Электронный журнал "Архитектура здоровья"
Категория: Экология и питание

Загрязнение воды перфторатами обнаруживается во все растущем числе

населенных пунктов, но ученые и регламентирующие органы пока

не могут определить безопасный предел их концентрации

Чарлз Шмидт

Перевод: И.Е. Сацевич

 

Введение

В офис-парке PeaseInternationalTradeport(PIT), расположенном в ухоженном пригороде Портсмута, штат Нью-Гэмпшир, размещаются 250 компаний, поле для гольфа и несколько детских садов. Каждый день сюда приезжают на работу около 10 тыс. человек. Но под землей этого парка скрыто токсичное наследие. До 1988 г. на этом месте располагалась авиабаза ВВС США, где пожарные команды в ходе регулярных тренировок поджигали старые самолеты и затем гасили пламя химической пеной. О том, что эта пена впитывается в почву и загрязняет грунтовые воды, тогда не задумывались. Но эту воду уже десятки лет пьют работники парка и их дети.

Три года назад исследователи взяли пробы питьевой воды в этом парке и обнаружили в ней перфтораты — компоненты пены, предназначенной для гашения пламени. Их концентрация была в 35 раз выше предела, который считает допустимым для питьевой воды Агентство по охране окружающей среды (ЕРА). Перфтораты десятилетиями используются в производстве сотен продуктов и сегодня часто обнаруживаются в составе почв и грунтовых водах по всей планете. Из питьевой воды, растительных пищевых продуктов, мяса и рыбы они попадают в кровь практически всех жителей промышленно развитых стран. Что еще опаснее, в местах производства или использования этих соединений они могут накапливаться, достигая высоких концентраций. И их концентрации в организмах людей, живущих в этих местах, могут быть гораздо выше средней по стране.

Число таких горячих зон растет. В мае 2016 г. ЕРА, ссылаясь на растущее число свидетельств того, что перфтораты особенно токсичны для внутриутробного плода и младенцев, питающихся материнским молоком, понизило рекомендуемый предел их концентрации в питьевой воде до 70 триллионных (7 х 10 ") — это чуть больше половины чайной ложки на 20 плавательных бассейнов олимпийского размера. Этот новый предел превышается более чем в двух дюжинах штатов США. И все большее число городов обращает внимание на эту проблему и обнаруживает, что она касается и их.

Эти открытия вызывают опасения, что питьевая вода в стране, и без того уже загрязненная во многих местах свинцом и другими химикатами, защищена недостаточно. Угроза со стороны перфторатов растет, поскольку их обнаруживают во все новых местах, а их количества, поглощаемые с питьевой водой, добавляются к растущему воздействию других источников, включая пищу и потребительские товары. В период с 2013 до 2015 г. ЕРА проверило все системы водоснабжения в стране, обслуживающие не меньше чем по 10 тыс. человек, и 800 систем более скромных масштабов. В 66 системах, обслуживающих в совокупности 6 млн. американцев, хотя бы один раз обнаруживались перфтораты в концентрациях, превышающих новый предел ЕРА.

Многие штаты уже принимают меры. Летом 2016 г. представители здравоохранения рекомендовали 100 тыс. жителей севера Алабамы избегать употребления загрязненной перфторатами водопроводной воды до введения в строй временного источника водоснабжения. В графствах Бакс и Монтгомери штата Пенсильвания власти закрыли 22 государственные и 150 частных скважин по добыче питьевой воды, которые обслуживали в совокупности 100 тыс. человек. В штатах Огайо и Западная Виргиния 3,5 тыс. человек предъявили иски к компании DuPont, главному производителю перфторатов, утверждая, что сбросы ее химического завода Washington Works, стоящего на общей границе этих штатов, повысили заболеваемость раком и другими заболеваниями. Больше года назад власти штата Нью-Йорк рекомендовали жителям городка Хусик-Фолс не пить водопроводную воду, но решить проблему до конца не смогли. «Нам кажется, что в отношении того, сколько поселений страдает от перфторатов, мы еще очень далеки от понимания. Мы полагаем, что цифры огромны», — говорит старший исследователь вашингтонской Рабочей группы по исследованию окружающей среды (EWG) Дэвид Эндрюс (David Andrews).

