DDT: 140 let oslavovaného a zavrhovaného jedu

Jiří Patočka

     V tomto roce uplynulo 140 let od chvíle, kdy spatřil světlo světa první moderní insekticid, p,p´-dichlor-difenyl-1,1,1-trichlorethan, který všichni velmi dobře znají pod zkratkou DDT.  Tato látka byla syntetizována v roce 1874 německých chemikem Othmarem Zeidlerem, v rámci jeho doktorské disertační práce, v laboratořích Prof. Adolfa von Baeyera na Universitě ve Štrasburku. Syntéza vycházela ze snadno dostupných surovin - chlorbenzenu a chloralu.

Vstup na scénu

     Insekticidní vlastnosti DDT však byly objeveny mnohem později. Stalo se tak v laboratořích společnosti Geigy A.G. roce 1939, když  Švýcar  P.H. Muller byl pověřen hledáním prostředku proti molům šatním. Jeho objev byl oceněn roce 1948 Nobelovou cenou (Raju 1999). V roce 1940 byla látka patentována ve Švýcarsku jako prostředek proti obtížnému hmyzu, který působí škody na zemědělských plodinách, ohrožuje domácí i divoce žijící zvířata a přenáší nebezpečné choroby také na člověka. Průmyslová výroba DDT byla zahájena v roce 1942 a na trh se látka dostala pod označením Gesarol (pro ochranu rostlin) a Neocid (pro ochranu zdraví lidí). Na hmyz působí DDT jako kontaktní a požerový nervový jed. Ve srovnání s dřívějšími insekticidy bylo DDT mnohem účinnějším jedem a nalezlo proto široké uplatnění a nabylo velkého ekonomického významu.

     DDT sehrálo významnou úlohu i na bojištích 2. světové války. Armády USA a Velké Britanie používaly DDT jako vysoce účinný insekticid proti vši šatní  a komárům a tím zabránily vzniku epidemií nemocí, jejichž zárodky jsou těmito druhy hmyzu přenášeny. Od roku 1945 bylo DDT používáno celosvětově a je považováno za první moderní syntetický insekticid. Světová spotřeba DDT v letech 1940 až 1973 se pohybovala kolem  2 miliónů tun, z nichž více než 80% bylo použito v zemědělství.  U nás byl DDT  součástí mnoha přípravků používaných v zemědělství proti mandelince bramborové a jiným žravým škůdcům (Gesarol, Dynocit, Dykol, Aerosol, Neraemulze 30, Dibovin a další). Pod názvem Nerakain byl u nás vyráběn a používán přípravek s obsahem DDT proti vši dětské až do roku 1984.
     Období více než 60 let, které uplynuly od zavedení DDT do praxe, lze rozdělit do několika období. To prvé je možné charakterizovat jako období vzestupu, kdy přípravky na bázi DDT zcela ovládly boj se škůdci a o jejich nežádoucích účincích na životní prostředí a na člověka se ještě mnoho nevědělo nebo nechtělo vědět. Později dochází ke vzniku rezistence mnoha druhů hmyzu na DDT (Pal, Brown 1974) a začínají se objevovat varovné zprávy o jeho nebezpečných účincích na člověka a nastává období pádu DDT.  V současné době dochází k určitému přehodnocování nežádoucích účinků DDT na přírodu a člověka, zvažují se jeho rizika a benefit, takže současné období by se dalo označit jako období renesance.

Období vzestupu

     DDT se v krátké době stalo nejúspěšnějším insekticidem všech dob a jeho používání významným způsobem zasáhlo do života lidí na celém světě. Zachránilo miliony lidských životů před malárií a další miliony před smrtí hladem. Málokterá látka ovlivnila kvalitu života, zejména v rozvojovém světě,  tak významným způsobem jako DDT.
     Na rozhraní 50. a 60. let bylo DDT nejpoužívanějším insekticidem v ČSSR. Jeho roční spotřeba přesahovala 1000 t účinné látky a byla kryta z vlastní výroby. V zemědělské praxi se užívaly přípravky ve formě prášku (popraš), emulgovatelného a suspendovatelného koncentrátu a ve formě olejového roztoku, vhodného pro aplikaci ve formě aerosolu. DDT byl používán hlavně proti mandelince bramborové a dalším škůdcům v rostlinné výrobě, ovocnářství a zelinářství a také v lesním hospodářství. Různé přípravky na bázi DDT byly používány i proti hmyzu v živočišné výrobě i v medicíně.

