CC BY
26
ЗА РУБЕЖОМ
УДК 614.715:546.815
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ СВИНЦОМ
К. Паттерсон
Калифорнийский технологический институт
Свинец находится в земле в виде следов, в среднем составляя около 12 частей на миллион. В период эволюции большинство растений, произрастающих на земле, перестали содержать редкие тяжелые металлы, заменив их более распространенными и более легкими. Подобный процесс происходил как в растениях, так и у плотоядных. Сложные организмы, как и люди, существующие в конце пищевой цепи, поэтому относительно свободны от токсического воздействия тяжелых металлов. Естественные уровни свинца в различных частях биосферы еще неизвестны. Однако, имея в виду соотношение между кальцием и барием, по аналогии можно считать, что в почве кальция в 2000 раз больше, чем свинца, в незагрязненных растениях в 12 ООО раз больше, чем свинца и в млекопитающих, вероятно, в 500 000 раз.
Около 95%свинца, принимаемого с пищей, в конце концов выводится из организма с испражнениями. Около 40% этого металла, поступающего через легкие, проникает в общий ток крови, поэтому атмосферный свинец является наиболее серьезным загрязнителем. Большая часть элемента, поглощаемого организмом, выделяется с мочой через относительно короткий срок. Однако небольшая часть поглощенного свинца длительное время остается в организме, главным образом в костях, откуда он вновь может поступать в кровь. В естественных условиях, вероятно, накопление свинца в организме происходит быстрее у детей, чем у взрослых.
Свинец, являясь веществом, тормозящим энзимы, ослабляет клеточный метаболизм в организме и влияет на естественные функции органов. В отдельных случаях при избыточном поглощении свинца развиваются грубые нарушения деятельности мозга, мыщц или почек, что рассматривается как классическое отравление свинцом. В других случаях, когда грубого нарушения деятельности органов не происходит и симптомы менее выражены, ослабление клеточного метаболизма определяется как хроническое отравление свинцом.
При долгом употреблении пищи, содержащей даже Vio средней концентрации свинца в почве, у человека может возникнуть классическое отравление свинцом. Пища в обществе с развитой промышленностью загрязнена свинцом и содержит его в количестве около 0,2 частей на миллион. Незагрязненная пища наших предков содержала гораздо меньше свинца; вероятно, только 0,01 часть на миллион. В доисторический период естественные воды и воздух по сравнению с пищей в незначительной степени способствовали поступлению свинца в организм. По-видимому, в естественных условиях человек потреблял ежедневно около 20 мкг свинца, содержащегося в пище, при этом он выделял около 19 мкг свинца с испражнениями и несколько меньше, 1 мкг, с мочой. В более поздний период в организме человека, возможно, содержалось около 2 мг естественного свинца.
Неприятности, связанные с промышленным свинцом, начались у людей около 2 500 лет до н. э. К тому времени человек начал заниматься разработкой недр и выплавкой металлической руды. С появлением монет в 650 г. до н. э. важное значение приобрело серебро, получаемое из свинцовой руды, благодаря чему резко возросло производство свинца.
Разнообразное использование его привело к накоплению этого металла. В классический греческий период воду собирали с крыш, покрытых свинцом, и передавали по свинцовым желобам в свинцовые цистерны. Блоки каменных зданий скрепляли с помощью железных скоб, заделанных в свинец, влитый в отверстия, просверленные в камнях. Корабли обшивали свинцом с целью предохранения от червя, портящего дерево. Целебные мази, косметику и краски изготовляли из свинцовых смесей. Виноградный сахар, прокипяченный в свинцовых кувшинах, добавляли к вину, предупреждая тем самым вино от скисания (Giltillan). Свинцово-оловянные сплавы широко применяли для покрытия внутренних поверхностей бронзовой посуды, предупреждая соприкоснование меди с пищей?и жидкостями.