Высокие концентрации перфторатов в крови вызывают опасения в отношении не только рака, но и подавления иммунной системы и репродуктивных проблем. Однако какое именно содержание перфторатов в крови влияет на здоровье, неясно, и это порождает острые споры о безопасных для человека концентрациях.

 

Неразрушимые молекулы

Начало массовому производству перфторатов положила в 1940-х гг. компания Minnesota Mining and Manufacturing Company (ныне называемая ЗМ). Молекулы перфторатов выглядят как застежка-молния, в которой с атомами углеродной цепи связаны не атомы водорода, а атомы фтора. Эти молекулы образуют долговечные непроницаемые пленки. Используемые в качестве покрытия для дождевиков, ковров и даже микросхем, эти прочные, но скользкие пленки облегчают отекание воды, масел и грязи с защищаемых ими изделий. Они применяются также в качестве вспомогательного средства при производстве изделий для приготовления и хранения пищи, например обкладок коробок для пиццы, пакетов для попкорна и антипригарных покрытий для сковород. Кроме того, эти соединения позволяют другим покрытиям, например тефлону, равномерно распределяться по поверхностям, контактирующим с пищей. Компании пытаются удалять перфтораты после нанесения покрытий, но исследования не дают однозначного ответа на вопрос об успешности их удаления, а это значит, что они могут оставаться в покрытиях, например, сковород и впоследствии выделяться при нагревании этих сковород на плите.

Производят и используют перфтораты очень многие компании. Сегодня на рынке присутствует больше 3 тыс. видов этих соединений. Но химическая стойкость и прочность этих соединений, делающие перфторатные покрытия такими полезными для промышленности, оборачиваются вредными последствиями для здоровья людей и для окружающей среды. Связи атомов углерода и фтора (в природе не существующие) очень плохо поддаются как разрушению микробами и солнечным излучением, так и метаболическим превращениям в какие-либо иные соединения в почве, растениях и организмах животных и человека. Большинство созданных когда-либо молекул перфторатов до сих пор существуют где-то на Земле. Ученые обнаруживали их в организмах белых медведей, китов и рыб, а также в продуктах, попадающих на тарелки американцев. «Ничто в природе не способно разрушать их, — говорит химик Иэн Казинс (Ian Cousins), профессор Стокгольмского университета. — Перфтораты можно только разбавлять и рассеивать».

Многие годы производились в основном перфтораты с длинными цепями, содержащими не меньше восьми атомов углерода.

Больше всего вырабатывались перфтороктановая кислота (ПФОК), называемая также С8, и перфтороктансульфоновая кислота (ПФОСК), бывшая раньше ингредиентом средств защиты тканей Scotchgard и многих противопожарных пен. В отличие от других широко распространенных химических загрязнителей, которые накапливаются в жировых тканях, например диоксина или ДДТ, перфтораты накапливаются в крови и затем удаляются из крови с мочой. Но перфтораты с длинными цепями снова поглощаются в почках, что позволяет им годами циркулировать в организме с кровью.

Именно поэтому в начале 2000-х гг. большинство крупных производителей перфторатов из США, Европы и Японии присоединились к координируемым ЕРА усилиям по добровольному прекращению производства перфторатов с длинными цепями. 95% их должно было быть снято с производства к 2010 г., а остальные — к 2015 г. Разумеется, перфтораты могут сохраняться в произведенных ранее изделиях, имеющихся в домах. Кроме того, некоторые компании, не участвующие в добровольном прекращении производства перфторатов с длинными цепями, продолжают их выпускать или импортировать и использовать. В частности, китайские компании продолжают производить до 500 г ПФОК и ПФОСК в год. Те компании, которые прекратили выпуск перфторатов с длинными цепями, начали производство других соединений, в частности перфторатов с короткими цепями, вымывающихся из организма. А поскольку эти перфтораты в крови не задерживаются, они, надо думать, менее вредоносны для людей, но они накапливаются в окружающей среде. В мае 2015 г. более 200 ученых подписали Мадридское заявление — предупреждение о том, что публичной информации о химической структуре, свойствах, применении и биологических эффектах имеющихся сегодня на рынке перфторатов с короткими цепями, используемых при производстве обивочных тканей и других изделий, очень мало.

