Химическое загрязнение: потенциальный катастрофический риск для человечества

1. Введение

Преимущества синтетических химикатов для повседневной жизни неоспоримы, но их преднамеренное и непреднамеренное попадание в окружающую среду является прямым следствием экономического развития. Химические загрязнители были выброшены после промышленной революции, но их выброс и распространение заметно ускорились за последние полвека. Выбросы углекислого газа (CO2) с их долгосрочным воздействием на климат, атмосферу и океаны являются ярким примером, но многие другие вещества попадают в биосферу в виде промышленных и сельскохозяйственных выбросов. Триллионы тонн химически активных материалов выбрасываются в окружающую среду в результате добычи полезных ископаемых, переработки полезных ископаемых, сельского хозяйства, строительства и производства энергии (Крибб, 2021, Чистая Земля; Зеленый Крест Швейцарии, 2016). Помимо антропогенного распространения геогенных химических веществ, человечество синтезировало более 140 000 химических веществ и смесей химических веществ (ЮНЕП, 2019), большинство из которых ранее не существовало. Действительно, согласно недавнему анализу глобальных запасов химических веществ, эта цифра может превышать 350 000, что во много раз больше, чем сообщалось ранее (Wang et al. 2020). Постоянно разрабатываются новые синтетические химические вещества: в последнее время только в США производилось в среднем 1500 новых веществ в год (GAO 2019). Известно, что многие из этих веществ токсичны в малых дозах, иногда в сочетании с другими загрязнителями или в виде продуктов распада после выброса в биосферу и геосферу.

Масштаб выбросов химических веществ оценивается в 220 миллиардов тонн в год, из которых выбросы парниковых газов составляют лишь 20%, а может быть даже больше (Крибб 2017). Более того, химические выбросы в значительной степени кумулятивны. Химические следы человека сейчас повсеместно распространены и обнаружены в верхних слоях атмосферы, на самых высоких горах, в самых глубоких океанах, от полюса до полюса и в самых отдаленных, необитаемых регионах, в почве, воде, воздухе и в недрах. пищевая цепь человека (Gruber 2018). В океанах и озерах известно более 700 «мертвых зон», а загрязнение удобрениями, агрохимикатами и отложениями является одним из факторов, наиболее тесно связанных с разрушением среды обитания (Диас и Розенберг, 2008, Лаффоли и Бакстер, 2019). Промышленные химические вещества, включая известные канцерогены и их остатки, были обнаружены в крови и тканях всех групп населения, включая нерожденных и младенцев (Mathiesen et al., 2021, Soleman et al., 2020), а также в материнском молоке (Hu et al., 2020). др., 2021, ван ден Берг и др., 2017). Они обнаружены в водной биоте, растениях и диких животных, а также в пищевых продуктах (Gruber 2018). Жизнь — это функция генетики, обмена веществ, питания и окружающей среды, и химическая токсичность может нарушить каждую из этих функций; Совместное и кумулятивное воздействие всех антропогенных химикатов, действующих вместе, потенциально может нанести ущерб самой человеческой жизни.

Рисунок 1

Рокстрем и др. (2009) предупредили, что химическое загрязнение является одной из планетарных границ, которую не следует пересекать, чтобы не повергать угрозе человечество. В общей сложности более девяти миллионов человек умирают преждевременно каждый год – каждый шестой случай смерти – из-за загрязнения воздуха, воды, продуктов питания, домов, рабочих мест или потребительских товаров (Ландриган и др., 2018). Для сравнения: ежегодное число смертей, связанных с химическими веществами, значительно больше, чем во время Второй мировой войны, и сегодня представляет собой самую большую предотвратимую форму смертности. Более того, оно наносит катастрофический ущерб дикой природе, особенно насекомым и животным, которые от них зависят, экосистемам и их услугам, таким как опыление или чистая вода, от которых зависит наше существование людей. Это подчеркивает роль химического загрязнения в потенциальном экологическом кризисе всей планеты (Dave 2013). В последние десятилетия появляется все больше свидетельств когнитивных, репродуктивных нарушений и нарушений развития, а также преждевременной смертности, вызванных химическим загрязнением среды обитания человека (Диаманти-Кандаракис и др., 2009).