Производственное использование свинца во всем мире достигло своей вершины в I и II столетиях н. э. Так, в Италии ежегодное производственное использование его в этот период почти достигло 0,004 т на человека в год. Римляне исчерпали все возможности свинцовых рудников внутри своей страны, углубив их на несколько сот метров ниже уровня моря в первые 300 лет н. э. Мировая добыча свинца с падением Римской империи резко пришла в упадок, оставаясь на низком уровне в течение последующих 6 столетий. В Европе производство свинца начало увеличиваться уже после IX столетия н. э., когда свинцовая разработка недр перешла из рук приходящей в упадок Византийской империи в руки владельцев месторождений в Центральной Европе. В последние годы периода Возрождения после того, как индейцы были порабщены и начали работать в свинцовых рудниках Перу и Мексики, мировая добыча свинца достигла прежнего высокого уровня. С периода промышленной революции мировая добыча его значительно возросла: со 100 000 т в год в 1750 г. до 3 500 000 т в год в 1966 г. (Patterson).
Сейчас есть все основания считать, что производственный свинец значительно загрязняет поверхность Земли. Изучение процессов накопления этого метода в океанических осадках показало, что в доисторический период во все океаны северного полушария ежегодно с водами рек поступало 11 000 m растворенного свинца (Chom и Patterson, 1962). Такое поступление его совсем невелико по сравнению с ежегодным притоком растворенного свинца в настоящее время (430 000 т). Таким образом, существует доказательство того, что геохимический баланс в некоторых районах Земли видоизменился (Tatsumoto и Patterson).
Поздние верхние слои океанов, видимо, содержат в 5 раз больше свинца, чем нижние древние слои, которые еще не подверглись сильному воздействию (Chow и Patterson, 1966). Концентрация промышленного свинца в атмосфере отдаленных районов Тихого океана и Арктики в 100 раз превышает естественный уровень (Chow и соавт.). В городских районах избыток промышленного свинца в атмосфере в 10 000 раз превышает естественные уровни (Cholak и соавт.). Исследованные недавно образцы мха, собранного в Скандинавии в прошлом столетии, показали, что содержание свинца увеличилось в 10 раз вблизи городов и уменьшилось в местах, отдаленных от дорог и городских районов (Ruhling и Tyler). В городах Северной Америки концентрация свинца в верхних слоях почвы значительно увеличилась. Исследование снежных слоев в Гренландии, близ Северного полюса, выявило ежегодное постепенное увеличение производственного свинца за последние столетия. В настоящее время его концентрация превысила естественные уровни в 500 раз. В самом начале промышленного возрождения концентрация свинца в снегах Гренландии была уже в 25 раз выше естественного уровня, превысив его за последующие 2 столетия в 150 раз. Вероятно, весь этот избыток металла обусловлен свинцовыми плавками. Концентрация его в снеге к 1940 г. резко возросла и за последние 2 десятилетия увеличилась в 3 раза. Причиной этого явились огромные новые порции свинцовых аэрозолей, появившиеся в связи с развитием автомобильной промышленности (Miroromi и соавт.).
Очевидность свинцового загрязнения вызвала конфликт между частными промышленными интересами и интересами здравоохранения. Химические предприятия, вырабатывающие свинцовые соединения, а также производящие бензин и добавляющие свинец в автомобильное топливо, являются наиболее упорными защитниками использования свинца и, таким образом, способствуют загрязнению им внешней среды. В 1966 г. эти предприятия использовали 310 ООО т свинца из 3 500 ООО т ежегодного мирового запаса. Такое количество пошло на производство продукта, полностью сгоравшего в воздухе, в результате чего свинец, выделившийся из этого продукта, попал в организм человека непосредственно через легкие или прямо в желудок, осев на пищу.
Промышленные предприятия открыто защищают использование свинцовых соединений, считая, что они необходимы для автомобильного транспорта. Только нефтяная промышленность имеет в своем распоряжении всю необходимую информацию для правильной оценки экономической возможности исключения использования свинцовых соединений. Ни один законодательный орган не располагает такими данными в настоящее время. Лишь решительные требования общественности могли бы воздействовать на деятелей промышленности автомобильного топлива, поколебав их решимость.