Казинс говорит, что до добровольного прекращения производства перфторатов с длинными цепями основная часть воздействия ПФОК и ПФОСК приходилась на обработанные ими ткани и упаковку для пищевых продуктов. Сегодня основная часть воздействия этих перфторатов на людей приходится на рыбу или загрязненные ими изделия. С уменьшением их производства соответственно уменьшилась и концентрация их в крови людей. В 1999 г., когда Центры по контролю и профилактике заболеваний впервые начали отслеживание, средняя концентрация ПФОК в крови американцев составляла чуть больше 5 нг/мл, а к 2012 г., согласно последним опубликованным этими центрами данным, она снизилась больше чем вдвое. Средняя концентрация ПФОСК в крови в США снизилась еще резче: с 30 нг/мл до 6 нг/мл с небольшим.

Однако эти сведения малоутешительны для жителей растущего числа горячих зон, где питьевая вода загрязнена перфторатами. В их крови концентрация этих соединений может зашкаливать. В июне 2016 г. власти штата Нью-Гэмпшир сообщили результаты проведенного в офис-парке PIT исследования, которое показало, что у примерно 1,6 тыс. обследованных человек, четверть из которых составляли дети, посещающие детские сады парка, концентрации перфторатов в крови намного выше средних по стране. Необычайно высокие концентрации перфторатов в крови были обнаружены у людей, живущих поблизости от химического завода компании DuPont в графстве Вуд, штат Западная Виргиния. Средняя концентрация ПФОК в крови 70 тыс. местных жителей составила 28нг/мл, но у половины из них она достигала 82 нг/мл и больше, причем «встречались значения больше 1 тыс. нг/мл», говорит эпидемиолог Кайл Стинленд (Kyle Steenland), профессор Школы общественного здравоохранения Роллинса Университета Эмори. Вероятнее всего, что в горячих зонах вблизи военных баз, химических заводов и водоочистных сооружений проживают сотни тысяч американцев, не говоря уже о миллионах других, живущих дальше от этих мест.

 

Неопределенность токсичности

Определить, какие концентрации опасны, очень трудно. «Меня постоянно спрашивают: "Как перфтораты могут воздействовать на меня?", — говорит Патрик Брейсс, директор Национального центра по гигиене окружающей среды. — Однако простого ответа не существует, наши возможности измерения концентраций перфторатов превосходят наши возможности истолкования их поведения в организме человека».

Одна из причин этого состоит в том, что спектр токсичных воздействий перфторатов необычайно широк. На животных они влияют множеством способов, причем чувствительность разных видов животных к этим воздействиям неодинакова. Некоторые концентрации вредны для одних видов и безвредны для других. Различаются и результаты разных исследований на людях. Одни люди страдают от их воздействия, а другие нет, «так что результаты получаются крайне неопределенными, — говорит эпидемиолог Бенджамин Чжань (Benjamin Chan) из Управления здравоохранения и социального обеспечения штата Нью-Гэмпшир. — Люди хотят сравнивать концентрацию перфторатов в своей крови с той, которая оказала определенные воздействия в конкретном исследовании, но выводы из одиночных исследований не очень надежны. Для оценки того, что говорит наука о влиянии перфторатов на здоровье, нужно оценивать весомость свидетельств в литературе в целом, а тут мы быстро запутываемся».

Еще с 2000 г. ученым известно, что перфтораты вызывают рак печени, яичек и поджелудочной железы у крыс, но не вызывают у обезьян. У разных видов животных были отмечены увеличение печени, подавление иммунной системы, неврологические изменения и задержки в развитии молочных желез. Свои новые рекомендации ЕРА основывает на свидетельствах о том, что мыши, рожденные от матерей, подвергнутых воздействию перфторатов, обычно отличаются малой массой при рождении, нарушениями развития скелета и ускоренным половым созреванием.

