Появление синтетических гербицидов и пестицидов в сельском хозяйстве
До начала XX в. все мировое сельское хозяйство было «органическим». Плодородие почвы восстанавливалось или улучшалось севооборотами с участием клевера и других азот-фиксирующих культур, паровыми полями, внесением навоза и компостов, золы и небольших количеств калийной селитры, известной с древних времен (ее использовали также для изготовления пороха). Более широкое применение азотных и фосфорных минеральных удобрений началось после Первой мировой войны на базе заводов по производству взрывчатых веществ, которые переходили на выпуск мирной продукции. Защита культур от насекомых вредителей осуществлялась с помощью извести, серы, золы и экстрактов растительных алкалоидов. С сорняками боролись агротехникой и обычной прополкой. Эра синтетических гербицидов, фунгицидов и пестицидов началась вскоре после Второй мировой войны – тоже в результате конверсии военной химической промышленности, производившей отравляющие вещества. Токсичность новых препаратов защиты растений никогда не вызывала сомнений. Но об их канцерогенности в то время еще не знали, потому что химические канцерогены, также как и радиация, проявляют свое действие лишь через много лет. Первым и наиболее популярным пестицидом стал знаменитый ДДТ – дихлородифенилтрихлорэтан, избирательная сверхтоксичность которого именно для насекомых была открыта в 1939 г. Швейцарский ученый Пауль Мюллер (Paul Hermann Müller), сделавший это открытие, был удостоен в 1948 г. Нобелевской премии по медицине. Именно применение ДДТ останавливало в разных странах во время войны вспышки сыпного тифа и предупреждало эпидемии этой болезни. После войны ДДТ начали широко применять против малярийного комара, а вскоре и против колорадского жука, уничтожавшего посевы картофеля. Производство ДДТ было быстро налажено и в СССР. К 1960 г. в мире было произведено уже больше 1 млн тонн этого пестицида, в основном для использования в сельском хозяйстве. ДДТ, в отличие от других пестицидов, был действительно лишь слабо токсичен для человека. Но он оказался очень стабильным и почти не подвергался распаду в почве и в вод ной среде. В результате происходила глобальная аккумуляция ДДТ, а некоторые его производные накапливались в жировой ткани человека и животных. Истребление насекомых, почти тотальное, например, в некоторых городах и районах США, вело к гибели от бескормицы насекомоядных птиц. В Лондоне к 1970 г. исчезли все мухи, а через несколько лет и городские воробьи. В 1965 г. небольшие концентрации ДДТ были обнаружены в молоке кормящих женщин, что могло привести к неврологическим проблемам у младенцев. ДДТ был найден даже в жировой ткани пингвинов Антарктики. В результате острой дискуссии применение ДДТ в сельском хозяйстве было запрещено в 1972 г. в США, а вскоре и в странах ЕС. К этому времени были обнаружены и канцерогенные свойства ДДТ. Его накопление в организме вело к росту случаев карциномы печени [3]. Однако не все страны последовали примеру Запада. В СССР этот пестицид продолжали производить и применять в Средней Азии на полях хлопчатника. ДДТ и до настоящего времени достаточно широко применяется в Индии и Китае. В некоторых индийских штатах ДДТ загрязняет не только наземные, но и подземные водохранилища. Попытка ВОЗ распространить запрет на использование ДДТ в тропических странах (его пытались заменить синтетическими аналогами природных алкалоидов) привела к возобновлению роста малярийных заболеваний. Как оказалось, малярийные комары легче приспосабливались к природным инсектицидам, чем к ДДТ.
Аналогичные истории происходили и с другими пестицидами и гербицидами: их вводили в практику в 1950-х годах и запрещали уже в 1980-х. Токсичность любого пестицида проявляется очень быстро, в результате прямого контакта. Канцерогенность обнаруживается лишь как «отдаленный эффект», через 10, 15 или даже через 30 лет. Большинство химических препаратов лицензируется для применения без объективной проверки на канцерогенность.
Широкое применение гербицидов и пестицидов изменило характер сельскохозяйственного производства, прежде всего в США и в Западной Европе. Фермеры стали отказываться от севооборотов, переходя на монокультуры. Вместе с тем загрязнение среды пестицидами приобретало все большие масштабы. Великие озера в США загрязнены пестицидами хлоргидрокарбоновой группы. В них запрещено ловить рыбу и использовать ее для питания. В штате Монтана все водоемы загрязнены гептохлорэпоксидом – пестицидом с канцерогенными свойствами. В Средней Азии громадная территория (равная по площади Польше) вокруг высыхающего и некогда очень богатого рыбой Аральского моря полностью непригодна не только для сельхозпроизводства, но и для проживания людей. Пестициды, смывавшиеся в течение десятилетий с орошаемых хлопковых плантаций, разносятся теперь ветром на сотни тысяч квадратных километров.