Для подтверждения разработанной здесь точки зрения был проведен тщательный анализ современной литературы и глобальной базы данных. Мы представляем глобальную картину химических загрязнителей из многих источников, влияющих на благополучие человека в целом и на долгосрочные перспективы выживания человечества в частности. Этот анализ дополняет воздействие парниковых газов и их воздействие на климат и человечество, которые рассматриваются в других источниках (Cavicchioli et al. 2019). Особое внимание уделяется хронической токсичности воздействия низких уровней загрязняющих веществ на репродуктивную способность человека, когнитивное здоровье и здоровье плода, а также продовольственную безопасность. Мы определяем приоритетные проблемы и предлагаем потенциальные решения для уменьшения воздействия на человеческую цивилизацию.

2. Производство и потребление химикатов

В книге «Человек в химическом мире» Абрахам Кресси Моррисон обрисовал важность химии не только в современные постиндустриальные времена, но и в более ранние периоды традиционного образа жизни (Моррисон, 1937). Химические процессы и инновации были краеугольным камнем цивилизации, которая, вероятно, зародилась ок. 12 000 лет во время перехода людей от охотников к гражданскому обществу, и так будет продолжаться в обозримом будущем (Расмуссен 2015). В 2017 году во всем мире было произведено около 2,3 миллиарда тонн синтетических химикатов – вдвое больше, чем в 2000 году (Cayuela and Hagan 2019). Большую часть химических веществ составляли нефтяные соединения (25,7% продаж), специальные химикаты (26,2% продаж) и полимеры (19,2% продаж) (CEFIC 2021). По прогнозам, к 2030 году использование химикатов, отличных от фармацевтических препаратов, увеличится на 70%, при этом крупнейшими потребителями останутся Китай и Европейский Союз (ЕС) (см. такие прогнозы в дополнительной информации, рис. S1a,b). В 2019 году мировые продажи химикатов оценивались в 4,363 млрд долларов, что эквивалентно производству более 2,3 млрд тонн химикатов (без учета фармацевтических препаратов), что составляет примерно 300 кг в год на каждого мужчину, женщину и ребенка в мире (CEFIC) .2021, ЮНЕП, 2019).

С 1970-х годов наблюдается значительный рост разработки и производства промышленных химикатов, в результате чего в ежедневное использование вошли тысячи новых веществ. По данным Европейского совета химической промышленности, основными секторами, помимо фармацевтики, в которых используются синтетические химикаты, являются сельское хозяйство, здравоохранение, горнодобывающая промышленность, услуги, производство резины и пластмассы, строительство и другое промышленное производство (CEFIC 2021). Новые химические вещества часто выделяются при недостаточной оценке риска (Сала и Горальчик, 2013, Ван и др., 2020), а их смеси создают новую химическую среду с весьма неопределенной токсичностью. Химическая интенсификация является характерной чертой почти всех крупных отраслей промышленности: например, в современном сельском хозяйстве интенсивное производство сельскохозяйственных культур и животноводства для обеспечения продовольствием большей части мира в настоящее время зависит от ежегодного применения около 5 миллионов тонн пестицидов и 200 миллионов тонн концентрированных пестицидов. азотные, фосфорные и калийные (NPK) удобрения. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО), общий объем пестицидов в 2008 году составил 3 835 826 тонн, что увеличилось примерно на 200 тонн. 7% в следующее десятилетие (см. сравнительную статистику в дополнительной информации, рис. S1c) (FAOSTAT 2019). Только в США количество активных химических компонентов в различных пестицидах составляет более 400 (USGS 2017). Использование агрохимии также увеличивается в новых индустриальных странах, таких как Китай, который в настоящее время является крупнейшим в мире производителем и потребителем промышленных химикатов, на долю которого приходится 36% и 25% мирового спроса на химические удобрения и пестициды соответственно (Го и др. 2010).

3. Химические вещества как глобальные загрязнители

Хотя антропогенные и синтетические химические вещества принесли огромную пользу человеческой цивилизации, включая борьбу с болезнями и повышение производительности пищевых продуктов, их преимущества в настоящее время нивелируются столь же масштабными негативными последствиями, возникающими в результате непреднамеренного воздействия на человека и окружающую среду, а также коварной токсичности (рис. 1) ( рис. 1 ) (рис. 1). ECHA, 2018 , NPI, 2017, Агентство по охране окружающей среды США, 2017).