Если в организмы животных ученые могут водить перфтораты в контролируемых условиях, в отношении людей они этого делать не могут. Поэтому людей им приходится изучать методами эпидемиологии, то есть пытаться определить, характеризуются ли сообщества, подвергшиеся более высоким уровням воздействия перфторатов, более высокими показателями заболеваемости. Кроме того, эпидемиологический подход требует учета таких потенциально усложняющих факторов, как курение, неправильное питание и воздействие других химических соединений, способных замаскировать эффекты перфторатов. Стинленд говорит, что наилучшие возможности открывает изучение больших групп людей, подвергшихся сильному воздействию перфторатов, поскольку в этих группах легче выявить изменения частоты таких заболеваний, как рак. Примером может служить население территории, примыкающей к химическому заводу компании DuPont в штате Западная Виргиния, который уже 50 лет сбрасывает ПФОК в реку Огайо и загрязняет грунтовые воды на километры вокруг до уровня три миллиардных и выше.

По условиям соглашения в отношении группового иска от 2004 г. компания DuPont обязалась вложить $35 млн в меры по устранению потенциальных последствий в отношении здоровья населения. Созданная в результате этого исследовательская группа С8 Science Panel обследовала 69 тыс. местных жителей и выявила «вероятную связь» между уровнем ПФОК в питьевой воде и шестью различными заболеваниями: раком почек, раком яичек, язвенными колитами, заболеваниями щитовидной железы, гиперхолестеролемией и гипертонией при беременности.

Стинленд, который был одним из руководителей этого исследования, говорит, что вероятность связи между ПФОК и перечисленными заболеваниями превышает 50%. «Но это далеко не значит, что ПФОК— действительно причина какого-либо из этих заболеваний, — добавляет он. — Наши данные весьма надежны, но единичное масштабное исследование нельзя считать определяющим. Чтобы сделать более убедительные выводы, необходимо выявить соответствующие связи в других популяциях».

Дополнительные исследования понадобятся и для выявления вредных эффектов даже малых воздействий перфторатов на развитие иммунной системы детей. Когда ребенку вводят вакцину, предназначенную для борьбы с таким заболеванием, как корь, его организм реагирует выработкой антител — войска, способного распознавать соответствующий патоген. Если впоследствии человек сталкивается с реальным патогеном, его иммунная система оказывается уже готовой к борьбе с ним и способна быстро организовать противодействие. Есть свидетельства того, что перфтораты могут подавлять реакцию организма на вакцины, что снижает их эффективность.

В 2012 г. исследователи из Гарвардского университета провели нашумевшее исследование, которое показало, что с увеличением воздействия пер- фторатов уровни антител, создаваемых вакцинами от дифтерии и столбняка, систематически снижаются. Это исследование проводилось на Фарерских островах, жители которых получают пер- фтораты в основном из морепродуктов, включая мясо китов. Уровень перфторатов у тамошних детей и беременных женщин близок к среднему уровню населения США. По словам профессора Филиппа Гранжана (Philippe Grandjean) из Гарвардской школы общественного здравоохранения, который руководил этим исследованием, полученные данные дают основания полагать, что подобный уровень концентрации перфторатов может ослаблять способность молодежи противостоять инфекционным заболеваниям.

О том же говорит и исполняющий обязанности директора Отдела оценки здоровья населения Национальных институтов здоровья Эндрю Руни (Andrew Rooney): исследования на мышах показывают, что и ПФОК, и ПФОСК подавляют антитела в организмах животных. «Мы сравниваем сопоставимые понятия, — отмечает он, — и тот факт, что мы видим подобные иммунные эффекты у животных и людей, повышает доверие к результатам. И мы ожидаем, что у людей, в чьих организмах содержится больше перфторатов, реакция на вакцины будет более слабой».

Однако подавление антител перфторатами пока наблюдалось только у мышей, ни у крыс, ни у обезьян оно не фиксируется. Ученые, исследующие влияние С8, искали свидетельства подавления антител у жителей районов с высоким уровнем загрязнения перфторатами в штатах Огайо и Западная Виргиния и обнаружили небольшую степень подавления антител к одному из трех проверяемых штаммов гриппа, но повышения заболеваемости гриппом и ОРЗ в этой популяции не обнаружили. Эпидемиолог Тони Флетчер (Tony Fletcher) из Лондонской школы гигиены и тропической медицины, один из руководителей исследования С8, говорит, что причины столь большого различия результатов его исследования С8 и исследований Гранжана остается непонятным. «Казалось бы, что при больших уровнях воздействия перфторатов реакция должна быть более сильной», — недоумевает он.