Экспорт и импорт пестицидов в Китае в 1995 – 2004 гг. по данным FAO. Из графика видно, как быстро Китай становился главным производителем и экспортером пестицидов.
Самые сильнодействующие пестициды органофосфорной группы были разработаны в Германии на химических заводах, которые в прошлом производили нервно-паралитические газы. Эти пестициды менее избирательны, чем ДДТ, и за их применением необходим не только агрономический, но и медицинский контроль. Растения обладают особыми системами постоянного газообмена со средой. У них есть и обычная система дыхания, и дополнительная способность аэрации, необходимая для фотосинтеза. Распыляемые в воздухе химические вещества, в виде газа или аэрозоля, проникают и в листья и распространяются по внутренней системе газообмена. Некоторые группы растений, например мхи и лишайники, вообще не имеют корней и получают питательные вещества из воздуха, воду с росой, минеральные вещества из атмосферной пыли, аэрозолей и газов. Они растут очень медленно и в тех местах, например на скалах, где корневая система не нужна. От атмосферной радиоактивности, включая чернобыльский выброс, сильно пострадали северные олени, которые питаются мхами и лишайниками. Токсические пестициды неизбежно аккумулируются и в растительных тканях: в наибольшей степени – в листьях, в меньшей степени – в плодах и корнеплодах и в еще меньшей – в зернах. При формировании репродуктивных органов используются аминокислоты, нуклеотиды и другие вещества, уже синтезированные в других клетках.
Мировая торговля пестицидами в 1950 – 1999 гг. (по данным Agranova)
Широкое применение пестицидов в сельском хозяйстве привело к появлению новой отрасли прикладной медицины «токсикология пищевых продуктов», в задачу которой входит изучение действия пестицидов и гербицидов, попадающих в пищевые продукты, и установление «допустимых», «предельно допустимых» и «превышающих допустимые» доз примесей пестицидов и других токсинов в продуктах питания. Эти дозы входят в нормативы ВОЗ и Всемирной продовольственной организации ООН (FAO) и публикуются в их официальных документах [4]. Допустимые дозы нередко пересматриваются, чаще всего в сторону увеличения. Национальные службы санитарного надзора могут вводить собственные нормативы. Импорт некоторых продуктов в Россию, включая грузинские вина, периодически запрещался из-за наличия в них пестицидов. В Индии вводились запреты на кока-колу, изготовленную на местной воде, загрязненной ДДТ.
Рост смертности от раковых заболеваний нередко связывают с химизацией сельского хозяйства. В 1980 – 1982 гг. возникло серьезное беспокойство по поводу слишком высокой смертности от рака в Дании и Западной Германии, вышедших по этому показателю на первое место в мире. В Восточной Европе смертность от рака была вдвое, а в странах Азии и Южной Америки в 4 – 6 раз ниже. Возникло предположение, что причиной столь печального лидерства Дании и ФРГ явилось наличие канцерогенов в среде и, прежде всего, в продуктах питания. Выяснилось, что у рабочих сельхозферм частота некоторых форм рака (лимфомы, миеломы, рака желудка, предстательной железы и др.) была выше, чем у городских жителей. Поэтому именно в этих странах начали появляться фермы по производству экологически чистой продукции. Спрос на нее оказался исключительно высоким. И до этого отдельные энтузиасты пропагандировали выращивание и потребление экологически чистой продукции, а сам термин «органические продукты» появился еще в 1940 г. Но возникновение в Европе органического земледелия как особой экономически важной отрасли сельского хозяйства, с введением определенных правил и сертификации, можно датировать началом 1980-х годов.