Производители свинцовых соединений добились поразительного успеха, умело оперируя общественным мнением по поводу загрязнения свинцом, пагубно влияющим на здоровье человека. В 1924 г. Aub, известный специалист в области свинцовых интоксикаций, и его коллеги опубликовали труд, посвященный этой проблеме, утверждая, что свинец не находится в организме человека при рождении, а появляется только под воздействиеа промышленных выбросов. Однако Kehoe, молодой врач из Медицинской школы Университета Цинциннати, приглашенный корпорацией, производящей этил, с целью определения данных, которые могли бы быть использованы для их защиты, используя более новые и чувствительные методы, смог показать, что свинец находится не только в человеческой пище и экскрементах, но и в крови и моче. Другие исследователи подтвердили полученные этим врачом данные.
В последующие годы Kehoe, финансируемый корпорацией по производству соединений этила, разработал 3 основных принципа. Во-первых, он доказал равенство биологических свойств природного свинца и свинца как промышленного загрязнителя. При этом автор утверждал, что естественный свинец находится всюду, как в природе, так и в человеческом организме, и провести количественное различие между природным и промышленным свинцовым загрязнением трудно. Во-вторых, по мнению Kehoe, предел допустимой вредности определяется критическим уровнем содержания свинца в организме человека, за гранью этого уровня люди внезапно поражаются классическим свинцовым отравлением. В-третьих, организм способен обезвредить любое промышленное загрязнение свинцом, проникающим в организм через жидкости; такой свинец не приносит вреда.
Однако, как было показано позднее, Kehoe принял обнаруженные им
уровни свинца у исследуемых и в их пище за «нормальные», тогда как в действительности они были загрязнены свинцом. Kehoe маскировал промышленное свинцовое отравление, подтасовывая факты и не обращая внимание на высокие концентрации свинца в почве, обусловленные загрязнением ее свинцовыми красками и газолином, и на загрязнение свинцом городского воздуха.
Доказательство Kehoe о равенстве свинца, попадающего в организм с пищей и выделяющегося с экскрементами, оказалось ошибочным, так как он пренебрег измерением содержания металла, поступающего в организм через легкие, считая, что он также выделяется вместе с экскрементами (Patterson, 1966). Серьезная ошибка Kehoe заключалась в том, что многие из обследованных им людей курили, способствуя тем самым накоплению свинца
в организме. КеИое не смог объяснить, почему у части обследуемых не было характерного содержания свинца в организме в размере от 200 до 400 мг.
С 1925 по 1965 г. не проводилось никаких фундаментальных академических исследований в области биохимии свинца, за исключением работ КеИое. Поэтому намерения промышленности свинцовых соединений, замаскированные в академическую и научную респектабельность, оставались без изменения в течение 40 лет.
Влиятельные общественные организации здавоохранения, такие как служба здравоохранения США и отдельные службы здравоохранения в густонаселенных штатах и городах, были знакомы с тем, что свинцовая интоксикация является профессиональной опасностью. В начале XX столетия они не без успеха стремились облегчить состояние промышленннх рабочих, страдающих классическим свинцовым отравлением. Очевидная ценность этих попыток состоит в том, что была выдвинута идея профессиональной опасности для здоровья человека в морально-правовом отношении. Однако вопрос о значении возрастающего загрязнения внешней среды свинцом был обойден и устанавливалось право на опасное производство. При этом считалось, что ответственность за вред, приносимый человеку свинцом, может быть разделена и в отдельности приписана любой стадии его производства и использования —от рудника, завода до дома. Нелепость такого положения может быть ярко проиллюстрирована следующим примером. Причиной отравления 50 000 детей, живущих в гетто больших городов США, считают свинец, содержащийся в старой краске (Е1шуп). Где же искать виновных этого. Не идти же назад по извилистому пути к свинцовым рудникам в Мексике.
В 1925 г. Министерство здравоохранения США, рассматривая проблему действия свинцовых соединений, открыто высказалось против свинцового загрязнения; но при этом отмечалась лишь идея профессиональной опасности и разделения ответственности. Указывалось, что тетраэтилсви-нец должен производиться, не принося вреда рабочим на заводах, но никаких рекомендаций по ограничению производства не было сделано даже тогда, когда в 1959 г. были увеличены максимально допустимые концентрации свинца в газолине.
