Безмолвная весна

4. Поверхностные воды и подземные моря

Из всех природных богатств на земле наиболее ценным является вода. Большую часть земной поверхности занимают реки и озера, моря и океаны. Однако, несмотря на такое изобилие воды, нам ее не хватает. Как это ни парадоксально, но значительная часть запасов естественной воды не пригодна для питья, для применения в сельском хозяйстве и в промышленности. Это объясняется тем, что вода содержит большое количество морских солей. Поэтому подавляющая часть человечества либо уже испытывает острую нехватку воды, либо находится под ее угрозой.

В век, когда человек забыл, что является источником его происхождения, и не видит даже, что необходимо ему для жизни, вода, как и другие ресурсы, стала жертвой его безразличия.

Проблему загрязнения воды пестицидами можно понять лишь в том случае, если рассматривать ее как часть общей проблемы — загрязнения всей окружающей человека среды. Загрязнение воды происходит по многим причинам: радиоактивные отходы ядерных реакторов из лабораторий и больниц; выпадение радиоактивных осадков вследствие ядерных взрывов; сточные воды из городов и поселков, химические отходы заводов. К этому надо прибавить новые осадки — химические вещества, которыми опрыскивают засеянные земли, сады, леса и поля. Многие химические агенты в этой угрожающей смеси действуют подобно радиации и усиливают ее вредные последствия. Среди самих химических веществ происходят зловещие и малоизвестные взаимодействия, трансформации, взаимное усиление действия.

С тех пор как химики стали получать вещества, которых в природе не существует, проблема очистки воды намного осложнилась, а опасность для потребляющих воду возросла. Как мы видели, производство синтетических ядохимикатов в широких масштабах началось в 40‑е годы XX века. Ныне оно достигло таких размеров, что в водоемы страны ежедневно изливаются ужасающие потоки химических загрязнений. Смешиваясь с канализационными и другими отходами, попадающими в воду, эти химические соединения порой не поддаются обезвреживанию с помощью обычных методов применяемых на очистительных установках. Большая их часть настолько устойчива, что их трудно разрушить обычными средствами. Часто их не удается даже распознать. В реках эта поистине невероятная смесь загрязнений образует осадки, перед которыми инженеры-сантехники только беспомощно разводят руками. Проф. Рольф Элиассен из Массачусетского технологического института говорил на заседании одной из комиссий конгресса о невозможности заранее определить результат совместного действия этих химических соединении или распознать органические продукты, образующиеся в результате их смешения. «Мы еще совсем не знаем что это такое, — сказал профессор Элиассен. — Какое действие они оказывают на человека? Мы не знаем».

Количество загрязняющих органических примесей все больше и больше растет за счет химических веществ, используемых для борьбы с насекомыми грызунами, сорняками. Некоторые химикаты добавляют в воду умышленно для истребления водорослей, личинок насекомых или нежелательных рыб.

В ряде случаев загрязнения появляются вследствие опыления лесов, которое может охватить 2–3 млн. акров земли в одном только штате, причем ядохимикат предназначается для уничтожения лишь какого-нибудь одного насекомого-вредителя. Этот ядохимикат прямо опускается в реки и ручьи или каплями падает с листьев на землю и смешивается там с влагой, медленно движущейся к морю. Вероятно, основная масса загрязнений представляет собой остатки тех миллионов фунтов различных ядохимикатов, которые применяются в сельском хозяйстве для уничтожения насекомых и грызунов. Они вымываются из почвы дождевой водой и присоединяются к водам, направляющимся к морям. То здесь, то там появляются драматические свидетельства присутствия этих химических веществ в наших реках и даже в общественных водопроводах. Например, проба питьевой воды, взятая в районе фруктовых садов в Пенсильвании и проверенная на рыбах в лаборатории, содержала такое количество инсектицида, что его оказалось вполне достаточно, чтобы умертвить всех подопытных рыб в течение 4 часов. Вода, стекающая с опрыскиваемых химикатами хлопковых полей, оставалась губительной для рыб даже после пропускания ее через очистительную установку. В 15 притоках реки Теннесси (в штате Алабама) вода, отводимая с полей, обработанных токсафеном (хлорированным углеводородом), уничтожила всех рыб. Из двух речек бралась вода для городского водопровода. Однако даже спустя неделю после опрыскивания вода оставалась ядовитой. Это было подтверждено тем, что там ежедневно умирали золотые рыбки, которых в сетках опустили в воду ниже по течению.