Хорошо известные вредные загрязнители, такие как мышьяк (As), свинец (Pb), кадмий (Cd) и ртуть (Hg), а также смог и твердые частицы, переносимые по воздуху в крупных городах, были зарегистрированы со времен Древнего Рима и Афин. чьи граждане пострадали от загрязнения воды, воздуха, кухонных и столовых приборов и продуктов питания (Паттерсон и др., 1987). Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) перечисляет 275 приоритетных химических веществ в качестве загрязнителей с учетом их частоты, токсичности и потенциального воздействия на человека. Однако эта оценка, вероятно, будет существенно занижена, учитывая трудности с отслеживанием новых или «неизвестных» химических веществ в окружающей среде после их выброса (Анна и др., 2016). Чтобы преодолеть эту неопределенность, наука пытается определить «новые загрязнители», которые еще предстоит регулировать, чтобы предвидеть будущие проблемы (Ричардсон и Кимура, 2017).

Многие химические вещества, которые сейчас считаются загрязнителями, были полезными на момент их открытия (Керр 2017). Например, когда в 1950-х годах были разработаны хлорорганические инсектициды, их основным применением была борьба с сельскохозяйственными насекомыми и насекомыми-переносчиками болезней, и они были успешны в краткосрочной перспективе. Однако с публикацией книги Рэйчел Карсон «Безмолвная весна» в 1962 году (Carson 1962) мир начал осознавать, что столкнулся с серьезными проблемами из-за стойкости органических пестицидов в окружающей среде и, как следствие, кумулятивного воздействия на дикую природу и людей. Хотя некоторые стойкие органические пестициды с тех пор были запрещены, человечество все еще борется с их наследием. Хорошо известным примером является дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), который широко использовался в 1950-х годах. Продолжающееся незаконное производство и использование пестицидов, а также устойчивые остатки остаются проблемой в некоторых странах.

Задержка между обнаружением преимуществ химического вещества и пониманием его потенциального вреда привела к появлению новой модели химического синтеза, лицензирования, производства и использования, за которой последовали опасения по поводу потенциальных последствий, запретов и ограничений, за которыми последовал срочный поиск химических веществ-заменителей – часто с другие негативные последствия. Это привело к тому, что в последние десятилетия в окружающую среду и пищевую цепочку попали «импульсы» новых химических веществ, за которыми последовало частое обнаружение негативных побочных эффектов.

Выбросы, распространение и воздействие опасных химических загрязнителей и их смесей зачастую носят спорадический характер и не ограничены во времени и пространстве. Это основная причина увеличения хронического воздействия этих веществ на человека. Имеются убедительные доказательства их глобальной миграции в виде переносимых по воздуху частиц, газов и аэрозолей, взвешенных частиц в воде и растворенных загрязнителей (Aneja et al., 2008, Tukker et al., 2014). Химические вещества также распространяются такими переносчиками, как загрязненная дикая природа и люди, выброшенные материалы (например, пластмассы и электроника), а также синтетические частицы нано- и микромасштаба (например, микропластик). Международная торговля продуктами питания, минералами, энергией, химикатами и промышленными товарами в сочетании с взаимосвязанными водными объектами часто связана с серьезными изменениями в бремени химического воздействия (Tukker et al., 2014, Zhang et al., 2017).

