Очищення забруднюючих речовин для захисту майбутнього здоров’я

Карл Грубер

Шукати цього автора в:

Жителі Флінта, штат Мічиган, березень 2016 року вимагають замінити провідні водопровідні труби в місті. Кредит: Джим Вест/Аламі

Забруднювачі є скрізь. Їх можна знайти у воді, яку ми п’ємо, в повітрі, яким ми дихаємо, і в їжі, яку ми їмо, і вони впливають на наше здоров’я. У 2015 році, за оцінками, забруднення призвело до майже 9 мільйонів смертей у всьому світі - утричі більше, ніж від СНІДу, туберкульозу та малярії разом узятих.

Забруднення може негативно позначитися на здоров’ї в будь-який момент життя людини. Часто повний ефект не спостерігається десятки років. Наприклад, ненароджені діти та маленькі діти особливо вразливі до дії метилртуті - широко розповсюдженого забруднювача, який накопичується в рибі та морепродуктах і може спричинити інтелектуальні вади та втрату зору та слуху. Згідно з дослідженням 2013 року (T. M. Attina & L. Trasande. Навколишнє середовище. Перспектива здоров’я. 121, 1097–1102; 2013), вплив свинцю в дитячому віці негативно позначився на IQ, що призвело до економічних витрат для країн з низьким та середнім рівнем доходу близько 977 мільярдів міжнародних доларів (одиниця валюти, розроблена для врахування різниці в купівельній спроможності між країнами) . І за останні два десятиліття почали накопичуватися докази того, що вплив частинок у повітрі пов'язаний з деменцією.

Ртуть, свинець та забруднення повітря знаходяться в усьому навколишньому середовищі. Вони входять до десяти забруднювачів, виділених Всесвітньою організацією охорони здоров’я як хімічні речовини, що становлять значну загрозу здоров’ю населення. Особливо стурбовані неврологічні проблеми, які вони можуть викликати, і лікування яких часто відсутнє. "В останнє десятиліття спостерігається постійне зростання захворюваності на неврологічні розлади, і значна частина цих проблем мозку пов'язана з впливом різних забруднюючих речовин", - говорить Філіп Ландріган, педіатр та епідеміолог школи Ікана Медицина на горі Синай у Нью-Йорку.

Незважаючи на те, що ризики, які вони несуть, великі, існує мало розуміння впливу багатьох поширених хімічних речовин на здоров'я. З 1950 р. Було синтезовано понад 140 000 нових хімічних речовин, з яких близько 5 000 зараз є повсюдними в навколишньому середовищі. Незважаючи на регулярний вплив цих сполук на людей, широкомасштабне дослідження під керівництвом Ландрігана повідомило, що менше половини цих хімічних речовин було перевірено на безпеку або токсичність для людей.

"Неможливість протестувати широко використовувані хімічні речовини на їх потенційну токсичність означає неможливість урядів діяти від імені своїх громадян, а також хімічну промисловість не взяти на себе відповідальність за вироблену продукцію", - говорить він. "Сьогодні ми проводимо масовий токсикологічний експеримент, і наші діти, наші онуки та майбутні покоління є несвідомими і незгодними суб'єктами".

Пошуки доказів

Перш ніж зменшити навантаження на забруднення здоров’я, необхідно визначити відповідальні сполуки. Дослідники збирають такі докази з двох основних джерел. Одним із них є епідеміологічні дослідження, які відповідають впливу хімічної речовини - що визначається його присутністю в крові або сечі - ймовірності розвитку медичного стану. Інший - лабораторні дослідження впливу хімічної речовини на тварин. Дані з цих джерел разом представляють основну частину доказів, які використовуються для побудови справи проти забруднювача та для переконання політиків у необхідності заборони або обмеження. Але процес вимагає часу.

"Потрібно більше десяти років, щоб накопичити адекватні токсикологічні та епідеміологічні дані, щоб навіть почати приймати раціональні рішення щодо ризику хімічної речовини для здоров'я людини", - говорить Джонатан Мартін, токсиколог зі Стокгольмського університету. Частково це пов’язано з інтерпретацією результатів. "Токсикологічні дані завжди можна піддавати критиці, оскільки це робиться на тваринах або в клітинах із сумнівним значенням для людей", - каже Мартін. І навіть коли епідеміологічне дослідження показує статистичні зв'язки між хімічним впливом та несприятливим впливом на здоров'я, воно не може надати однозначних доказів причинно-наслідкового зв'язку самостійно.