В большинстве случаев загрязнения сразу не обнаруживаются: о них становится известно, когда погибают сотни и даже тысячи рыб. Но чаще примеси вообще не обнаруживаются. Химики, следящие за чистотой воды, не располагают стандартными методами определения органических загрязнителей и средствами их удаления. Но независимо от того удается ли их обнаружить или нет, пестициды имеются, и, поскольку их применяют на таких огромных площадях, конечно, они попадают во многие, если не во все, главные речные системы в стране.

Тем, кто сомневается, что вода у нас почти повсюду загрязнена инсектицидами, можно рекомендовать небольшой отчет, выпущенный в 1960 году Службой охраны рыбных богатств и диких животных. В нем содержатся результаты исследований, определяющих, отлагаются ли инсектициды в тканях у рыб так же, как у теплокровных животных. Первые пробы были взяты на западе страны в реках лесных районов, подвергавшихся обработке ДДТ для уничтожения хвойных почкоедов. Как и следовало ожидать, у всех рыб в тканях был обнаружен ДДТ. Очень важные результаты были получены учеными, обследовавшими речку, находившуюся на расстоянии 30 миль от ближайшего места применения ДДТ. Здесь речка была выше ближайшей и отделялась от нее высоким водопадом. Сам этот район опылению ДДТ не подвергался. Несмотря на это, и в тканях здешних рыб был обнаружен ДДТ. Каким образом этот инсектицид попал сюда? По скрытым подземным потокам? А может быть, его отнесло к речке ветром и там он опустился на поверхность воды? При другом сравнительном исследовании ДДТ был найден в тканях у рыб на инкубаторной станции, где воду брали из глубокого колодца. В этом районе также не применялось опыление ДДТ. Единственно возможным источником загрязнения могли быть подземные воды.

Наибольшее беспокойство в проблеме загрязнения воды вызывает угроза широкого заражения подземных вод. Нельзя сбрасывать пестициды в воду хотя бы в одном месте, не ставя под угрозу чистоту воды повсюду. Природа редко (если только это вообще когда-нибудь бывает) функционирует в отдельных, изолированных друг от друга участках, и, уж конечно, этого нет в распределении воды на земном шаре. Дождевая вода, падая на землю, просачивается через поры и трещины в почву и горные породы, проникает все глубже и глубже, до тех пор пока не достигает зоны, где все поры заполнены водой темного подземного моря, поднимающегося под горами, затопляющего подземные долины. Эти подземные воды все время движутся, иногда очень медленно, не более 50 футов в год, иногда сравнительно быстро — почти по 1/10 мили в день. Вода течет по невидимым каналам, то показываясь в отдельных местах на поверхности земли в виде родников, то питая колодцы. Обычно вода стекает в ручьи, а затем в реки. За исключением дождевой воды и поверхностных стоков, вся вода, текущая по земле, когда-то была подземной. Поэтому загрязнение подземных вод является по существу, опасным загрязнением волы повсюду.

Только существованием подземных морей, движением их вод можно объяснить тот факт, что ядовитые химические продукты завода в Колорадо, покрыв расстояние в несколько миль, попали в сельскохозяйственный район, отравили там колодцы, явившись причиной заболевания людей и скота, а также нанесли большой ущерб урожаю. Это — чрезвычайное происшествие, и оно может легко повториться в любом другом месте. История вкратце такова. В 1943 году военный завод Химической службы американской армии «Рокки Маунтин», близ Денвера, начал производить военные материалы. Спустя 8 лет завод сдали в аренду частной нефтяной компании, выпускающей инсектициды. Еще до того, как это произошло, в печати стали появляться тревожные сообщения. Фермеры, живущие в нескольких милях от завода сообщали о необъяснимых заболеваниях скота; сообщалось также о большом ущербе посадкам: листья пожелтела, прекратился рост растений, многие культуры погибли полностью. Наблюдались также заболевания среди людей, видимо, до тем же причинам.