4. Глобальные попытки контроля за химическими загрязнителями

Международные попытки регулировать глобальные выбросы и потоки токсичных химикатов начались с таких соглашений, как Венская конвенция о защите озонового слоя (22 марта 1985 г.) и Базельская конвенция о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением ( 22 марта 1989 г.). За ними последовало принятие Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях (СОЗ) в 2001 году и Минаматской конвенции о ртути в 2013 году. С момента ее вступления в силу в 2004 году Стокгольмской конвенции удалось изучить и запретить только 26 из потенциально опасных веществ. 350 000 синтетических химикатов (<0,01%), еще девять находятся на рассмотрении в Приложении B (ограничение) и C (непреднамеренное производство) (Секретариат Стокгольмской конвенции, 2019 г.). Существуют истории успеха по предотвращению или очистке химического загрязнения с использованием международных, национальных и региональных инициатив и инструментов, таких как поправки к Монреальскому протоколу по контролю над озоноразрушающими веществами (например, хлорфторуглеродами, тетрахлорметаном) ( US-EPA 2018 ), Агентство по охране окружающей среды США (US-EPA) (US-EPA 2018) и Европейское химическое агентство (ECHA) (ECHA 2016). Однако при нынешних темпах прогресса потребуется более 100 000 лет, чтобы оценить все существующие синтетические химические вещества на предмет безопасности человека и окружающей среды, и еще 2 000 лет, чтобы оценить новые продукты каждый год (Крибб 2017). Эти оценки убедительно свидетельствуют о том, что нынешнее международное регулирование выбросов токсичных химикатов по всему миру не дало результатов. Кроме того, далеко не ясно, соблюдаются ли международные запреты повсеместно, особенно в странах, где регулирование производства, использования и утилизации химических веществ является слабым или коррумпированным (UNEP 2019). В июне 2016 года был подписан Закон Фрэнка Р. Лаутенберга о химической безопасности в 21 веке , вносящий поправки в Закон США о контроле за токсичными веществами (TSCA) (US-EPA 2020). Поправки включали значительные изменения, такие как обязательство Агентства по охране окружающей среды проводить оценку существующих химических веществ с четкими и осуществимыми временными рамками, а также применение химических оценок на основе рисков. TSCA Лаутенберга заявило, что Агентство по охране окружающей среды должно определить «необоснованный риск», вызванный химическим веществом, чтобы гарантировать, что оно не представляет «необоснованного риска» для уязвимых групп населения. Коман и др. (2019) утверждали, что поправка Лаутенберга к TSCA улучшила существующий TSCA, но не включила несколько жизненно важных аспектов восприимчивости населения к химическим загрязнителям, включая определение «необоснованного риска» для конкретных групп населения, подвергающихся воздействию, таких как дети, беременные женщины, рабочие и пожилые люди. Действительно, ООН Цели устойчивого развития (ЦУР) определили 17 ключевых проблем на 2018 год, среди которых как минимум четыре выделили загрязнение окружающей среды как один из факторов, вызывающих критические глобальные проблемы (Дополнительная информация, Вставка S1). Более того, перенос многих химических веществ на большие расстояния через воздух, грунтовые воды, почву или международную торговлю, а также постоянное внедрение новых химических веществ также бросают вызов способности биосферы поглощать и справляться с нынешними и будущими последствиями химического загрязнения (Aneja et др., 2008).

5. Химические угрозы здоровью человека

Количество, время пребывания и мобильность загрязнителей окружающей среды в совокупности создают долговременный «химический след» (Сала и Горальчик, 2013) (рис. 1). Воздействие на всех людей загрязняющих веществ как из точечных, так и из широко рассредоточенных источников в настоящее время неизбежно из-за их обширного и повсеместного выброса, распространения и удаления. (рис. 2).

Рис. 2. При нынешнем образе жизни человеческой цивилизации практически невозможно избежать воздействия химических загрязнителей даже для людей, пытающихся вести здоровый образ жизни. На протяжении всей жизни люди подвергаются воздействию химических загрязнителей несколькими путями. К ним относятся (i) прямое использование химических веществ известными или неизвестными небезопасными способами (например, химические вещества на рабочем месте, пищевые добавки и консерванты), (ii) проживание в загрязненной среде из точечных источников или в зоне воздействия диффузных загрязнителей (например, вблизи старых на промышленных площадках или в крупных городах) и (iii) потребление продуктов питания, собранных в загрязненной среде. ПФАС = пер- и полифторалкильные вещества), ПХБ = полихлорированные дифенилы, ПАУ = полициклические ароматические углеводороды.

Ущерб, наносимый здоровью человека загрязнителями, подробно документирован за последние шестьдесят лет и включает как острые, так и хронические заболевания центральной нервной, сердечно-сосудистой, почечной, кожной и репродуктивной систем, а также вызывает неинфекционные заболевания, такие как как рак (Kataria et al., 2015  Messerlian et al., 2017, Virtanen et al., 2017, Wu et al., 2018). Острое респираторное воспаление может быть вызвано вдыханием токсичных частиц (Kim et al. 2011), тогда как химическое отложение в печени, почках или жировых отложениях может вызвать хронические проблемы со здоровьем (Kataria et al. 2015). Например, большинство гидрофобных химических веществ накапливаются в жировых отложениях, откуда они могут быть ремобилизованы в более позднем возрасте или при резкой потере веса и наносить вред другим жизненно важным органам (Jandacek and Genuis 2013). Кроме того, многие химические загрязнители, даже в низких дозах, особенно СОЗ, такие как ДДТ, дихлордифенилдихлорэтилен (ДДЕ), гексахлорциклогексан (ГХГ, также известный как линдан) и хлордан, бромированные антипирены (БОД), такие как полибромдифениловые эфиры (ПБДЭ), полихлорированные дифенилы (ПХД) и другие хлорорганические пестициды – это химические вещества, нарушающие работу эндокринной системы (EDC), которые мешают синтезу, секреции, транспортировке, связыванию или выведению естественных гормонов, передающихся через кровь (Rusiecki et al. 2008)).