Як результат, необхідно зібрати величезну кількість даних, щоб створити надійний випадок виведення хімічної речовини з навколишнього середовища, включаючи висновки, зроблені на різних видах тварин. "Лише тоді, коли токсикологічні ефекти, які спостерігаються у тварин, є тими самими, що виявляються у людей у багатьох великих та добре побудованих епідеміологічних дослідженнях, є достатньо інформації, щоб можливо вжити регуляторних заходів щодо хімічної речовини", - говорить Мартін. Таким чином, створення доказів - це лише початок шляху довгим шляхом до виведення хімічної речовини з використання.

Безпечний вплив

Вивести забруднювач з використання цілком складно. Бездіяльність контролюючих органів є одним із питань, що заважає цьому процесу. Свинець - протягом багатьох років звичайний компонент фарби, водопровідних труб та бензину - тепер відомий як дуже токсичний. За останнє десятиліття тисячі досліджень встановили зв'язок між впливом свинцю та розвитком численних проблем зі здоров'ям, включаючи зниження когнітивних функцій у дітей та дорослих. Але хоча в деяких випадках свинець заборонено, докази його негативного впливу на здоров'я існували протягом багатьох десятиліть до того, як політика впливу була змінена, навіть коли були розроблені більш безпечні альтернативи. "Ця тривала затримка стала прямим наслідком запеклої опозиції та безперервного політичного лобіювання з боку провідної галузі", - говорить Ландріган.

Ручний рентгенівський флуоресцентний спектрометр використовується для тестування токсичних хімічних речовин у дитячому черевику. Кредит: Джим Вест/SPL

Подібна історія криється за рішенням Американського агентства з охорони навколишнього середовища (EPA) у березні 2016 року дозволити фермерам продовжувати використовувати пестицид хлорпірифос, прямо всупереч порадам власних вчених агентства. Проти сільськогосподарської заборони пестициду, який у 2000 році поступово припинили побутове використання в США через його неврологічні наслідки, виступили такі виробники, як Dow AgroSciences з Індіанаполіса, Індіана, та такі галузеві групи, як Американська федерація фермерських бюро, що базується у Вашингтоні, округ Колумбія. За кілька тижнів до винесення вироку адміністратор EPA Скотт Пруйт повідомив бюро, що адміністрація президента США Дональда Трампа "сподівається на тісну співпрацю з сільськогосподарською громадою". "Рішення обґрунтоване явними доказами", - говорить Ландріган. "Як педіатр, - додає він, - я вважаю рішення Прутта науково осудливим і морально огидним".

Навіть коли регулюючі органи вирішують вжити заходів проти забруднювача, насправді робити це часто буває важко. Одним з найскладніших аспектів для переговорів дослідників та органів влади є рівень впливу, який вважається "безпечним".

Показано, що неврологічні ефекти свинцю виникають навіть при низькому рівні впливу. "Десятиліття досліджень цілком переконливо демонструють, що не існує безпечного рівня впливу свинцю", - говорить Девід Беллінгер, невролог Гарвардської школи охорони здоров'я Т. Х. Чана в Бостоні, штат Массачусетс. Результат полягає в тому, що найбільший тягар захворювань, пов’язаних зі свинцем, походить не від людей, які відчувають високий рівень опромінення, а від тих, хто стикається з лише низьким або середнім рівнем у навколишньому середовищі. Хоча шкода для людини більша за вищих рівнів опромінення, опромінення на низькому рівні є більшою проблемою для систем охорони здоров'я. "Ви, швидше за все, захворієте або померте від сильного впливу свинцю, але ваша справа буде лише однією з небагатьох", - говорить Брюс Ланфір, дослідник охорони навколишнього середовища з університету Саймона Фрейзера в Бернабі, Канада. "Набагато більше людей захворіють від опромінення від низького до середнього рівня".

Відомий як „парадокс запобігання”, ця концепція також застосовується до ряду інших забруднюючих речовин без відомого безпечного рівня опромінення, включаючи повітряно-тверді частинки та азбест. І це створює значну проблему для контролюючих органів - без безпечного рівня всі знаходяться в зоні ризику, а системи охорони здоров'я не створені для вирішення такої масштабної проблеми, говорить Ланп'єр. Профілактичні втручання на рівні населення "важко впровадити в систему охорони здоров'я, в якій домінує медична допомога, призначена для лікування захворювань", говорить він.