Поля на этих фермах орошались водой из неглубоких колодцев. Когда колодезную воду подвергли анализу (это было в 1959 году; в обследовании принимаю участие несколько учреждений — от штата и федеральных), оказалось что в воде содержится ряд химических соединений. В течение нескольких лет завод спускал в отстойные пруды хлориды, хлораты, соли фосфоновой кислоты и мышьяковые соединения. Очевидно, подземная вода под территорией завода и в окрестностях загрязнилась и спустя 7-8 лет, пройдя расстояние примерно в 3 мили, достигла ближайших ферм. Загрязненная вода продолжала двигаться дальше, заражая все большую территорию. Никто не знал, каким образом можно остановить дальнейшее продвижение загрязненной воды.

Но самым таинственным и, вероятно, в конечном счете наиболее значительным фактом в этой и без того печальной истории было то, что в некоторых колошах и прудах вблизи завода был обнаружен гербицид 2,4-Д. Присутствие его вполне объясняло ущерб, причиненный урожаю на полях, орошаемых этой водой. Но удивительно то, что завод никогда не производил гербицида 2,4-Д.

После долгих и тщательных исследований заводские химики пришли к выводу, что 2,4-Д образовался в открытых бассейнах самопроизвольно. Он получился из других веществ, спускаемых из цехов завода; при действии воздуха, воды и солнечного тепла и без всякого участия химиков труды превратились в химические лаборатории по выработке нового химического вещества, уничтожающего многие растения.

Таким образом, случай в Колорадо имеет не только местное, но и более широкое значение. Ведь и в других местах, где химические вещества загрязняют воду, могут произойти подобные случаи. Какие опасные соединения могут получиться из так называемых «безвредных веществ» в озерах и речках под каталитическим воздействием воздуха и солнечного света?

Самым тревожным фактом в проблеме загрязнения воды химическими веществами является то, что в реке, озере, бассейне, наконец, в стакане воды, поданном вам за обедом, оказываются смешанными такие химические вещества, которые ни один опытный химик и не подумает соединить в своей лаборатории.

Возможность самых неожиданных взаимодействий между этими свободно смешивающимися химическими веществами очень беспокоит работников Министерства здравоохранения США, которые опасаются, что образование вредных веществ из сравнительно безобидных может приобрести очень большие масштабы. Реакции могут протекать между двумя или несколькими веществами или между химическими веществами и радиоактивными отходами, которые во все большем количестве спускаются в наши реки. Под влиянием ионизирующей радиации вполне может произойти такая перегруппировка атомов, которая изменит характер химических веществ самым неожиданным образом, и человек не сможет уже предотвратить этого.

Конечно, загрязняются не только подземные воды, но также и все воды на поверхности земли — реки, их притоки и оросительные каналы. Тревожным примером служит то, что происходит в заповедниках на озерах Туле-Лейк и Лоуэр-Кламат (Калифорния). В цепи всех этих заповедников находится заповедник Аппер-Кламат в штате Орегон. Все они снабжаются, может быть к их несчастью, водой из одного и того же источника. Все они лежат, подобно маленьким островкам, в бескрайнем море возделываемых земель, осушаемых дренажными канавами и отводом воды из бывшего рая водяных птиц — из болот. Фермерские поля, окружающие заповедники, в настоящее время орошаются водой из озера Аппер-Кламат. После орошения полей воды перекачиваются в Туле-Лейк, а оттуда — в Лоуэр-Кламат. Итак, вся вода здесь представляет собой то, что стекает с возделываемых полей. Об этом следует помнить в связи с недавними событиями.