6. Загрязнение пищевой цепи

6.1. Загрязнение пищевой цепи

По данным Американской академии педиатрии, более 10 000 химических веществ используются или попадают в современные продукты питания (Trasande et al. 2018). Загрязнение пищевой цепи представляет собой прямой риск для человека в результате употребления зараженной пищи (рис. 3). Риск может передаться следующему поколению, поскольку загрязняющие вещества были обнаружены в грудном молоке человека (ван ден Берг и др., 2017) и были связаны с когнитивными и другими расстройствами здоровья или эпигенетическими средствами (Баккарелли и Боллати, 2009). Неблагоприятное воздействие загрязнителей на микробиом кишечника человека также является предупреждением о потенциальном долгосрочном воздействии на иммунитет и обмен веществ (Jin et al. 2017).

Рис. 3. Риски продовольственной безопасности и безопасности, вызванные химическими загрязнителями. Подробная информация о каждом пути рисков для продовольственной безопасности и безопасности, вызванных потенциальными химическими загрязнителями, представлена ​​в основном тексте в разделе «Загрязнение пищевой цепи».

Продукты питания могут быть заражены на нескольких этапах перед употреблением: во время выращивания и сбора урожая, кормов или животноводства, а также после сбора урожая, во время хранения, переработки, транспортировки и переработки. Было обнаружено, что тяжелые металлы (лоиды), пестициды, диоксин, ПХД, антибиотики, вещества, стимулирующие рост, остатки упаковки, консерванты и избыток питательных веществ (например, нитратов) загрязняют продукты питания на уровнях, превышающих допустимые (Awata et al., 2017). EFSA, 2018 , Ислам и др., 2017, Ликата и др., 2004). Это влияет на овощи, зерновые, рыбу и домашний скот через почву, поверхностные и грунтовые воды или осаждение из воздуха (Чжун и др., 2015) (рис. 3). Например, в Китае концентрация Cd в различных продуктах питания, включая овощи, рис и морепродукты, достигала 0,93 мг/кг и составляла 1,007 мкг/кг массы тела в ежедневном потреблении детей, что в 1,2 раза превышает допустимый предел. рекомендовано ВОЗ и ФАО (Чжун и др., 2015). Согласно отчету, подготовленному по заказу Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA), диоксины и ПХД-подобные загрязнители в пищевых продуктах также представляют угрозу для здоровья человека. Аналогичным образом, воздействие пестицидов на человека может происходить из-за их остатков в пищевых продуктах или в результате унаследованного или непреднамеренного загрязнения во время производства и переработки. Такое загрязнение пищевых продуктов может иметь хронические последствия для здоровья человека (The Gurdian 2004). Недавнее исследование загрязнения пестицидами в глобальном масштабе показало, что 64% ​​сельскохозяйственных земель подвергаются риску загрязнения, вызванного несколькими активными ингредиентами пестицидов. Риск включает неблагоприятное воздействие на качество продуктов питания и воды, биоразнообразие и здоровье человека (Tang et al. 2021).

Защита пищевых продуктов после сбора урожая также может привести к заражению фумигантами , формалином и другими инсектицидами и консервантами (например, карбидом кальция, цианидом, цикламатом натрия, мочевиной, меламином, афлатоксином и моющими средствами), особенно если они используются неправильно, незаконно или случайно. Серьезные примеры были зарегистрированы во многих странах, включая Китай, Индию и Бразилию (Handford et al. 2016). Даже в странах с четко определенными и устоявшимися системами регулирования, таких как страны ЕС, химическое загрязнение пищевых продуктов и кормов для животных может происходить в степени, достаточной для того, чтобы вызвать беспокойство, из-за преднамеренного и непреднамеренного использования послеуборочных химикатов (силано и Силано 2017).