Органы здравоохранения совместно с предприятиями, производящими свинец, занимаются изучением пагубного влияния свинцового загрязнения. При этом представители здравоохранения полагают, что установленные научными методами факты пагубности такого загрязнения независимо от мотивов позволят наложить запрет на хранение отходов в непосредственной близости от человека. Поразительным примером такого лицемерия служит научный доклад, сделанный в 1965 г. «Рабочей группой по загрязнению свинцом» на основе совместного изучения вопроса Министерством здравоохранения США и Калифорнийским государственным отделом здравоохранения,
а также многочисленными производительными центрами и потребителями
свинцовых соединений Этот доклад, завуалировавший настоящую сущность загрязняющего эффекта свинцовых соединений и их пагубного воздействия на здоровье, дал возможность производителям бензина и свинцовых соединений умело манипулировать общественным мнением, используя выводы, содержащиеся в докладе об отсутствии корреляции между содержанием свинца в крови людей и в атмосфере городов.
Исследования биохимических свойств свинцовых осадков в 1920 г. и большинство основных работ, выполненных в последующие несколько десятилетий, кратко изложили и рецензировали Соп1аго\*г и Тгишрег. Интерес к этой области, казалось, возродил взгляды КеЬое, оспариваемые геохимиками, изучающими эволюцию изотопов свинца в земле. Именно геохимикам удалось установить, что океаны заражены промышленным свинцом.
1 Working Group on Lead Contamination, «Survey of Lead in the Atmosphere of Theree Urban Communities», Public Health Service Publication 999 — AP — 12 (1965).
Как геохимик, вовлеченный в эту работу, я суммировал все, что известно о залежах и распределении свинца в естественном и загрязненном окружении (Patterson, 1965).
Соответственно установленному балансу, большая часть свинца, находящегося в продуктах питания, воде, воздухе и организме, берет свое начало из свинцовых рудников. Средний американец-горожанин поглощает ежедневно около 350 мкг свинца, потребляя пищу и воду, и около 20—50 мкг свинца из воздуха. Он содержит в теле около 200 мг свинца и среднюю концентрацию его в крови в размере 0,25 частей на миллион.
Я предположил, что степень вредности свинца для здоровья можно определить по шкале, начинающейся от естественного незараженного состояния и кончающейся состоянием классического свинцового отравления. Это может быть сделано на основе определения концентраций свинца в крови, так как они увеличиваются в зависимости от места нахождения металла и степени его поглощения. Установлено, что естественная концентрация свинца в крови не должна превышать 0,01 части на миллион. Классическое свинцовое отравление соответствует концентрации свинца в крови 0,8 части на миллион. Так как у «среднего» американца концентрация свинца в крови составляют 0,25 частей на миллион, я предположил, что «средний» американец может страдать более или менее выраженным хроническим свинцовым отравлением, возможно, с неблагоприятными последствиями.
В своем докладе я подверг критике Министерство здравоохранения США и Калифорнийский государственный отдел здравоохранения за отказ признать в своих исследованиях, проводимых совместно с промышленниками, что свинцовые соединения увеличивают содержание свинца и его концентрацию в крови городских жителей Америки и что соответствующий уровень свинца у людей опасен. В 1966 г. я уговорил губернатора Калифорнии возглавить отдел здравоохранения и пересмотреть их позицию. В опубликованном в 1967 г. докладе они открыто признали, что свинцовые соединения являются источниками выделения свинца в городскую атмосферу и что концентрация свинца в крови людей, живущих в городах, соответственно выше. Основные авторы доклада выступили с такой точкой зрения в научном журнале в 1967 г. (Goldsmith и Hexter), начав дискуссию с Kehoe (Goldsmith и соавт.), их бывшим союзником и соавтором первого доклада в 1965 г. Однако производители бензина и свинцовых соединений не приняли во внимание эти важные данные. Агентства же здравоохранения проявили неспособность обеспечить защиту здоровья людей и пошли на компромисс. Министерство здравоохранения США не спешило рассматривать проблему вредности свинцовых соединений. Тетраэтилсвинец производился и продавался без оговорок со стороны агентств до тех пор, пока не разразился скандал в связи с острыми отравлениями этим соединением.
