Загрязнение биосферы. Миграция загрязнение по пищевым цепям

Одним из возможных путей поступления ЧХВ из окружающей среды в продукты питания является включение их в «пищевую цепь».

«Пищевые цепи» представляют собой одну из основных форм взаимосвязи между отдельными организмами, каждый из которых служит пищей для других видов. В этом случае происходит непрерывный ряд превращений веществ в последовательных звеньях «жертва-хищник». Наиболее простыми могут считаться цепи, при которых загрязнители поступают из почвы в растительные продукты (грибы, зелень, овощи, фрукты, зерновые культуры) в результате полива растений, обработке пестицидами и пр., накапливаются в них, а затем с пищей поступают в организм человека.

Более сложными являются «цепи», при которых имеется несколько звеньев. Например, трава - травоядные животные - человек или зерно - птицы и животные – человек (приложение 16). Наиболее сложные «пищевые цепи», как правило, связаны с водной средой.

Растворенные в воде вещества извлекаются фитоплактоном, последний затем поглощается зоопланктоном (простейшими, рачками), далее поглощается «мирными» и затем хищными рыбами, поступая с ними в организм человека. Но цепь может быть продолжена за счет поедания рыбы птицами и всеядными животными и лишь потом вредные вещества поступают в организм человека.

Особенностью «пищевых цепей» является то, что в каждом последующем ее звене происходит кумуляция (накопление) загрязнителей в значительно большем количестве, чем в предыдущем звене. Так, в грибах концентрация радиоактивных веществ может быть в 1 000-10 000 раз выше, чем в почве. Таким образом, в пищевых продуктах, поступающей в организм человека, могут содержаться очень большие концентрации ЧХВ.

В целях охраны здоровья человека от вредного влияния чужеродных веществ, попадающих в организм с пищей, устанавливаются определенные пределы, гарантирующие безопасность использования продуктов, в которых присутствуют посторонние вещества.

К основным принципам охраны окружающей среды и пищевых продуктов от чужеродных химических веществ относятся:

• гигиеническое нормирование содержания химических веществ в объектах окружающей среды (воздухе, воде, почве, пищевых продуктах) и разработка на их основе санитарного законодательства (санитарные правила и др.);
• разработка новых технологий в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства, минимально загрязняющих окружающую среду (замена особо опасных химических веществ менее токсичными и нестабильными в окружающей среде; герметизация и автоматизация производственных процессов; переход на безотходные производства, замкнутые циклы и др.);
• внедрение на предприятиях эффективных санитарно-технических устройств для снижения выбросов вредных веществ в атмосферу, обезвреживания сточных вод, твердых отходов др.;
• разработка и внедрение при строительстве плановых мероприятий, предупреждающих загрязнение окружающей среды (выбор площадки для строительства объекта, создание зоны санитарной охраны и др.);
• осуществление государственного санитарно-эпидемиологического надзора за объектами, загрязняющими атмосферный воздух, водоемы, почву, продовольственное сырье;
• осуществление государственного санитарно-эпидемиологического надзора за объектами, где может произойти загрязнение пищевого сырья и продуктов питания ЧХВ (предприятия пищевой промышленности, сельскохозяйственные предприятия, продовольственные склады, предприятия общепита и др.)

4.1 Болезнь Минамата (отравление метилртутью)

Болезнь Минамата (яп. 水俣病 минамата-бё) — синдром, вызываемый отравлением органическими соединениями ртути, преимущественно метилртутью. Была впервые обнаружена в Японии, в префектуре Кумамото в городе Минамата в 1956 году. Симптомы включают нарушение моторики, 

парестезию в конечностях, ослабление зрения и слуха, а в тяжёлых случаях -паралич и нарушение сознания, завершающиеся летальным исходом.

Причиной возникновения болезни послужил продолжительный выброс компанией «Chisso» в воду залива Минамата ртути, которую донные микроорганизмы в своём метаболизме преобразовывали в метилртуть. Это соединение ещё более токсично, как и ртуть, склонно накапливаться в организмах, в результате чего концентрация этого вещества в тканях организмов возрастает с повышением их положения в пищевой цепочке. Так, в рыбе в залива Минамата содержание метилртути составляло от 8 до 36 мг/кг, в устрицах - до 85 мг/кг, в то время как в воде её содержалось не более 0.68 мг/л.

Симптомы

Метилртуть за счёт своей липофильности поражает главным образом центральную нервную систему. Симптомы включают онемение и слабость в ногах и руках, усталость, звон в ушах, сужение поля зрения, потерю слуха, нечленораздельную речь и неуклюжие движения. Некоторые из тяжелых жертв болезни Минамата сходили с ума, теряли сознание и умирали в течение месяца после начала болезни.