Фермы экологически чистой продукции
Органическими продуктами растениеводства, овощеводства и садоводства считаются те, которые выращены без внесения в почву минеральных удобрений (азотных, калийных или фосфорных) и без применения синтетических гербицидов, фунгицидов, инсектицидов и прочих пестицидов. Кроме того, для получения органических продуктов запрещено использовать генетически модифицированные культуры. Удобрение почвы, без которого невозможно поддерживать ее плодородие, осуществляется лишь навозом и различными компостами, а борьба с сорняками – путем прополки и междурядной обработки. Защита растений от насекомых обеспечивается сетками и экстрактами растительных токсинов, от нематод и других почвенных паразитов – севооборотами. Органические продукты животноводства и птицеводства получают только с использованием природных пастбищ и органических кормов. Не допускается применение гормонов роста и стимуляции лактации, а также антибиотиков для профилактики заболеваний. При обработке сырья в пищевой промышленности нельзя использовать ионизирующую радиацию для стерилизации, а также химические добавки и красители для улучшения вкуса и внешнего вида продукта. Органическое сельское хозяйство более трудоемко, и его продукция стоит намного дороже. Достаточно сказать, что при современных, ускоренных, методах выращивания мясного крупного рогатого скота, на комбикормах и при закрытом содержании, животных отправляют на мясокомбинаты уже в возрасте 1,5 лет. При пастбищном содержании скот созревает для забоя в течение 3 – 4 лет. В США дюжина яиц с птицефабрики стоит в 2,5 раза дешевле яиц от кур свободного содержания.
Сертифицированное органическое земледелие в ЕС в 1985 – 2000 гг. (по данным Уэльского университета)
Несмотря на трудоемкость и высокую себестоимость органических продуктов, к 2000 г. органические фермы Дании производили четверть всей сельскохозяйственной продукции внутреннего потребления. К 2005 г. уже половина датских ферм перешла на органические методы. В Германии к этому времени 15% всех сельскохозяйственных предприятий были сертифицированы как «органические». Быстро росло число органических ферм также в Австрии и Италии, но очень медленно в Польше, Ирландии и Великобритании. К 1995 г. лишь 0,3% земельных угодий в Великобритании не подвергались обработке пестицидами. Причем такое отставание от других европейских стран объяснялось там не отсутствием спроса, а отличием британского фермерства от континентального. Средний размер сельскохозяйственных ферм в Англии составляет 107 га, тогда как в Германии всего лишь 28 га. В Великобритании всего 1% населения занят в аграрном секторе и уровень механизации всех работ там намного выше, чем во Франции или Германии. Таким образом, переход на органические технологии требовал на британских островах привлечения рабочих-мигрантов из других стран.
Спрос на органические овощи в Великобритании резко вырос после 1995 г. в связи с массовым запретом на продажу отравленной пестицидами моркови. Почти половина всего урожая моркови в Англии оказалась тогда с недопустимо высоким содержанием органофосфорного пестицида, который применялся для борьбы с морковной грибковой эпидемией. Сети супермаркетов начали интенсивный импорт органических продуктов. С середины 1997 г. правительство Великобритании приняло решение о финансовом субсидировании ферм, переходящих на экологически чистое производство. Хотя эти субсидии были очень скромными (70 фунтов на гектар), они дали хороший эффект. В 2004 г. уже 10% всех сельскохозяйственных угодий Великобритании были сертифицированы как экологически чистые, а общий объем продукции с органических ферм оценивался в миллиард фунтов [5]. К настоящему времени эта цифра удвоилась. В последующие годы рост органического производства составлял от 15 до 20% ежегодно. В Германии в 2004 г. был принят закон, согласно которому вся пища для детей должна была готовиться только из органических продуктов. В Италии закон обязал все школьные столовые закупать только продукцию органических ферм. В США развитие органических ферм происходило ускоренными темпами после 2000 г. Появились сети супермаркетов экологически чистых продуктов, самая крупная из них «Хоул Фудс» (Whole Foods) охватила все штаты. К 2008 г. эти продукты составляли уже около 10% объема продовольственной торговли США. Даже жена президента США Мишель Обама для пропаганды экологически чистых продуктов развела огород в саду Белого Дома [6]. Однако, по сравнению с европейскими, правила сертификации органических продуктов в США значительно упрощены, и они не включают запрет на генетическую модификацию некоторых культур. Кукуруза и соя, главные кормовые культуры в США, генетически модифицированы почти полностью, и для их «органического» производства пришлось бы импортировать семенной материал. Во многих странах появились особые сертификационные штампы для органических продуктов, которые проставляются на упаковках.
Прополка на фермах органического земледелия ведется вручную. Рабочие лежат лицом к земле на специальной платформе, прикрепленной к трактору, который движется на малой скорости. Борьба с мелкими животными-вредителями – улитками, полевыми слизняками, проволочником и мышами – еще сложнее, так как они выходят на поверхность обычно только ночью.
