История пестицидов, или Химия, изменившая мир

Роман Потапов

Эта книга о пестицидах, но не торопитесь отложить ее в сторону: она была написана не только для специалистов — агрономов и фермеров, но и для всех, кто интересуется устройством нашего мира. Для всех, кто хочет узнать: что опаснее — эпидемия, вызванная насекомыми, или яды, распыляемые на полях. Но главное — эта книга о людях, чьи открытия изменили мир и позволили не погибнуть от голода все увеличивающемуся населению Земли. Часть текста ранее публиковалась в книге «Химия, изменившая мир».

От Арсения до Меркурия

«Всё — яд и всё — лекарство; то и другое определяет доза». Эти всемирно известные слова Парацельса — швейцарского химика, врача и философа — как нельзя лучше подходят для заглавия следующей истории. Речь здесь пойдет о двух известных веществах — давайте разберемся, гибель они или спасение.

Ртуть и мышьяк в качестве ядов и лекарств известны человечеству с незапамятных времен. Многочисленные истории отравлений дошли до наших дней, а вот счастливых исцелений гораздо меньше. Как рассказывает нам история, еще Царь Митридат, жившивший в 120—63 гг до нашей эры приучал себя к малым дозам мышьяка. Для чего, спросите вы? Ответ прост — чтобы пить на пирах отравленное вино со своими врагами. Мать Ивана Грозного Елена Глинская предположительно была отправлена ртутью, а её сын сам чуть не отравился «живым серебром» пытаясь лечить люэс¹¹. Едва не отправила на «тот свет» ртуть и Наполеона.

Несмотря на свою токсичность, ртуть активно использовалась врачами с древности в качестве метода лечения различных заболеваний. По записям Марко Поло¹², йоги Древней Индии употребляли напиток на основе серы и ртути, который, по их верованиям, продлевал жизнь. Также известны случаи производства китайскими знахарями так называемых «пилюль бессмертия» на основе этого металла. До XX века ртуть использовалась в качестве универсального лекарства от множества недугов, его применяли для лечения всевозможных заболеваний, начиная от гриппа и заканчивая меланхолией.

Архимед¹³ и Плиний¹⁴ назвали ртуть в честь бога Меркурия. Ученые древности считали ртуть жидким серебром, отсюда и латинское название ртути — Hydrargirum. Таинственный французский алхимик Никола Фламель¹⁵ пытался получить золото из ртути. Как вы думаете, удалось ли ему это? Неизвестно… Секреты ученого не разгаданы до сих пор. Исторически сложилось так, что вокруг ртути всегда было множество мистификаций и секретов, таинственных заболеваний и смертей. Учитывая её убийственные свойства, удивляться нечему.

Первые известные случаи отравления ртутью датируются еще медным веком, примерно в 2900—2600 годах до нашей эры. В те времена люди активно использовали киноварь — минерал, содержащий сульфид ртути, который после измельчения превращался в яркий блестящий красный порошок. Кстати, такое название до сих пор имеют масляные и акриловые краски красного оттенка. Древние греки и римляне активно использовали ртуть для очистки золота. В сфере сельского хозяйства использование ртути для борьбы, к примеру, с вредителями или болезнями, пока было слишком рискованно. При этом, римские земледельцы того времени активно использовали химию. Примерно в 200 году до нашей эры римский цензор, оратор и писатель Марк Порций рекомендовал применять обработки растений маслом для защиты от вредителей и болезней. Философ Плиний Старший подробно описывал использование различных веществ для лечения семян от головни, но ртуть в качестве пестицида не упоминалась.

Зато мышьяк в качестве пестицида встречается в записях китайского ученого Ко Хан уже в начале V века нашей эры. Ученый советовал во время высадки подросших растений риса в чеки обрабатывать корни белым мышьяком для борьбы с насекомыми-вредителями.

В Европе мышьяк также использовали против вредителей хлебных запасов, а именно мышей, не зря русское название этого вещества происходит от двух слов «мышь» и «яд». Смесь мышьяка с серой также применяли для борьбы с муравьями.

Средневековые алхимики активно использовали соединения мышьяка и называли их: «лекарством для отбеливания Венеры»¹⁶. Однако по-настоящему большой шаг в использовании химии был сделан в период промышленной революции — чудеса прогресса были доступны теперь не только ученым, но и простым обывателям. Все это обуславливалось тем, что редкие и опасные химические соединения окружали горожан на фабриках, заводах и прямо в домах.

К примеру, во времена Викторианской Англии у жителей Лондона появилась новая мода — оклеивать жилища красивыми обоями изумрудного цвета. Новый оттенок зеленого стал настолько популярным, что фабриканты не поспевали за спросом, несколько предприятий выпускали десятки километров обоев с самыми разными узорами. Век прогресса принес в дома англичан свет, стали видны ранее пребывавшие в темноте пространства, которые постыдно было оставлять без красивых обоев. Новинка не была лишена недостатка: краска, которой был нанесен узор содержала мышьяк, именно он и придавал рисунку изумрудно зеленый, красивый цвет.