Хоча в більшості країн із високим рівнем доходів докладено зусиль для видалення сполук свинцю з фарб та бензину, він залишається стійким забруднювачем пластичного полівінілхлориду, латунних фітингів, дитячих іграшок і навіть продуктів харчування. У доповіді Королівської комісії з питань забруднення навколишнього середовища у 1983 р. Було виявлено, що свинець був настільки широко розповсюджений в навколишньому середовищі завдяки його широкому використанню протягом ХХ століття, що „сумнівно залишається якась частина земної поверхні чи будь-яка форма життя незабруднений антропогенним свинцем ».

Зіткнувшись з неможливістю повністю очистити навколишнє середовище від свинцю, натомість регулюючі органи намагаються мінімізувати вплив людей на нього, встановлюючи законодавчо прийнятні рівні. Але часто такі рівні не базуються на наукових доказах, і те, що вважається допустимим, може значно відрізнятися від місця до місця. Наприклад, австралійський стандарт на фітинги для латунних труб дозволяє вміст свинцю 4,5%, тоді як еквівалентна межа США становить 0,25%. "Проблема зі свинцем полягає у регуляторних системах, які наполягають на дозволі теоретичних, але не емпірично підтримуваних безпечних рівнів", - говорить Марк Тейлор, який вивчає забруднення навколишнього середовища в Університеті Маккуорі в Сіднеї, Австралія.

Тому, незважаючи на десятиліття досліджень його наслідків та спроб регулювання, свинець продовжує пронизувати навколишнє середовище та викликати серйозні проблеми зі здоров'ям - навіть у найрозвиненіших країнах світу. Дослідження 2016 року виявило, що водопровідна вода, забруднена свинцем, виявилася більш ніж у половині з 212 будинків, перевірених у штаті Новий Південний Уельс, Австралія. А в 2014 році криза була засіяна у Флінті, штат Мічиган, коли міське водопостачання було переведено на річку Флінт. Місцева влада не змогла обробити воду з цього нового джерела антикорозійним агентом, що призвело до вимивання свинцю з водопровідних труб. Результатом стала широка громадська дія небезпечних рівнів свинцю - майже в 900 разів перевищує законодавчу межу, в деяких випадках - із руйнівними наслідками для багатьох ненароджених дітей. Криза Флінта спричинила низку розслідувань щодо якості води та отруєння свинцем в інших частинах США. "Результати показали, що вплив дитячого свинцю у Флінті є більше нормою, ніж винятком", - говорить Беллінгер. Справді, додає він, у багатьох районах Сполучених Штатів ще більша поширеність дітей із високим рівнем свинцю в крові.

Хімічний удар-моль

У деяких випадках проти хімічного забруднювача можуть бути вжиті сильні заходи, обґрунтовані доказами, і все одно не призведуть до покращення здоров’я, яке передбачалося. Бісфенол А (BPA) - це речовина, яка часто зустрічається в оболонках харчових банок, пластикових пляшках з водою і навіть термопапері, на якому надруковані квитанції. Структура BPA дозволяє імітувати або блокувати дію гормонів. Це дозволяє молекулі впливати на функцію ендокринної системи організму - складної мережі залоз, гормонів та рецепторів, які пов’язують мозок із розмноженням та метаболізмом.

Шкідливий вплив BPA добре відомий; докази його здатності руйнувати гормони почали з’являтися в середині 1930-х років. Численні дослідження його токсичності для людей та тварин зрештою змусили кількох виробників видалити хімічну речовину зі своєї продукції. На жаль, сполуки, які виробники зараз використовують замість BPA, не набагато безпечніші. "Замінні хімікати можуть бути настільки ж поганими або навіть гіршими, ніж BPA", - говорить Андреа Гор, токсиколог з Техаського університету в Остіні. "Хімічна промисловість перейшла на інших представників сімейства бісфенолів, але нещодавні дослідження, що перевіряють ці бісфеноли, показують, що вони також є ендокринними руйнівниками", - каже вона.

"Деякі зробили аналогію з хімічною речовиною" побийте моль ", за допомогою якої ми намагаємось підвищити безпеку людини, регулюючи одну хімічну речовину, лише щоб побачити кілька подібних хімічних речовин, які замінюють її", - говорить Мартін. Порівняні проблеми були зареєстровані щодо інших токсичних хімічних речовин, включаючи фталати, пер- та поліфторалкільні речовини та антипірени.

У кожному випадку початковою реакцією виробників була заміна регульованої хімічної речовини чимось подібним. І оскільки властивості матеріалу безпосередньо пов’язані з його хімічною структурою, такі заміни часто мали подібний вплив на здоров’я. "Виробникові простіше і швидше замінити обмежений хімікат іншими існуючими хімічними речовинами, що мають подібні форми, розміри та властивості", - говорить Мартін. "Це не обов'язково підло, але безглуздо, і найкращі системи регулювання хімічних речовин у світі дозволяють це повторювати знову і знову".