Агентства здравоохранения явно не в состоянии) проводить исследования, которые в действительности защищали бы интересы здоровья людей. В 1939 г. американская служба здравоохранения была вовлечена в широко проводимую работу по изучению вредного влияния на здоровье людей свинцовой соли, используемой при опылении яблонь х. Сделан вывод, что если
уровень свинца в яблонях составляет 7 частей на миллион (кстати, такой максимально допустимый уровень остается на сегодняшний день), то опасности для людей не существует. За это время Kehoe получил данные о том, что 1,5 части на миллион свинца в пище вызывает свинцовое отравление в течение месяца. Таким образом, заключения, к которым пришло Министерство здравоохранения США, были продиктованы целями экономики и подобного подхода можно ожидать в будущем.
Мой доклад был опубликован в журнале, который издается представителями медицины труда и свинцовой промышленностью. Этот доклад в не-
1 U. S. Public Health Service, «A Study of the Effect of Lead Arsenate Exposure on Orchardists and Consumers of Sprayed Fruit», Public Health Service Bulletin 267 (1941)
которой степени подорвал влияние оппозиции. Как в США, так и в Европе, сейчас предпринимается шаг к сплочению сил, способных оказать сопротивление свинцовому загрязнению (Douglas-Wilson; Munroj, и др.). Проведенная дискуссия и вызванный в связи с ней интерес к биохимии свинца положили конец эре полного господства промышленности, существовавшего в течение 40 лет, утвердив медицинскую точку зрения на загрязнение свинцом.
От редакции
Публикуя статью американского геохимика К. Паттерсона, редакция отмечает, что сообщение автора, профессора Калифорнийского технологического института, на II Международном океанографическом конгрессе в Москве относительно опасности загрязнения свинцом морской воды в Северном полушарии вызвало значительный интерес советских гигиенистов. Публикуемая статья отмечена широтой подхода к проблеме загрязнения биосферы свинцом.
Вполне обоснована тревога автора по поводу интенсивного и все возрастающего уровня воздействия свинца на организм жителей США и увеличивающегося загрязнения международных вод в связи с трудностями регламентации процессов поступления этого металла в биосферу, присущими капиталистическому общественному устройству. Обращают на себя внимание приводимые в статье примеры дезинформации общественного мнения, осуществляемого в капиталистических странах в интересах монополий.
Поднимаемые автором вопросы профилактики воздействия свинца на организм в значительной мере решены в Советском Союзе, где, в частности, запрещено применение содержащих свинец добавок к бензину в крупных городах и курортных местностях, ограничено использование свинцовых красок и полностью запрещено применение свинцовых белил, проведена большая работа по замене азида свинца в детонаторах другими безопасными для человека соединениями и осуществляется ряд других эффективных профилактических мероприятий. *
ЛИТЕРАТУРА
G i 1 f i 1 1 a n S. С., J. occup. Med., 1965, v. 7, p. 53. — Chow T. J., Patterson С., Geochim. cosmochim. Acta, 1962, v. 26, p. 263. — Tatsumoto M., Patterson С. В кн.: in Earth Science and Meteoritics. Amsterdam, 1963.— С h o w T. J., Patterson С., Earth Plan. Sei. Let., 1966, v. 1, p. 397. —Cholak J., Schäfer L. J., Sterling T. D., J. Air Pollut. Control Ass., 1961, v. 11, p. 281. — R ü h -ling A., Tyler G., Bot notiser., 1968, v. 121, p. 21. —Aub J. C., Fair-hall L. Т., M i n o t A. S. et al. Medicine (Baltimore), 1925, v. 4, p. 1.—К e h o e R. A. J. roy. Inst. publ. Hlth., 1961, v. 24, p. 81; p. 101; p. 129, p. 177. — E 1 w y n D., Scientist Citizen, 1963, v. 10, p. 53. — С a n t а г o w A., T r u m p e r M., Lead Poisoning. Baltimore, 1944. — Patterson С., Arch, environm. Hlth, 1965, v. 11, p. 344. — Idem, Ibid., 1966, v. 12, p. 136 — G о 1 d s m i t h J. R., Hexter A.C., Science, 1967, v. 158, p. 132. — G о 1 d s m i t h J. R., Hexter A.C., Kehoe R. A., Ibid., v. 159, p. 1000.
Поступила 24/11 1970 r.