Летом 1960 года сотрудникам заповедника на озерах Туле-Лейк и Лоуэр-Кламат были обнаружены сотни уже мертвых и умирающих птиц. Большая часть этих птиц (среди них были цапли, пеликаны, поганки, чайки) питалась рыбами. При анализе у птиц были обнаружены инсектициды токсафен, ДДД и ДДЕ. В тканях рыб, выловленных из озер, также содержались инсектициды; они были найдены также в пробах планктона. В этих озерах, по мнению директора заповедника, в настоящее время накапливается много пестицидов, перенесенных сюда оросительной водой с интенсивно опрыскиваемых земель.

Результаты подобного отравления вод, предназначенных для сохранения природы, почувствует любой охотник за утками, любой человек, которому дороги курлыкающие стаи водяных птиц, длинными вереницами тянущихся по вечернему небу. Эти заповедники имеют важнейшее значение для сохранения водяных птиц на западе страны. Они находятся как бы в узком горлышке воронки, в котором сходятся все пути перелетных птиц. Осенью сюда слетаются миллионы уток и гусей из гнездовий, тянущихся от берегов Берингова моря до Гудзонова залива, — 3/4 всех водяных птиц, направляющихся осенью на юг в штаты Тихоокеанского побережья. Летом в заповедниках вьют гнезда водяные птицы, особенно две вымирающие породы — американские нырки и красные утки. Если вода в озерах и прудах в заповедниках будет сильно загрязнена, то ущерб птичьему миру на Дальнем Западе окажется непоправимым.

Всегда надо помнить о той цепочке жизни, которую вода обеспечивает, — от мельчайших зеленых клеток плывущего растительного планктона и крошечных водяных блох до рыб, поглощающих планктон и в свою очередь поедаемых другими рыбами или птицами, норками, енотами, о бесконечной циклической передаче веществ от одного живого организма к другому. Нам известно, что находящиеся в воде необходимые минералы именно так переходят от одного звена к другому в пищевой цепи. Можем ли мы предполагать, что яды, вводимые нами в воду, не будут участвовать в этих циклах природы?

Ответ на этот вопрос можно найти в удивительной истории озера Клир-Лейк в Калифорнии. Это озеро расположено в гористой местности примерно в 96 милях к северу от Сан-Франциско. На протяжении многих лет это озеро было излюбленным местом рыболовов. Название озера («Чистое») не отвечает его действительному виду; оно довольно мутное, ибо неглубокое дно покрыто мягким черным илом. К великому сожалению рыболовов, а также людей, отдыхающих на его берегах, вода в озере оказалась идеальной средой для размножения маленьких комаров (Chaoborus astictopus). Хотя эти комары и близки к москитам, они все же не принадлежат к кровососущим насекомым и, став взрослыми особями, вероятно, не питаются. Однако огромное их количество все же чрезвычайно досаждало людям.

Попытки уничтожения этих комаров оказывались большей частью безуспешными, и так было до тех пор, пока в конце 40‑х годов не появились инсектициды — хлорированные углеводороды. Решили применить здесь ДДД, родственный ДДТ, но менее опасный для рыб.

Применение в 1949 году нового средства было тщательно спланировано, и мало кто предполагал, что оно приведет к каким-либо вредным последствиям. Озеро подвергли обследованию, определили объем воды и затем ввели в воду инсектицид в такой небольшой концентрации, что на каждую его часть приходилось 70 млн. частей воды. Сначала результаты применения нового средства были хорошими, но в 1954 году обработку пришлось повторить, на сей раз в пропорции 1 часть на 50 млн. частей воды. Эффект был поразителен — предполагали, что комары истреблены полностью.