7. Опасность химических загрязнителей для человечества: дискуссия и вопросы

С токсикологической точки зрения воздействие огромного количества современных химических веществ и миллиардов их смесей может вызвать острую или хроническую токсичность, но при этом не представлять никакого токсического риска для человека. Этот широкий спектр угроз можно устранить, используя подход, основанный на оценке риска (Siegrist and Bearth 2019). Из-за методологических ограничений и различной восприимчивости людей к токсинам существует лишь несколько отчетов, в которых представлен прямой количественный анализ смертности на протяжении всей жизни, связанной с загрязнителями окружающей среды (разделы 2–6). Тем не менее, сбор существенных данных о бремени для здоровья, вызванном химическим загрязнением, одновременно показывает и прогнозирует ухудшение нормальной продолжительности жизни человека из-за прямого воздействия загрязняющих веществ, загрязнения пищевых продуктов и снижения рождаемости (рис. 4) (Aitken et al., 2004, Хоу и Ок, 2019, Рабл, 2006).

Рис. 4. Человеческая смертность или заболеваемость, обусловленная острой и хронической токсичностью химических загрязнителей и сокращением нормальной продолжительности жизни. Повреждение плода, спермы и эмбрионов приводит к ранней смертности, а также наносит долгосрочный вред человечеству, например, снижение интеллектуальных способностей и рост бесплодия. Эта схема признает, что нормальная продолжительность жизни не может исключать огромную пользу фармацевтических препаратов или других химических веществ для качества человеческой жизни. Длина прямой сплошной линии представляет собой нормальную продолжительность жизни с улучшением с помощью химикатов или без него; длина верхней изогнутой пунктирной линии потенциально означает более короткую продолжительность жизни, чем обычно; Длина нижней пунктирной линии символизирует хроническую проблему со здоровьем, вызванную загрязнением, которая приводит к значительному ухудшению качества жизни, а также может привести к более короткой продолжительности жизни, чем обычно (см. круглую пунктирную линию).

Рокстрем и др. (2009) описали девять планетарных границ, которые люди не должны нарушать ради собственной безопасности: изменение климата, закисление океана, стратосферный озон, глобальные циклы фосфора и азота, атмосферная аэрозольная нагрузка, использование пресной воды, изменение землепользования, потеря биоразнообразия и химическое воздействие. загрязнение. Позже «химическое загрязнение» не рассматривалось как отдельная запись (Конде и др., 2015), поскольку оно также вызывает изменение климата (например, выбросы CO 2 , метана и других парниковых газов), закисление океана из-за повышенного содержания CO2 , истощение запасов стратосферный озон из-за высвобождения галогенуглеродов и прерывания циклов P и N. Как указано здесь, атмосферная аэрозольная нагрузка является еще одним аспектом антропогенного химического загрязнения (Singh et al. 2017), а загрязнители окружающего воздуха являются причиной миллионов преждевременных смертей и обходятся во многие миллиарды долларов (West et al. 2016).

Ежегодно производятся тысячи новых химических веществ, большинство из которых не соответствуют действующим правилам оценки риска (Сала и Горальчик, 2013, Ван и др., 2020). Особенно неясно влияние смешанных загрязнителей (Heys et al., 2016, Konkel, 2017). Это связано с неадекватной методологией оценки взаимодействия химических смесей и факторов риска для здоровья человека (Heys et al. 2016), хотя воздействие смешанных загрязнителей на здоровье человека, вероятно, физиологически более значимо, чем воздействие любого отдельного загрязнителя (Карпентер Дэвид и др., 2002). Глобальное изменение климата, включая потепление и экстремальные климатические условия, усугубит воздействие на человека химических загрязнителей, присутствующих в почве и воде (Biswas et al. 2018). Эрозия и перенос загрязненной почвы по воздуху или подкисление почвы и воды, вызывающее мобилизацию токсичных тяжелых металлов (лоидов), являются двумя механизмами, с помощью которых это может произойти. В целом существует слишком долгая задержка между научным открытием проблем загрязнения и их последствий, а также принятием правил и мер по их уменьшению.

