Удивительно, но препараты на основе 2,4-Д использовались не только в качестве гербицидов. Их все-таки в небольшом количестве применяли в сельском хозяйстве в качестве регуляторов роста и развития растений. Препараты на основе 2,4-Д использовали для стимуляции цветения и дружного созревания растений, для предупреждения раннего опадания плодов садовых деревьев, применяли для предотвращения полегания риса. Как уже упоминалось, этот эффект связан с двойственной активностью вещества: в зависимости от концентрации 2,4-Д может быть ядом или стимулятором. В обоих случаях он действует на механизм синтеза природного гормона — гетерауксина.
С этим свойством связан еще один интересный эпизод, который произошел в другой части света — на Африканском континенте.
В Египте на великой реке Нил стоит знаменитая Асуанская плотина — жизненно важное гидросооружение для всего Египта. Вдоль реки расположены сотни полей, на которых после появления в арсенале крестьян «убийцы сорняков» началась интенсивная и беспощадная борьба с широколистными сорными растениями на пшеничных полях. Активное применение препарата привело к тому, что постепенно вместе со стоками часть 2,4-Д попадала в Нил. Разбавляясь до минимальных концентраций, препарат проявлял свои рострегулирующие свойства. В результате этого на Ниле бурно разрослись водный гиацинт и другие растения, которые начали угрожать работе ГЭС. Решением этой проблемы стало сокращение объемов применения 2,4-Д-препаратов на полях вблизи Нила.
Так долгое время 2,4-Д занимал лидирующее место по масштабам производства и применения. Но ежегодное использование на одних и тех же полях против одних и тех же сорняков привело к появлению резистентности у некоторых видов сорных растений. Сорняки (виды щирицы, пикульника, виды ромашки, подмаренник цепкий, василек синий, виды яснотки, фиалка полевая и многие другие) научились выживать после обработки гербицидом и продолжали конкурировать с культурой, отбирая у нее питательные элементы, свет и воду. Поэтому в настоящее время разработаны специальные антирезистентные программы, в которых 2,4-Д применяется в смеси с гербицидами из других химических классов либо применяют многокомпонентные гербициды. Поэтому в наши дни в чистом виде знаменитый препарат почти не применяется, зато количество многокомпонентных препаратов, в которых используется и 2,4-Д, постоянно растет.
Открытие Робертом Покорни 2,4-Д, несомненно, изменило ход истории и развития современного сельского хозяйства, это открытие по праву признано мировой наукой одним из величайших достижений агрохимии XX века.
О нем вы слышали
Что вам приходит на ум, когда вы слышите это слово — «пестицид»? Кто-то вспомнит о глифосате, единицы назовут другие препараты и вещества, а для большинства синонимом этого слова остается ДДТ. ДДТ — это сокращенное название 4,4-дихлордифенилтрихлорметилметана, молекулы, ставшей основой для революционно нового инсектицида — средства для борьбы с насекомыми. В годы активного применения ДДТ спасал людей от ужасных, смертельных болезней, кардинально менял расстановку сил в войне за урожай на полях фермеров, был лекарством и ядом, кошмаром для экологов и спасением для миллионов. Так что такое ДДТ? Пусть ответом на этот вопрос станет мой рассказ…
Пауль Герман Мюллер родился в Олтене в семье Готтлиба Мюллера, служащего швейцарской железной дороги, и Фанни (Лейполдт) Мюллер. Пауль получил образование в школе в Базеле. Окончив школу в семнадцать лет, начал работать на химическом заводе, а уже в следующем году стал ассистентом химика в лаборатории компании «Лонза». Этот опыт исследовательской работы побудил его в 1919 году поступить в Базельский университет для изучения химии, и через шесть лет, защитив диссертацию, посвященную изучению органических красителей, Мюллер получил ученую степень доктора наук. После окончания университета Мюллер устраивается на работу в крупную химическую корпорацию «Джи Эр Гейги». В 1935 году он начинает исследования инсектицидов для сельского хозяйства. Для химической корпорации создание нового препарата было приоритетной задачей, ведь в то время действенного, надежного, а главное безопасного средства просто не существовало. Для борьбы с вредителями земледельцы часто использовали либо слабые препараты на основе вытяжек из ромашек рода пиретрум, либо мышьяксодержащие инсектициды, крайне ядовитые для всех, включая человека.
День за днем группа экспериментаторов под руководством Пауля Мюллера тестировала на мухах сотни органических соединений, однако должного результата получить не удавалось. Мюллер предлагал для испытаний все новые и новые группы веществ, и в конечном счете, благодаря своему опыту и знаниям, в 1939 году он обнаружил у 4,4-дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) инсектицидные свойства. Позже ученые выясняли, каким образом ДДТ воздействовал на насекомых: он блокировал физиологические процессы, специфичные для их нервной системы. Но в конце 30-х годов было достаточно той информации, что все контактирующие с ДДТ насекомые погибали.
В этом месте стоит упомянуть, что Мюллер не был первооткрывателем самого вещества, первые сведения о ДДТ были опубликованы еще в 1873 году в «Докладах Немецкого химического общества». Новое соединение впервые получил австрийский студент Отмар Цайдлер, однако, как это часто бывает, молодой химик не представлял, какое практическое значение имеет открытое им вещество. Не заслужило внимания это открытие и в среде научной общественности того времени.
Зато уже через год после обнаружения Мюллером инсектицидных свойств ДДТ руководство корпорации «Джи Эр Гейги», понимая великолепные перспективы, патентует новый препарат.