В последующие зимние месяцы появились первые признаки пагубного воздействия нового инсектицида на жизнь других организмов. Западные поганки, обитающие на озере, стали вымирать, и по истечении небольшого отрезка времени погибло 100 поганок. На Клир-Лейк западная поганка высиживает птенцов, а также прилетает сюда на зимнее время, привлекаемая обилием рыб в озере. Это очень красивая птица. Она свивает свои плавучие гнезда на мелких озерах в западных районах США и Канады. Западную поганку часто называют поганкой-лебедем, и неспроста, потому что она точно так же, как и лебедь, скользит по воде с высоко поднятой белой шеей и блестящей черной головкой. Вылупившийся птенец покрыт мягким серым пухом; проходит всего лишь несколько часов — и птенец уже плавает, но пока на спине отца или матери.

В 1957 году, после того как новый инсектицид был применен в третий раз (что пришлось сделать, так как комары появились вновь), погибло еще больше поганок. Как и в 1954 году, при обследовании мертвых птиц не было обнаружено никаких признаков инфекционных заболеваний. Но когда подвергли анализу жировые ткани поганок, то в них обнаружили ДДД, причем концентрация была очень высокой: 1600 частей на 1 млн.

Максимальная концентрация в воде инсектицида на сей раз составила 1/50 части на 1 млн. Как накопилось в тканях птиц такое количество ДДД? Поганки, конечно, питаются рыбами. Когда провели анализ рыб в Клир-Лейке, картина начала проясняться. Яд поглощался мельчайшими микроорганизмами, накапливался в них и переходил к рыбам. Было установлено, что планктонные организмы содержали около 5 частей на 1 млн. инсектицида (примерно в 25 раз больше максимальной концентрации в воде); в рыбах, питающихся растениями, были обнаружены скопления от 40 до 300 частей на 1 млн.; наиболее высокая концентрация приходится на плотоядных рыб. Например, в буром подкаменщике была поразительно высокая концентрация — 2500 частей на 1 млн. Это напоминает английскую присказку «Дом, который построил Джек». Яд, содержащийся в воде, поглощался планктоном, которым питались рыбы, которые поедались маленькими хищными рыбами, которые в свою очередь становились жертвой крупных хищных рыб.

Позже были сделаны еще более удивительные открытия. Вскоре после применения ДДД в воде не удалось обнаружить даже его следов. Но ведь яд не мог исчезнуть из озера — он просто перекочевал в ткани растений и рыб, живущих в воде. Спустя 23 месяца после того, как в последний раз в воду озера был введен ядохимикат, его концентрация в планктоне все еще составляла 5,3 части на 1 млн. В течение почти двух лет непрерывно происходила смена планктона, но яд, хотя его больше и не было в воде, переходил от одного поколения к другому. Яд сохранился также и в тканях рыб, птиц и лягушек. По истечении одного года после введения ДДД в воду было проведено обследование рыб, птиц и лягушек, которые все еще содержали ДДД. Количества ДДД, найденные в них, во всех случаях превосходили во много раз первоначальную концентрацию в воде. Среди живых носителей яда были рыбы, появившиеся по истечении девяти месяцев после последнего применения ДДД, поганки и калифорнийские чайки, в которых были обнаружены накопления, превышающие 2000 частей на 1 млн. Между тем количество гнездовий поганок резко сократилось: до первого применения ДДД было более 1000 пар, а в 1960 году — около 30 пар. Но даже эти 30 пар, видимо, перестали размножаться, так как на озере не было видно птенцов после последнего случая применения ДДД.

Первым звеном в этой длинной цепочке отравления, вероятно, были мельчайшие растения, которые и явились первыми накопителями яда. Но что можно сказать о последнем звене — о человеке, который, ничего не зная обо всем этом, закинул в озеро удочку, поймал рыбу из воды Клир-Лейка и отнес ее домой, чтобы поджарить себе на ужин? Как может повлиять на человека большая доза ДДД или даже повторные дозы?