Эпидемиологические исследования — процесс медленный. Стинленд говорит, что ясность должны внести результаты других исследований, проводимых в разных частях мира. Но органы здравоохранения, пытающиеся установить предельные нормы воздействия перфторатов, могут работать только с имеющимися у них данными и часто расходятся в отношении их интерпретации. Например, недавно власти штата Нью-Джерси установили гораздо более низкий, чем рекомендует ЕРЛ, предел содержания ПФОК в питьевой воде: не 70. а 14 триллионных долей. Они утверждают, что новый стандарт обеспечит защиту от увеличения печени и задержки развития молочных желез — наиболее чувствительных эффектов у мышей при самых малых дозах. Когда я спросил у ЕРА, почему оно не делает того же, его представитель ответил по электронной почте, что агентство не считает изменения массы печени опасными и, более того, что эти изменения у мышей могут быть результатом биологических реакций, несвойственных человеку. Он написал также, что задержки развития молочных желез не препятствуют ни нормальной лактации, ни нормальному питанию детенышей. Однако Гранжан настаивает на еще более низком пределе концентрации перфторатов в питьевой воде — всего в одну триллионную, что, по его мнению, необходимо для предотвращения иммунологических эффектов у детей.

 

Жизненно-научные вопросы

Мы рассмотрели некоторые типы трудностей, с которыми ЕРА сталкивается повседневно. Добавьте к ним недостаток финансирования, нехватку кадров, часто враждебное отношение конгресса и сталкивающиеся интересы промышленности и охранителей окружающей среды, а также попытки ЕРА установить поддающиеся воплощению в жизнь стандарты загрязнения питьевой воды. Все это в совокупности может полностью застопорить дело. «Оценки влияния химикатов на здоровье часто задерживаются до бесконечности и в итоге так и не завершаются. А не завершив этих оценок, ЕРА не может задать нормы в рамках закона о безопасности питьевой воды (SDWA)», — говорит Эндрюс из Рабочей группы по окружающей среде. Наделе Агентство по охране окружающей среды за 20 лет не задало поддающегося воплощению в жизнь стандарта ни для одного загрязнителя. Его рекомендации в отношении перфторатов, которые оно пока не регламентирует, сводятся к чему-то немногим большему предварительного предела. Системы водоснабжения не обязаны брать пробы на перфтораты, хотя из-за растущего внимания общества многие из них уже делают это.

Повышенное внимание привлекают и другие нерегламентированные загрязнители питьевой воды, в частности 1,4-диоксан, шестивалентный хром и перхлорат — окислитель в ракетном топливе, который ЕРА должно было регламентировать в рамках SDWA еще к августу 2014 г. Увязнув во внутренних спорах, оно пропустило этот срок, в результате чего Совет по защите природных ресурсов предъявил ему иск. Юрист этого совета Эрик Олсон (Erik Olson) жалуется, что исследования, которые ЕРА должно провести для удовлетворения требованиям SDWA, требуют слишком больших ресурсов и предоставляют промышленности слишком много возможностей для вмешательства. «ЕРА просто зажали в кольцо», — говорит он. В ответах по электронной почте представители ЕРА говорят, что они «проводят оценку ПФОК и ПФОСК в соответствии с процедурами, установленными в рамках SDWA», но ничего не сообщают о том, неотвратим ли соответствующий стандарт.

Десятки лет работе ЕРА препятствовал тот самый закон, который позволяет этому агентству регламентировать — и запрещать — промышленное производство химикатов. Когда в 1976 г. был принят закон о контроле токсичных материалов (TSCA), он легализовал все 60 с лишним тысяч химикатов, уже бывших к тому времени на рынке, включая перфтораты, а ЕРА ориентировал на новые химикаты. Работой агентства и применением норм TSCA руководит сегодня вашингтонский поверенный Чарли Ауэр (Charlie Auer). Он говорит, что при координировании усилий по добровольному удалению ПФОК и ПФОСК с рынка ему пришлось обойти закон: «Тот факт, что перфтораты с длинными цепями почти ушли с рынка, а их содержание в крови людей стало ниже того, что было до вмешательств ЕРА, показывает, что успех был достигнут, несмотря на существовавшие в то время недостатки TSCA. Проблема производства перфторатов была в основном решена примерно за 15 лет. При том, насколько трудно что-то делать в наше время, это очень малый срок для любой регламентационной схемы».