Вполне вероятно, что человечество приближается к опасному переломному моменту из-за выброса геогенных и антропогенных синтетических химикатов (Таблица 1, Таблица 2 и SI Box S1). Это поднимает вопрос о том, что до сих пор не было сделано никакой научно обоснованной оценки совокупного химического воздействия человечества на Землю и на здоровье человека. Этот пробел был подчеркнут Rockström et al. (2009), чья популярная диаграмма «глобальных границ» не смогла включить границу химических выбросов из-за отсутствия данных и подходящей методологии. Осведомленность общественности ограничена несколькими проблемами, включая тот факт, что токсичные химические вещества в настоящее время настолько широко рассеяны по биосфере Земли, что их происхождение невозможно отследить, что случаи отравления могут занять десятилетия, прежде чем их официально заметят, исследуют и докажут, что загрязнители не могут осознавать или быть хорошо подготовленными к борьбе с загрязнением, потребители и многие специалисты могут быть недостаточно осведомлены о рисках. Есть несколько местных инцидентов, анализ последствий которых может выявить недостаточность знаний о влиянии синтетических химикатов. Например, газовая катастрофа в Бхопале Union Carbide в 1984 году, когда уровни газообразных загрязнителей были настолько высоки, что люди умерли сразу после воздействия.

Следовательно, человечество не осознает, насколько оно близко или далеко от превышения способности Земли «поглощать» или безопасно перерабатывать наши общие химические выбросы, которые с каждым годом растут на многие миллиарды тонн. Это представляет собой потенциальный катастрофический риск для будущего человечества и заслуживает глобального научного изучения того же масштаба и срочности, что и усилия, направленные на борьбу с изменением климата.

8. Устранение потенциальных катастро-фических химических рисков

Доказательства, представленные здесь с использованием тщательного поиска для сопоставления литературы и баз данных по загрязнению, указывают на то, что человечество развязывает глобальный кризис из-за крупномасштабного химического загрязнения атмосферы, гидросферы, суши и биосферы Земли, столь же серьезного, как и изменение климата, но более непосредственно смертельного и разрушительного. здоровью и природе, чем это обычно понимается. Хотя полный масштаб загрязнения и токсичности еще предстоит точно определить, для решения этой проблемы предлагается ряд позитивных мер. Например, проекты по чистой энергетике и энергоэффективности по всему миру, а также растущие рынки возобновляемых источников энергии являются заметным прогрессом в наших усилиях по борьбе с выбросами ископаемого топлива, включая их токсичное воздействие (ЮНЕП, 2017).

Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) в своем докладе «Глобальная химическая перспектива» (ЮНЕП, 2019) предварительно призывает к «комплексной превентивной стратегии с участием многих заинтересованных сторон» . Ключевыми аспектами их стратегий являются набор мер реагирования на выявленные проблемы, связанные с воздействием химических веществ и рациональным регулированием химических веществ на «страновом и региональном уровне», «корпоративном уровне и гражданском обществе» и «международном уровне». Стратегии часто являются совместными среди заинтересованных сторон. В случае с EDC международная организация, Эндокринное общество, выступает за политику, основанную на науке и основанную на фактических данных. Одним из предложений по реализации такой стратегии является globalCARE Alliance™, научная инициатива, направленная на определение, количественную оценку, установление ограничений, помощь в очистке и разработку новых способов сдерживания растущего воздействия химического загрязнения на здоровье человека и окружающую среду (globalCARE 2021).

Мы предлагаем здесь ряд приоритетных стратегий по ограничению распространения химических веществ, которые, как известно, вредны для наших генов, питания и среды обитания:

• А.

  Отношение граждан или конечных пользователей

• я.

  Использовать интернет-технологии для повышения осведомленности и распространения знаний, которые дадут людям возможность перейти от равнодушных потребителей к «чистым агентам» глобальной экономики, основанной на «зеленом» производстве.

• ii.

  Настаивайте на профилактике болезней, а не на химических «лечениях» болезней, вызванных химическими веществами.

• iii.

  Распространять достоверную информацию о токсичности, которая легко доступна мировой общественности.

• iv.

  Более внимательно следите за окружающей средой, измеряйте уровни токсичных веществ и принимайте такие меры, как локализация и очистка загрязненных территорий или промышленных процессов.

• Б.

  Усилия продюсера

• я.

  Провести анализ рисков и преимуществ использования химических веществ в пищевой цепочке, выявить воздействие на здоровье и устранить токсичные вещества, включая наночастицы и фармацевтические препараты, из пищевой цепочки, систем водоснабжения, средств личной гигиены и товаров для дома.

• ii.

  Замените уголь, газ, нефть и другие виды ископаемого топлива чистой энергией. Замените пластик натуральными материалами. Замените нефтехимию на «зеленую химию».