Období pádu

     Na poklesu zájmu o DDT se podepsaly především četné nálezy rezistence hmyzu na tento insekticid (Ceccatti 2004), ale doslova drtivý úder mu v očích veřejnosti zasadila kniha Rachel Carsonové: Silent Spring (Mlčící jaro), vydaná v roce 1962 ve Spojených státech. Autorka v ní obvinila pesticidy a především DDT za zničujících účinků na přírodu a životní prostředí. Přestože chemické koncerny se všemožně snažily knihu bagatelizovat   a nebezpečnost DDT zlehčit, odezva veřejného mínění na katastrofickou vizi R. Carsonové byla obrovská. Přispěla nejen k zákazu používání DDT v USA v roce 1972 a později i jinde ve světě, ale také k založení The Environmental Protection Agency (EAP), která se dodnes významným způsobem podílí na ochraně přírody, životního prostředí a zdraví lidí. Postupně bylo používání DDT zakázáno ve většině zemí Evropy i jinde, což bylo ne vždy přijímáno uživateli s pochopením. Zejména v zemích, kde byl DDT používán pro ničení přenašečů malárie. Nové prostředky proti komárům nebyly účinnější než DDT, zato byly podstatně dražší. Např. u syntetických pyrethroidů v průměru třikrát  V současnosti je DDT vyráběno jen v několika málo zemích: v Číně, v Indii a donedávna ještě snad v i Mexiku (Wong eta l. 2005). Vyváží se ovšem také do některých rozvojových zemí, jejichž počet se odhaduje na dva tucty. Jeho spotřeba se však stále snižuje. Ještě v roce 1981 byla roční světová spotřeba DDT kolem 68 000 tun, v  roce 1990 to již bylo pouze 2 800 tun (Beard 2005).
      Je možné jen spekulovat, zda zákaz používání DDT zabránil úplné eradikaci malárie, či nikoliv. Faktem je, že uvedená choroba  i v dnešní době  stále ještě postihuje ve světě ročně zhruba 300 miliónů lidí (různé prameny udávají 200 až 500 miliónů). Z tohoto počtu je minimálně jeden milión případů ročně smrtelných, když opět určité prameny udávají počet někdy i více než dvojnásobný.

Období renesance

     Ve dnech 22.-23. května 2005 se ve Stockholmu konala ekologická konference OSN, na které byla přijata úmluva o zákazu nebo minimalizaci užívání dvanácti chemických látek označovaných jako POPs (Persistent Organic Pollutants). Tato Stockholmská konvence může ovlivnit velmi podstatně úspěšnost boje s jednou s nejvýznamnějších chorob současnosti – s malárií, protože mezi posuzovanými látkami bylo i DDT.
     Pro mnohé středoevropany může být překvapivé, že DDT stále hraje rozhodující roli v mnoha oblastech světa při potlačování přenašečů malárie. Z tohoto důvodu DDT, jako jediná látka z 12 posuzovaných, dostala na Stockholmské konferenci nikoliv generální pardon, ale přijatelnou výjimku, takže může být za určitých podmínek dále vyráběna a používána.
     Odhaduje se, že tato látka zachránila od doby svého zavedení do praxe mnoho desítek milionů lidí od smrti způsobené nemocemi, jejichž původci jsou přenášeni členovci nebo od smrti hladem z nedostatku potravin, které by jinak ještě na poli nebo později při skladování, zničily škodlivé druhy hmyzu. Nejčastěji je v této souvislosti  uváděn vztah DDT k malárii (Stapleton 2004). Např. v Indii se  průměrná délka života prodloužila díky protimalarickému programu za použití DDT z 32 let v roce 1948 na 52 let v roce 1970. Současně se snížil počet nemocných malárií v této zemi  ze 75 miliónů  (odhad pro rok 1951) na  50 000 případů v roce 1961 (Konradsen et al. 2004). Díky používání DDT se podařilo na mnoha místech zeměkoule malárii eradikovat nebo ji dostat pod kontrolu (Brown et al. 1976).
     Jako příklad neuváženého přerušení používání DDT v boji s malárií může sloužit Jihoafrická Republika. Národní protimalarický program se v roce 1996 vzdal používání DDT ve prospěch dražší, ale pro lidské zdraví méně nebezpečných syntetických pyrethroidů. Během následujících tří let se však např. v provincii KwaZulu-Natal znovu rozšířil nejvýzmmnější přenašeč malárie, komár Anopheles funestus, dnes již rezistentní i k pyrethroidům, jehož výskyt zde nebyl zaznamenán od 40. let minulého století, kdy se začalo s postřiky DDT (Mabaso et al. 2004). Dramaticky stoupl výskyt malárie a to i v dalších provinciích. Jihoafrická Republika byla nucena vrátit se v roce 2000 k postřikům DDT, protože nenašla jinou alternativu, z hlediska finančních možností a účinnosti.
     Jihoafrická Republika je považována za nejbohatší a pokud jde o uplatňování vědeckých poznatků i nejpokročilejší africkou zemí na jih od Sahary. Jestliže se ani taková země nedokáže obejít bez DDT, nelze to očekávat od chudých zemí s endemickou malárií jako je  např. Mozambik, Tanzanie, Kongo nebo Zimbabwe.