В июне 2016 г. конгресс, наконец, внес в TSCA поправки, предоставившие ЕРА больше полномочий в отношении регламентирования имеющихся химикатов. Представители ЕРА объявили по электронной почте, что в рамках исправленного закона они «рассмотрят риски, связанные с перфторатами». Но при этом они уточняют, что дело это не будет первоочередным, поскольку меры по удалению перфторатов с длинными цепями с рынка уже осуществляются.

Неопределенности регламентационной ситуации и научных сведений означают, что жителям американских городов по-прежнему неясно, какие концентрации перфторатов в питьевой воде безопасны, а какие нет, и нужно ли предпринимать какие-либо меры по исправлению положения. Андреа Амико, врач-эрготерапевт, просто хочет знать, как влияют перфтораты на здоровье ее семьи, особенно детей. Она живет в Портсмуте, штат Нью-Гэмпшир, ее муж семь лет проработал в офис-парке PIT до того, как там было обнаружено загрязнение перфторатами, а ее дети ходят в тамошний детский сад. Концентрация перфторатов в крови ее мужа и детей повышена. В 2015 г. Амико создала инициативную группу, которая добивается от CDC проведения долгосрочного исследования здоровья 350 детей, подвергшихся воздействию перфторатов в PIT. «Некоторые из этих детей начали принимать молочную смесь на основе загрязненной перфторатами воды с шестинедельного возраста. Мы не знаем, что с ними будет. Нам нужен ответ на этот вопрос», — говорит Амико.

По ее мнению, в план должно входить долгосрочное исследование с взятием проб крови и мониторингом здоровья детей до их совершеннолетия. И педиатрических данных о влиянии перфторатов, и долгосрочных исследований слишком мало, говорит Амико. Она и другие члены общины PITхотят внести вклад в исследование, подвергаясь периодическому контролю, поскольку никто не может сказать, не станет ли со временем накопленная ими доза опасной.

Однако на встрече с представителями этой общины в сентябре 2016 г. представители Агентства по учету токсичных веществ и заболеваний Министерства здравоохранения и социального обеспечения оставили их просьбы без внимания. Брейсс, занимающий также пост директора Агентства по учету токсичных веществ и заболеваний, объяснил, что, хотя возможность проведения единовременного обследования эффектов перфторатов его организация рассматривает, проведение долгосрочного исследования не имеет смысла, поскольку группа детей слишком мала для статистически достоверного выявления изменений здоровья. По мнению Брейсса, правильнее было бы включить детей из PIT в более широкое общенациональное исследование общин, подвергшихся воздействию перфторатов. «Как раз сейчас мы и пытаемся определить, каким должно быть это исследование, — говорит он. — Одновременно мы стараемся содействовать и решению проблем отдельных общин».

Что же касается Амико, то ее больше всего тревожит неизвестность: «Все это влияет на каждого из нас персонально. Я потеряла сон, думая о том, как все это может повлиять на моих детей».

 

Дополнительные источники:

1. Changing Interpretation of Human Health Risks from Perfluori- nated Compounds. Philippe Grandjean and Richard Clapp in Public Health Reports. Vol. 129, No. 6. pages 482-485; November-Decem- ber 2014.

2. Perfluorinated Chemicals (PFCs). Factsheet. National Institute of Environmental Health Sciences. July 2016. wwvv.niehs.nih.gov/ health/materials/pcrflourinated_chemicals_508.pdf

3. Immunotoxicity Associated with Exposure to Perfluorooctanoic Acid or Perfluorooctane Sulfonate. National Toxicology Program. U.S. Department of Health and Human Services. September 2016. http://ntp.niehs.nih.gov/pubhealth/hat/noms/pfoa/index.html

 

Источник: научно-информационный журнал «В мире науки», 05/06  2017 г.

Чтобы оставить комментарий, Вам необходимо авторизоваться (либо зарегистрироваться)

Комментарии

  • Комментариев пока нет