Имеются также жертвы с хроническими симптомами болезни Минамата, такими как головные боли, частая усталость, потеря обоняния и вкуса, а также забывчивость, которые малозаметны, но чрезвычайно затрудняют повседневную жизнь. Кроме того, имеются пациенты с врожденной болезнью Минамата, которые родились с патологией в результате воздействия метилртути, когда они ещё находились в утробе своих матерей, употреблявших в пищу зараженную рыбу. От болезни Минамата ещё не придумали средство, поэтому лечение заключается в попытках ослабить симптомы и в применении физической реабилитационной терапии. В дополнение к физическому вреду, причиняемому здоровью, также имеется социальный вред, который заключается в дискриминации жертв болезни Минамата.

История

Первый химический завод компании «Chisso» был построен в городе Минамата в 1908 году и специализировался на производстве удобрений. Постепенно производство расширялось и налаживались новые производства, в том числе ацетилена, уксусного альдегида, уксусной кислоты и хлорэтена. Отходы производства сбрасывались в залив Минамата. Отрицательные экологические последствия наблюдались уже тогда, в 20—40-е годы, и проявлялись в снижении рыбных запасов. Местные рыбаки неоднократно подавали жалобы на компанию и в 1926 и 1943 году получали компенсацию.

В производстве уксусного альдегида в качестве катализатора использовался сульфат ртути. В результате побочных реакций из него образовывалось небольшое количество метилртути, которая выбрасывалась в воду залива Минамата более 30 лет с момента начала этого производства.

Обнаружение

В апреле 1956 года врачи местной больницы столкнулись со странным заболеванием, проявившимся у пятилетней девочки. Симптомы - затруднённые движения, вялая речь, припадки - позволяли говорить о неизвестном нервном заболевании. Двумя днями позже её сестра тоже попала в больницу с аналогичными симптомами. Опросы выявили ещё несколько подобных случаев в городе. 1 мая главный врач заявил об обнаружении нового нервного заболевания. специальный «Комитет по борьбе со странной болезнью» (яп. 奇病対策委員会 Кибё: тайсаку иинкай), в который вошли медики и представители местной администрации. Поначалу предполагалось, что заболевание является инфекционным. Постепенно стали обнаруживаться примеры странного поведения животных. Коты вели себя странно, дергались в конвульсиях, часто умирали, что было названо (яп. 猫踊り病 , «болезнь кошачьего танца»). Нередко с неба падали вороны, пропали водоросли, можно было часто видеть плавающую кверху брюхом рыбу. 24 апреля была сформирована комиссия с участием специалистов из университета Кумамото.

Постепенно начали обнаруживаться новые особенности. Болезнь начиналась внезапно, пострадавшие лишь жаловались на снижение чувствительности в конечностях, ослабление зрения и слуха. У пациентов наблюдались нарушения координации, в результате пациенты с трудом могли брать маленькие предметы или застёгивать пуговицы, начинали спотыкаться при ходьбе, у них менялся тон голоса. После чего начинались припадки, потеря сознания. Смертность достигала 35 % - из 40человек, обнаруженных к декабрю 1956 года 14 человек погибли.

Установление причины

Проанализировав информацию о пострадавших, учёные из университета Кумамото обнаружили, что они происходили из рыбацких деревень на побережье залива Минамата. Их основная пища состояла из морепродуктов, выловленных в этом заливе. Кроме того, обнаружилось, что у котов в этих деревнях наблюдались похожие симптомы. Это навело учёных на мысль об отравлении морепродуктов тяжелыми металлами. Это предположение было высказано 4 ноября 1956 года.

После установления причины исследователи сразу обратили внимание на завод компании «Chisso». Химический анализ, проведённый самой компанией, выявил высокое содержание в сточных водах свинца, ртути, марганца, мышьяка, селена и таллия. Определить какой именно металл стал причиной отравлений, удалось не сразу. Большую помощь оказал британский невролог Дуглас Мак-Олпайн. Именно он указал на сходство симптомов болезни минамата и отравления органическими соединениями ртути.

4.2 Болезнь Итай-итай (отравление солями кадмия)

Болезнь Ита́й-ита́й (яп. 痛い痛い病 или イタイイタイ病 итай-итай бё: — «болезнь „ой-ой больно“», названа так из-за очень сильных, нестерпимых болей) — хроническая интоксикация солями кадмия, которая впервые была отмечена в 1950 году в японской префектуре Тояма. Хроническая интоксикация солями кадмия приводила не только к нестерпимым болям в суставах и позвоночнике, но и к остеомаляции и почечной недостаточности, которая часто заканчивалась смертью больных.