• С.

  Реализация нормативно-правовой базы и политики

• я.

  Внедрить обязательные испытания на токсичность всех новых химикатов, промышленных веществ и основных потоков отходов в соответствии с Законом ЕС о регистрации, оценке, разрешении и ограничении использования химических веществ (REACH) и Законом США о контроле над токсичными веществами (TSCA), их поправками и научными обсуждениями.

• ii.

  Выполнение мандатов третьей сессии Ассамблеи ООН по окружающей среде (UNEA3) относительно химического загрязнения для достижения целей устойчивого развития (ЦУР) в сотрудничестве с организациями ООН, такими как Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО), Глобальное почвенное партнерство (GSP) и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)

• iii.

  Обучение ученых, медицинских и юридических специалистов, технологов, инженеров и представителей других ключевых профессий (например, экономистов, социологов, деятелей искусства и гуманитарных наук) их социальной и этической ответственности «прежде всего не наносить вреда» окружающей среде или здоровью человека.

• iv.

  Использовать прогрессивные налоги и рыночные меры, чтобы стимулировать промышленность получать прибыль за счет производства безопасной и безвредной продукции, а также продвигать «зеленую химию».

• в.

  В сотрудничестве с потребителями и производителями проводить аудит биоразнообразия Земли, экосистемных услуг и природного капитала, а также того, как на них влияют загрязнители.

• VI.

  Установить в качестве универсального права человека защиту от отравлений.

• VII.

  Определить «разумный» планетарный экологический след и установить запрет на превышение суверенными государствами определенного множителя разумного планетарного экологического следа.

Резкое увеличение выбросов химических веществ предполагает, что регулирование само по себе не может снизить или контролировать уровень причиняемого ими вреда. Подход, основанный на оценке риска, для оценки всех химических веществ и смесей может внести ценный вклад в международную политику по ограничению воздействия химических веществ (Siegrist and Bearth 2019). Однако проблема заключается в возможности сделать это для всех отдельных химических веществ, вызывающих озабоченность. Поэтому необходимо экономическое и социальное давление, чтобы заставить промышленность и потребителей изменить практику. ЮНЕП выступает за консенсусный подход «добровольных и юридически обязательных рамок для содействия рациональному регулированию химических веществ», несмотря на свидетельства того, что проблема становится хуже, а не лучше. Остается вопрос, насколько быстро и эффективно такие механизмы смогут контролировать растущие выбросы химических веществ во всем мире, особенно в странах, где регулирование слабое, чиновники коррумпированы, а промышленность мало или совсем не заботится о здоровье человека и экологической безопасности. Действительно, в отчете комиссии Фонда Рокфеллера-Ланцета за 2015 год по планетарному здоровью указано, что «экологические угрозы для человека и человеческой цивилизации будут характеризоваться неожиданностью и неопределенностью» (Whitmee et al., 2015), в то время как комиссия 2017 года подтвердила, что загрязнение является крупнейшая предотвратимая причина смерти в мире (Landrigan et al. 2018).

Если промышленность во всем мире не получит убедительных, четких экономических и нормативных сигналов о производстве чистых, безопасных и здоровых продуктов, она будет продолжать вести свою деятельность в обычном режиме (Хоу и Ок, 2019). Чтобы изменить ситуацию, необходимы скоординированные действия в глобальном масштабе. Мы предлагаем как можно скорее внедрить процесс глобального консенсуса, аналогичный тому, который сейчас действует в отношении изменения климата. Это будет многонациональная инициатива, поддержанная наукой и правительством, призванная определить, количественно оценить, установить ограничения, рекомендовать подходы к очистке и разработать новые способы сдерживания растущего потока химического загрязнения, наносящего вред здоровью человека и окружающей среде.

Как и в случае с изменением климата и чистой энергетикой, ключевой момент заключается в изменении поведения миллиардов людей, чтобы они, в свою очередь, могли изменить поведение своих правительств, промышленности и сограждан – «добродетельный круг жизни».

Авторы:
Рави Найду a b ,Бхабананда Бисвас b c 1 2,Ян Р. Уиллетт d,Джулиан Крибб и,Браджеш Кумар Сингх f,К. Пол Натанаил г,Фредерик Кулон ч,Кирк Т. Семпл и,Кевин С. Джонс и,Адам Барклай б,Роберт Джон Эйткен , Дж.К.