После этого в 1942 году были проведены первые полевые испытания нового контактного инсектицида на мухах, колорадском жуке, тлях, моли и многих других вредителях. В ходе опытов были испытаны различные препаративные формы ДДТ: растворы, эмульсии, гранулы. Результаты опытов оказались ошеломительными, и через несколько месяцев ДДТ поступил в продажу. Открытие Пауля Мюллера было поистине революционным, как и открытие Роберта Покорни, и изменило сельское хозяйство. Новый инсектицид стал первым надежным средством со стабильным действием против вредителей на зерновых, кукурузе, овощных, технических и бахчевых культурах, в садах и теплицах. Агрономы и фермеры теперь с уверенностью смотрели в будущее и меньше беспокоились о внезапных нападениях вредителей на свои поля. Фермеры использовали все больше и больше ДДТ, благодаря этому стало возможно быстро уничтожать вредителей на огромных пространствах. ДДТ был одним из первых препаратов, позволивших осуществить «зеленую революцию» и кардинально изменить подходы к сельхозпроизводству.
Как мы уже знаем, в 1948 году Пауль Мюллер за свое открытие был удостоен Нобелевской премии. Это был первый и единственный случай в истории, когда ученый получил наивысшую награду за открытие пестицида. Стоит, однако, отметить, что награда эта была не только за сохраненный урожай, но и за миллионы спасенных человеческих жизней…
Борьба с насекомыми была не только проблемой фермеров, но и врачей, ведь многие опасные для человека заболевания, переносятся именно насекомыми, например тиф. Во время войн, когда большие массы людей долгое время вынуждены проживать в неприспособленных для этого условиях, нередки случаи возникновения эпидемий. Как правило, усложняют ситуацию голод и ослабленный иммунитет солдат. Не были в этом смысле исключением ни наполеоновские войны, ни Крымская, ни Первая мировая война и ни одна из самых масштабных по количеству участников — Вторая мировая.
Вши были едва ли не большей проблемой для солдата, чем враг на горизонте. Для борьбы с кровопийцами в ход шли любые доступные средства: масло, нафталин, порошок из цветов ромашки, практиковалось «прожаривание» обмундирования на костре, но все было малоэффективно. И если к укусам можно было привыкнуть, особенно когда пули и осколки пролетают над головой, то тиф и другие инфекционные заболевания, которые переносили паразиты, были смертельно опасны. У 98 % солдат на Восточном фронте были вши, а в завшивленных казармах и окопах болезни распространялись с молниеносной скоростью.
В 1942 году для решения вопроса с паразитами в войсках в министерстве сельского хозяйства США была сформирована команда из энтомологов — специалистов по изучению насекомых. Понимая серьезность проблемы, ученые сразу же приступили к поиску действенного средства против паразитов. Из тысячи перспективных химических веществ самым лучшим средством оказался ДДТ: он действовал очень быстро, и при контакте даже с миллионной частью инсектицида насекомое погибало. В обработанном ДДТ белье паразиты не приживались. Новый инсектицид ДДТ казался идеальным и с точки зрения безопасности: токсичность для людей казалась настолько ничтожной, что препарат предполагалось распылять непосредственно на тело для предупреждения возникновения сыпного тифа. Несомненно, ДДТ был признан лучшим решением, и корпорация «Джи Эр Гейги» начала масштабное производство препарата. Новые заводы теперь работали по обе стороны Атлантики. Многие химические предприятия быстро освоили производство нового инсектицида. Продажи ДДТ выросли необычайно.
Случай проверить ДДТ в реальных условиях не заставил себя долго ждать. В октябре 1943 года в Неаполе случилась тяжелая вспышка тифа, обычные меры по спасению города оказались совершенно бесполезными. Было принято решение срочно использовать новое средство — ДДТ. В течение нескольких дней больше миллиона человек прошли обработку инсектицидом, после чего всего за три недели эпидемия тифа была полностью остановлена. Это был первый случай в мировой врачебной практике, когда эпидемия тифа была взята под контроль в зимний период. Новый порошок отлично зарекомендовал себя, и с его помощью быстро останавливались зарождающиеся эпидемии и в других местах. Широкое распространение ДДТ получил в войсках союзников, поскольку одной из особенностей препарата была его невероятная стабильность: даже однократное распыление инсектицида очищало от насекомых окопы, одежду и казармы на несколько месяцев.
Через четыре года после окончания Второй мировой войны на церемонии вручения Нобелевской премии профессор Г. Фишер вспомнил курьезный случай, который, возможно, лучше долгих объяснений продемонстрировал, насколько ДДТ был действенным средством: «В 1945 году я встретил английского майора в Германии, который рассказал мне, что для борьбы с мухами, которые ему сильно досаждали, он обрызгал раствором ДДТ окно в своей комнате. После того как раствор ДДТ был распылен, мухи погибли и лежали кучками на подоконнике. На следующее утро, когда майора не было, дежурный солдат вошел в комнату и тщательно вымыл окно. Когда же майор заметил, что окно чистое, он не мог удержаться от слез. „Прощай, мой ДДТ!“ — воскликнул он. Но это прощание было неуместно. Несмотря на тщательную очистку, оконное стекло сохранило свое смертоносное действие, и мухи продолжали погибать, лишь коснувшись его». Эта маленькая история наглядно проиллюстрировала стойкость ДДТ и его высокую эффективность даже в небольшой дозировке.