Хотя Управление здравоохранения Калифорнии и заявляло, что никакой опасности для людей применение ДДД не представляет, оно все же в 1959 году потребовало запретить использование ДДД для уничтожения комаров на озере. Если принять во внимание высокую биологическую активность этого вещества, то это требование было минимальной мерой предосторожности. ДДД отличается от других инсектицидов своим воздействием; он разрушает часть надпочечника — клетки внешнего слоя, известного под названием «кора надпочечника», — который выделяет гормон кортин. Вначале полагали, что такое разрушительное действие (известное с 1948 года) бывает только у собак, так как у таких подопытных животных, как обезьяны, крысы или кролики, признаков разрушения надпочечной коры не наблюдалось. Интересно, однако, отметить, что действие ДДД вызывало у собак состояние, очень похожее на состояние человека, пораженного бронзовой болезнью. Недавно проведенные медицинские исследования показали, что ДДД сильно подавляет функциональную способность коры надпочечника. Разрушительное действие ДДД на клетки используется в настоящее время в клиниках при лечении редкой разновидности рака, развивающегося в надпочечной железе.

В связи со случаем на озере Клир-Лейк возникает вопрос: оправдано ли применение химических соединений, оказывающих сильное влияние на физиологические процессы, для уничтожения насекомых, особенно если приходится вводить эти соединения непосредственно в воду? Тот факт, что инсектициды вводятся в очень низких концентрациях, не имеет никакого значения, что подтверждается примером Клир-Лейка. Клир-Лейк — это один из тех случаев (которых становится все больше), когда решение простой, казалось бы, проблемы ведет к возникновению проблемы, гораздо более серьезной, но менее осязаемой.

Здесь проблема была решена в пользу тех, кому досаждали комары, но за счет создания даже недостаточно ясной угрозы всем, кто питался рыбой и пил воду из озера.

Удивительно, что сознательное введение ядов в водоемы становится довольно частым явлением. Делается это для того, чтобы отдых на берегах таких водоемов стал более приятным, хотя после этого воду приходится подвергать довольно дорогостоящей обработке, чтобы сделать ее пригодной для питья. Когда рыболовы хотят «улучшить» породу рыб, они добиваются от властей принятия мер по истреблению ядами нежелательных рыб и пуска в водоемы мальков тех видов рыб, которые им по нраву. Здесь происходит нечто странное, похожее на превращения из книги «Алиса в стране чудес». Водоемы были созданы для снабжения населения водой, однако людей, не спросив их мнения о замысле рыболовов, заставляют пить воду, содержащую ядовитые осадки, или же платить деньги за очистку воды (отнюдь не стопроцентную) от отравляющих примесей.

Когда подземные и поверхностные воды загрязняются пестицидами и другими химическими веществами, в источники водоснабжения могут попадать не только ядовитые, но и канцерогенные вещества. Д-р У. К. Хьюпер (Национальный онкологический ин-т) предостерег, что «в обозримом будущем опасность заболевания раком в результате потребления загрязненной воды значительно возрастет». И действительно, исследование, проведенное в Голландии в начале 50‑х годов, подтвердило мнение, что загрязненные водоемы могут стать причиной раковых заболеваний. В городах, снабжающихся водой из рек, больше людей умирает от рака, чем в тех местах, где источниками питьевой воды служат колодцы, в которых вода, как предполагают, загрязняется в меньшей степени.

В двух известных случаях, когда загрязненная вода явилась причиной массового заболевания раком, был обнаружен мышьяк, роль которого в качестве возбудителя рака точно установлена. В одном случае мышьяк появился из скоплений шлака на рудных разработках, в другом — из горных пород с высоким содержанием мышьяка. История вполне может повториться в результате частого применения мышьяковых инсектицидов. Почва в таких районах становится отравленной. Затем дождевая вода смывает часть мышьяка в ручьи, реки, озера, а также в огромные подземные моря.

На этих примерах мы лишний раз убеждаемся в том, что ничто в природе не может существовать отдельно, изолированно, само по себе. Чтобы лучше понять, каким образом происходит загрязнение окружающей нас среды, следует обратиться теперь к другому основному ресурсу земли — к почве.