Зміна політики

Щоб мінімізувати шкідливий вплив забруднення на здоров’я, багато дослідників рекомендують людям брати справу у свої руки, обмежуючи особистий вплив токсичних хімічних речовин. Наприклад, вплив BPA та його замінників можна значно зменшити, уникаючи консервованих продуктів. А споживання пестицидів можна зменшити за допомогою ретельної підготовки фруктів та овочів або вибору органічних продуктів, вирощених переважно без використання синтетичних речовин.

Знак попереджає, що пестицид хлорпірифос був застосований до апельсинового саду в Каліфорнії. Кредит: Джим Вест/Аламі

Але зміни способу життя мають лише обмежений обсяг. "Хоча поведінкові модифікації можуть зменшити опромінення, модифікації виробничої практики також можуть призвести до значних скорочень", - говорить Леонардо Трасанде, педіатр медичного центру університету Нью-Йорка в Лангоні.

Деякі дослідники закликають встановити токсичність хімічної речовини до її введення в навколишнє середовище. "Ідея про те, що хімічну речовину слід ретельно перевірити на токсичність, перш ніж вона надійде на ринок, здається безглуздою, але це просто не так, як ми регулюємо хімічні речовини в Сполучених Штатах", - каже Гор. "Тягар доказування повинен бути на тих, хто наживається на хімічних речовинах", - додає вона. Проте оцінка безпеки хімічної речовини займає багато часу - спостереження, яке змусило Філіппа Гранджіана, дослідника навколишнього середовища в Університеті Південної Данії в Оденсе, запропонувати знизити рівень бар'єрів, який дослідники повинні очистити, щоб довести, що хімічна речовина небезпечна. "Ми повинні вирішити, чи потрібно чекати довгих років чи десятиліть на надійні докази, чи буде потрібно менше документації в інтересах збереження функцій мозку наступного покоління", - говорить він.

Для досягнення значних змін у способі регулювання забруднюючих речовин у всьому світі, Гор вважає, що надзвичайно важливим буде тиск громадськості. "Спосіб змінити ситуацію полягає в тому, щоб люди голосували за політиків, які дотримуються рішучих екологічних позицій", - каже вона. Багато позитивних кроків, які вже зроблено для захисту людей від шкідливих забруднювачів, коріняться у підвищеній обізнаності громадськості та тиску, який вона чинить. Наприклад, BPA було заборонено використовувати в дитячих пляшках Американською адміністрацією з питань харчових продуктів і медикаментів (FDA) у 2012 році після того, як Американська рада з хімії звернулася із закликом усунути занепокоєння громадськості. У період між 2006 і 2015 роками пер- та поліфторалкильні речовини були відмінені виробниками хімічних речовин та EPA на тлі посилення громадського тиску, який включав судовий позов проти одного виробника. А в Пекіні тиск, що здійснюється через китайські соціальні медіа, включаючи обмін даними про якість повітря, зібраними посольством США, сприяв владі почати вирішувати проблему забруднення повітря.

"Коли наука та судові дії створюють достатній тиск, це заважає голосам у галузі", - говорить Тейлор. Потрібна рішуча рішучість, щоб забезпечити виконання обіцянок, додає він, але поєднання незаперечних доказів та участі громадськості дає найкращу надію на усунення токсичних забруднювачів та захист здоров'я. “Люди - це і проблема, і рішення. Проблема, з якою стикаються вчені та політики, полягає в тому, як змусити широку громадськість бачити та брати активну участь ”, - говорить він.

У січні, коли надсилалася петиція з більш ніж 30 000 підписів та висувалися вимоги зацікавлених споживачів, велика мережа будівельних магазинів в Австралії та Великобританії виявила намір припинити продаж неонікотиноїдного інсектициду, пов'язаного зі зменшенням популяції бджіл . "Зараз люди тиснуть на компанії, щоб вони відмовились від пластику, або вживають юридичних заходів проти урядів, щоб вжити нових заходів проти давно назрілих проблем забруднення повітря", - говорить Тейлор. "Кожен може зіграти свою роль у зменшенні забруднення", - додає він. "Важливим є сукупний вплив усіх наших зусиль".

Природа 555, S20-S22 (2018)

Ця стаття є частиною журналу Nature Outlook: майбутнє медицини, редакційно незалежного додатку, виробленого за фінансової підтримки третіх сторін. Про цей зміст.