Разумеется, люди в XIX веке прекрасно знали, что мышьяком можно отравиться, но кто же собирался есть обои, тем более такие красивые? О том, что мышьяк может быть опасным на расстоянии стало понятно позднее, когда в 1862 в богатом доме лондонского района Лаймхаус умер ребенок. Спустя несколько недель в том же доме умер второй ребенок. Врачи сочувственно пожали плечами: дифтерия¹⁷, что поделать? Но когда через считанные дни в этом же доме скончался третий ребенок, врачи забеспокоились. Причину стремительно нашли — стены в детской комнате были по последнему слову моды оклеены изумрудными обоями. Как и ожидалось, слуху, что так полюбившиеся лондонцам обои могут быть опасны многие отказывались верить. Нация одумалась лишь тогда, когда королева Виктория приказала ликвидировать зеленые обои со стен недавно отремонтированных комнат в Букингемском дворце.

Зеленая краска на основе мышьяка была известна не только в Англии. Пигмент — тонкий кристаллический порошок зеленого цвета, нерастворимый в воде и один из самых токсичных мышьяк содержащих препаратов был распространен во многих странах Европы. В Германии его называли Швейнфурской зеленью, в Австрии — Венской, а во Франции — Парижской зеленью. Порошок использовали для окраски судов с целью предотвращения обрастания корпусов моллюсками. В сельском же хозяйстве применяли в качестве фунгицида¹⁸ и очень ядовитого инсектицида¹⁹.

Так, в США первое упоминание Парижской зелени, как средства против вредителей, датируется 1867 годом. Именно в тот момент массовое применение этого препарата помогло американским фермерам избавиться от колорадского жука на посадках картофеля.

В Российской литературе по сельскому хозяйству конца XIX говорится о применении парижской зелени для борьбы с проволочным червем (совр. проволочником) — личинкой жука щелкуна, которая сильно повреждала клубни картофеля, делая в нем ходы. Урожай, поврежденный проволочным червем хранился крайне мало. Метод борьбы с этим вредителем заключался в разбрасывании по полю, на котором планировалась посадка картофеля, пучков свежего клевера либо комочков сладкой кукурузной муки, отравленных 10% раствором парижской зелени.

Упоминается также о применении парижской зелени для борьбы уже с другим, но не менее опасным вредителем — «озимым червём» — гусеницей озимой совки, повсеместно вредившей на сельскохозяйственных культурах, нанося многомиллионные убытки сельскому хозяйству нашей страны. Основной мерой против этого вредителя в XIX веке стала глубокая вспашка и ручной сбор личинок и гусениц на полях. Применение парижской зелени против озимой совки стало действительно долгожданным открытием и позволило при правильном применении полностью избавиться от вредителя.

Страшной напастью на Кубани во все времена считалась саранча, которая возникала внезапно и производила огромный ущерб на полях и пастбищах. В исторических заметках саранча упоминается как «Бич Божий». В начале ХХ века для борьбы с саранчой использовались все имеющиеся средства — это и отпугивание шумовыми приспособлениями, и уничтожение катками. Особенно распространенным методом стало сгребание в специальные рвы, в которых саранчу выжигали порохом или вытаптывали лошадьми. Но все эти меры были мало эффективны, только в 1908 году после централизованной закупки правительством за границей швейнфурской зелени, борьба с вредителем стала эффективной.

Примерно в это же время ученые и химики Германии обратили внимание на другое ядовитое вещество — ртуть. В самом конце 19-го столетия растворы хлорида ртути впервые были использованы для борьбы с болезнями семян. Первые опыты сразу показали высокую эффективность хлорида ртути. В отличии от формальдегида и меди, которые в то время широко применялись для борьбы с семенной инфекцией, ртутьорганические соединения не повреждали зародыш и всходы, и при этом эффективно боролись с грибной и бактериальной инфекцией. Позже хлорид ртути показал отличные результаты на бобовых и овощных культурах.

Позже Георг Везенберг, химик компании Байер, обнаружил, что вещество хлорфенолртуть эффективно подавляет многие грибные заболевания растений. Результатом этих открытий стало то, что в 1915 компания начала промышленное производство крайне эффективного протравителя «Успулун». Жидкий препарат получил очень широкое распространение не только в самой Германии, но и в странах Западной Европы.

В 20-х годах еще большую популярность обрел другой ртутный препарат «Церезан», применяемый для опыливания семян самых разных культур. Производителем были выпущены рекомендации и брошюры для фермеров на английском, немецком, французском языках. Рекламные проспекты призывали использовать новое надежное средство. На одном из таких плакатов двое довольных крестьян лопатами перемешивают семена с дустом в деревянной бочке, а ведь речь все еще идет о ртути — опасном яде, да еще в форме пыли. Учитывая уровень техники безопасности и отношения к своему здоровью, совсем не удивительно, что вскоре популярность ртутьсодержащих протравителей пошла на убыль. Слишком опасным для людей была такая обработка. Вернулись к ртутным препаратам только в середине 20-го века после изобретения специальных протравочных машин, в которых семена и яды смешиваются автоматически в специальном закрытом баке. Это был большой шаг к безопасному использованию ртути, но, к сожалению, недостаточный. Ведь в это самое время в японской префектуре Минамата²⁰ начиналась одна из самых страшных трагедий, связанных с отравлением ртутью.

