организме, эта штука вносит диссонанс в гормональную деятельность. В результате рождается, например, больше одного пола, чем другого.


Задача состоит прежде всего в том, чтобы предотвратить дальнейшее отравление детей. Взрослые как-то уживаются с высоким уровнем концентрации, но болезни и высокая смертность детей, изменение гендерных пропорций – вот это реальные проблемы. Дети гораздо более подвержены воздействию ПХБ, особенно в утробе матери и сразу после рождения. При прочих равных условиях они получают во много раз больше загрязнителей на килограмм веса, чем взрослые. Это приводит к задержке роста, снижению умственных способностей, отклонениям в психике.


– Дисбаланс полов – он ведь может привести просто к вымиранию?


И к этому тоже. Так что пристальное внимание арктических государств приковано к этой проблеме. Даже нефтяное загрязнение не вызывает таких серьезных опасений. Оно создает другие проблемы – для животных. Но для людей менее опасно. Нефть все-таки не является ядом. Хотя там свои аспекты. Зато нефти гораздо больше. Вся эта история с ПХБ привела к тому, что Арктический совет, все арктические страны рассматривают ПХБ как прямую угрозу здоровью коренного населения Арктики. А коренное население – это очень важная часть арктической политики. Иногда начинаются разговоры: вот Антарктида – она же интернациональная, давайте и Арктику сделаем интернациональной. На что арктические державы отвечают: ребята, это наша территория, у нас тут люди живут уже тысячи лет, это их земли, это их воды. Мы же не просим вас объявить кусок вашей территории интернациональной. Это один из краеугольных камней политики арктических государств. Вот такая смесь политики и здоровья.


– А зоологи в такой же степени обеспокоены распространением ПХБ, как и медики?


Те, кто занимается высшими млекопитающими, – в такой же. Потому что там дела еще хуже. Например, медведи просто потребляют эти СОЗ напрямую. Они что найдут, то и едят. То, что хоть отдаленно является органическим маслом и может быть усвоено, они съедают. Они рыщут по свалкам, заброшенным станциям, и что-то ведь находят, хотя уже столько лет прошло.


– Что делать с той хлорорганикой, которая уже находится в окружающей среде?


Для опасных органических веществ существуют правила, как их собирать, хранить и уничтожать. Самое сложное в ПХБ и во всей хлорорганике – это как раз уничтожение. Потому что если уничтожать обычным способом, например, сжиганием, то в результате сжигания возникают диоксины – газообразное, но тоже очень ядовитое вещество, в зависимости от молекулярного состава жидкое или газообразное. Например, во время вьетнамской войны американцы применяли дефолиант «агент оранж», он был тоже на основе диоксинов. Так вот, он прекрасно смывал листья с деревьев, но крайне негативно отразился на генетике вьетнамцев. Поэтому ликвидация хлорорганики должна происходить либо при очень высокой температуре, чуть не температуре плазмы, либо с использованием специальных химических методов. В целом техника ликвидации ПХБ сродни ликвидации химического оружия – оно тоже органическое, и его тоже необходимо ликвидировать так, чтобы продукты, возникающие в процессе, не оказались страшнее самого этого оружия.


– Это, наверное, очень дорого?


Да, это дорого. Для этого нужны очень дорогие установки. А помимо ПХБ в Арктике еще много хлорорганики, которая в массовом количестве раньше завозилась и использовалась.


Например, против комаров. Были такие прогрессивные советские кампании: посыпали тундру – и олени бегают здоровые и довольные. А то, что тундра пропитывается ядами – это никому тогда в голову не приходило. Горы этой хлорорганики и сейчас там лежат.


Ее пытаются как-то переупаковывать и складировать, чтобы, по крайней мере, ее не смывало. Вот такая довольно грустная история.


– В августе-сентябре 2012 года Вы принимали участие в экологической экспедиции на Землю Франца-Иосифа. Что Вы там нашли?


Мы с 2004 года работаем на ЗФИ в части оценки уровня загрязнений. У нас несколько групп загрязнений, специфических именно для Арктики, которые представляют собой практическую опасность и которые мы пытаемся оценивать: нефтяное загрязнение, ПХБ, соли тяжелых металлов. Не сами тяжелые металлы – у нас там тяжелых металлов миллионы тонн. Потому что любая брошенная железяка – это уже тяжелый металл. А вот соли, они растворимые, они проникают везде и переносятся в организм.


Среди прочих мы старательно ищем ПХБ. На острове Земля Александры, где мы работали в 2012 году, в период «холодной войны» стояли военные части, аэродромы, аэродромные службы, службы ПВО, радиоразведки и тому подобные. Для их обеспечения наши военные, как и военные всего мира, использовали ПХБ, когда это было нужно.


К нашему счастью, в больших количествах мы их там не нашли. А то, что нашли, в основном в краске и в минеральных смазочных маслах как присадка. И даже в конденсаторах, которые мы обнаружили, в качестве диэлектрика хлорорганика не использовалась. Но тем не менее, в почве она все время присутствует. Пусть не запредельный, но довольно значительный уровень. Все, что мы обнаружили, слито в бочки и лежит там, а мы решаем, как это уничтожать.


Сами бочки из-под масел с ПХБ можно очищать довольно простым способом: сжигать остатки на стенках по определенной процедуре с водой, тогда в результате химической реакции собственно диоксины не эмитируются в окружающую среду. Но на самом деле это вопрос концентрации. Если концентрация низкая, как в данном случае, то особого вреда мы не нанесем. А для того, чтобы уничтожить само это масло, необходимо либо завозить высокотемпературные установки, либо использовать специальные химические и физико-химические способы, например, сверхкритическое окисление. Все эти способы очень дороги. И не только при реализации их на Крайнем Севере – это вообще проблема промышленной экологии. Например, в городе Серпухов на месте бывшего трансформаторного завода пропитка полихлорбифенилами слоя земли составляет метров шесть. Что с этим делать? Вынимать этот грунт? Можете представить себе объемы. Вот такие зоны есть.


- В нашей стране ПХБ запрещены?


Во всех странах их применение запретили примерно в одно и то же время: с конца 1970-х до середины 80-х годов. Включили их в Стокгольмскую дюжину. Существует Стокгольмская конвенция о запрещении применения стойких органических загрязнителей, в которую внесены наиболее ядовитые вещества. И ПХБ туда внесены. Этот список запрещенных химических продуктов постоянно расширяется. Сейчас стоит вопрос о запрещении очень популярных пламегасителей. Сначала они были фторированные, сейчас – бромированные. Это соединения брома, которые, если ими пропитать ткань или какие-то наполнители, делают их негорючими. Ужасно выгодная вещь.


– Те ПХБ, которые находят в российском секторе Арктики, произведены у нас?


Да, они наши, родные. Вот остальная хлорорганика, как выясняется, по происхождению самая разная. Например, сельскохозяйственная – она распыляется, а потом переносится с дождем, в виде эмульсии, течениями, воздушными потоками, оседает в виде мельчайшего аэрозоля… И мы наблюдаем вещества, которые в России не производились никогда, а в крови появляются. Потому что мельчайшие частицы аэрозоля могут быть перенесены за несколько тысяч километров и уже в виде осадков упадут в Арктике.


Потом их съест какой-нибудь олень, а его съест человек – и в нем это останется навсегда…


Фотографии и иллюстрации: Сергей Пантелеев



  • * Из-за образования в процессе приготовления трупного яда — это блюдо смертельно опасно для представителей большинства других народностей.


Текст: Юрий Сычёв
Добавлено 22 апреля 2014
Share