Причина

Заболевание было вызвано отравлением кадмием из-за добычи полезных ископаемых в префектуре Тояма. Самые ранние сведения о добыче золота в районе датируются 710 г. н. э. Регулярная добыча серебра началась в 1589 году, и вскоре после этого, началась добыча свинца, меди и цинка. Увеличение спроса на сырьё во время русско-японской войны, а затем и первой мировой, а также новые европейские технологии горной добычи увеличили выход руды и сделали рудники Камиоки в Тояме одними из крупнейших в мире. Увеличение производства руды произошло также в период между мировыми войнами.

Начиная с 1910 года и вплоть до 1945 значительно увеличилась добыча кадмиевых руд, и поэтому самые первые упоминания о данном заболевании появились около 1912 года. Добыча полезных ископаемых, контролируемая горно-металлургической компанией «Мицуи», ещё больше увеличилась к началу второй мировой войны, чтобы удовлетворить потребности военной промышленности. Впоследствии это привело к ещё большему загрязнению солями тяжёлых металлов, прежде всего, кадмия, реки Дзиндзу и её притоков. Воды реки Дзиндзу использовались, в основном, для орошения рисовых полей и хозяйственных нужд. На реке и её притоках также было развито рыболовство.

Длительное потребление в пищу риса с орошаемых Дзиндзу полей и рыбы, выловленной в реке, привело к накоплению в организме жителей префектуры Тояма солей тяжёлых металлов и, прежде всего, кадмия.

Вплоть до 1946 года причину странной болезни жителей префектуры объяснить не могли и относили её или к какой-то природно-очаговой болезни или к неизвестной бактериальной инфекции.

Исследования причины странной болезни были начаты медиками в 1940—50 годы. Первоначально в качестве причины заболевания называли отравление свинцом, так как в 30 км вверх по течению находилась свинцово-рудная шахта. Только в 1955 году доктор Хагино с коллегами предположил, что странная болезнь может быть вызвана хроническим отравлением солями кадмия. В 1961 году префектура Тояма провела расследование, которое возложило всю ответственность за загрязнение окружающей среды и отравление жителей префектуры солями кадмия и других тяжёлых металлов на компанию «Мицуи».

В 1968 году Министерство здравоохранения и социального обеспечения Японии выступило с заявлением о симптомах болезни, вызванной отравлением солями кадмия.

Сокращение уровня содержания солей кадмия в водах реки Дзиндзу привело к сокращению числа новых жертв болезни. Новых случаев заболевания не было зарегистрировано с 1946 года. Хотя основная часть заболевших болезнью итай-итай были жителями префектуры Тояма, правительством Японии пострадавшие также были зарегистрированы и в пяти соседних префектурах.

Симптомы

Одним из основных симптомов отравления солями кадмия является остеомаляция- очень сильная боль в костях, суставах и позвоночнике, гипотония и гипотрофия мышц, патологические переломы и деформации костей. Также у больных появляется кашель и анемия. Самым грозным осложнением является почечная недостаточность, которая приводит к смерти больного.

Недавние исследования на животных показали, что отравления солями кадмия самого по себе недостаточно, чтобы вызвать все симптомы заболевания. Эти же исследования показали, что ключевую роль в развитии почечной недостаточности играет повреждение митохондрий почечных клеток.

Судебные иски

В 1968 году в суд префектуры Тояма были поданы 29 исков (9 исков от самих пострадавших и 20 от членов семей пострадавших) на "ООО Горно-металлургическая компания «Мицуи». В июне 1971 года суд признал «ООО Горно-металлургическую компанию „Мицуи“» виновной. Впоследствии компания «Мицуи» обжаловала решение суда первой инстанции в окружной суд в Канадзаве, но в августе 1972 года апелляция была отклонена. Компания «Мицуи» согласилась оплатить медицинское обслуживание пострадавшим, финансировать мониторинг состояния почвы и вод в префектуре Тояма, а также выплатить компенсации жертвам заболевания.

Лицо считается больным итай-итай болезнью, если он или она проживали в загрязнённых районах, у больного имеется патология почек, остеомаляция, которые, однако, не связаны с заболеваниями сердца. С 1964 года больными были признаны 184 человека, из которых 54 человека признаны больными в период с 1980 по 2000 годы. 388 человек были определены в качестве потенциальных жертв хронической интоксикации солями кадмия, которые официально ещё не были изучены. По состоянию на 1993 год 15 жертв болезни итай-итай ещё были живы.

Экономический ущерб

Солями кадмия на территории Японии были загрязнены многие сельскохозяйственные районы. Загрязнению солями других тяжёлых металлов были подвергнуты многие районы Японии. Следствием этого явилось принятие в 1970 году Парламентом Японии «Закона о предупреждении загрязнения почв сельскохозяйственного назначения». Согласно этому закону в районах, где загрязнение почвы превышает ПДК, данные почвы выводятся из сельскохозяйственного оборота и подлежат рекультивации.