Что же случилось? В небольшом приморском городке, который преимущественно зарабатывал на ловле и торговле рыбы, находилось крупное химическое предприятие Чиссо. Производились там удобрения и другая химическая продукция. Размеренная послевоенная жизнь в провинциальном городке была простой и понятной, дети ходили в школы, родители усердно работали.

В семьях рыбаков всегда держали кошек — это был надежный способ борьбы с крысами, которые портили снасти и грызли рыбацкие сети. Около 1950 года рыбаки стали замечать за четвероногими необычное поведение: припадки, судороги. Слух о странном недуге кошек разошёлся по городу, после чего стало ходить название «болезнь танцующих кошек». Все бы ничего, только кошки вскоре стали умирать в конвульсиях или бросались в воду. Тут жители вспомнили о мертвых птицах, иногда встречающихся на улицах, а также о массовой гибели рыбы в заливе.

Беда не заставила себя долго ждать. Первым пострадавшим от отравления стала пятилетняя девочка. Родители обратились в больницу в апреле 1956 года. Состояние девочки стремительно ухудшалось, тело сотрясали конвульсии, а через два дня заболела её младшая сестра, затем в больницу попала соседская девочка. Началась массовая «эпидемия» — врачи лишь разводили руками. Через полгода было уже сорок заболевших, четырнадцать из которых скончались. Больным детям давали побольше рыбы, что еще могли предложить в рыбацких семьях?

Наконец, врачи и ученые обратили внимание на тех самых «танцующих кошек» и предположили, что люди и животные гибнут по одной причине, кроме того, большинство пострадавших были из рыбацких районов вдоль побережья. Подозрение на рыбу пало сразу, а вот что за яд убивает людей и животных еще предстояло выяснить. Источник загрязнения все же был найден — химическое предприятие находилось совсем неподалеку. Оказалось, завод Чиссо сбрасывал в бухту химические отходы, не заботясь об экологии и здоровье горожан.

В качестве побочного продукта при химическом распаде выделялись ртуть и мышьяк, которые Чиссо сбрасывал прямо в море, и это продолжалось годами. Ртуть из сточных вод отравляла рыбу, рыба попадала на стол рыбаков и жителей Минаматы. Таким образом, от ядовитой рыбы пострадало огромное количество людей, потому что более доступной еды в прибрежном городе и представить было себе невозможно.

Борьба с химическим производством и выбросом отходов продлилась долгие годы. Руководство крупной химической компании не хотело признавать проблему, и уж тем более выплачивать компенсации.

26 сентября 1968 года на государственном уровне было официально признано, что болезнь Минамата — так ее теперь называли, является результатом длительного употребления в пищу отравленных ртутью продуктов. Это произошло через 12 лет после обнаружения первого случая заболевания. Компания Чиссо была признана ответственной за происходящее. Наконец, было официально признано, что жертвами трагедии стали 2 265 человека, 1 784 из которых скончались.

Японская трагедия привела к ужесточению требований при работе с ртутью и содержащими ртуть соединениями, экологи и врачи серьезно обеспокоились безопасностью препаратов, применяемых в косметической, текстильной промышленности и в сельском хозяйстве. Несмотря на то, что ртутьсодержащие препараты оставались исключительно эффективными против ряда болезней растений, хорошая активность против патогенов сопровождалась высокой опасностью для человека. После почти полувековой истории применения эти препараты были запрещены для использования во многих странах, а последние обработки такими протравителями были проведены более 30 лет назад.

Примечания

11

Люэс — (устар.: лю́эс от лат. lues — зараза) — системное венерическое инфекционное заболевание с поражением кожи, слизистых оболочек, внутренних органов, костей, нервной системы с последовательной сменой стадий болезни. Современное название болезни — сифилис.

12

Марко Поло (15 сентября 1254, Венеция — 8 января 1324, там же) — венецианский купец и путешественник

13

Архимед (287—212 годы до н. э.) — древнегреческий учёный и инженер. Родился и большую часть жизни прожил в городе Сиракузы на Сицилии.

14

Плиний Старший (настоящее имя Гай Плиний Секунд) — древнеримский писатель-эрудит.

15

Николя Фламель — знаменитый алхимик, родился в 1330-х годах в городке Понтуаз неподалёку от Парижа.

16

Медь именовалась алхимиками как «Венера».

17

Дифтерия — острое инфекционное заболевание, дореволюционное название — «болезнь плача матерей».

18

Фунгициды — химические вещества для борьбы с грибковыми болезнями растений.

19

Инсектициды — химические препараты, предназначенные для уничтожения насекомых.

20

Японский город, расположенный в префектуре Кумамото.