Co bude dál?

     Představuje DDT skutečné nebezpečí pro přírodu a pro lidstvo? Bylo jeho masové používání v 50. a 60. letech  minulého století neuváženým omylem, na nějž lidstvo dodnes doplácí? Byl jeho téměř celosvětový zákaz tím správným rozhodnutím? Nebo šlo o uspěchaný a nedomyšlený krok, za nějž dodnes platíme miliony zbytečně ztracených životů? Odpověď není jednoduchá (Neumannová a Patočka, 2005; O'Shaughnessy, 2008).
     Existují důvodná podezření, že tehdejší ředitel EAP rozhodl o zákazu DDT ve Spojených Státech i proti vůli odborníků vlastní organizace. Ti daný problém studovali několik měsíců a obrátili se na více než 120 předních vědců různých oborů a na základě jejich vyjádření došli k závěru, že DDT nepředstavuje  karcinogenní nebezpečí pro člověka, ani nebezpečí mutagenní či teratogenní. Jinými slovy – odpovědný činitel podlehl tlaku veřejného mínění a médií a jeho rozhodnutí bylo spíše politické než odborné.
     Pohled odborníků na knihu Silent Spring je převážně odsuzující. Převládá názor, že cílem knihy bylo vyvolat strach z pesticidů, obzvláště DDT, i když mnohá její obvinění byla z pohledu tehdejších i současných vědeckých znalostí naprosto neopodstatněná (Turusov et al. 2002). Nicméně všeobecné povědomí vnímá DDT jako neobyčejně stálou látku, která se ukládá v tucích, je karcinogenní a ohrožuje všechny živé organismy, především ptáky, u jejichž vajec se ztenčují skořápky, které při sezení ptáka na vejcích snadno praskají. Některé laboratorní testy prokazují karcinogenitu DDT, jiné nikoliv a situace je dosti nepřehledná (Sekihashi et al. 2002). Naproti tomu je dost známou skutečností, že z oněch tisíců profesionálních pracovníků, kteří prováděli v malarických oblastech postřiky proti komárům, prakticky bez jakýchkoliv ochranných pomůcek, někdo na otravu DDT nezemřel a nebyly u nich nalezeny příznaky otravy či zdravotní potíže, které by bylo možné dát do souvislosti s kontaktem s DDT (Mouchet 1994). Naopak zavedení alternativních pesticidů mělo v malarických oblastech, hlavně zpočátku, často doslova katastrofické následky v důsledku podcenění rizik nových insekticidů u personálu, což vedlo k mnoha smrtelným otravám.
     Také zeslabování skořápek ptačích vajec nebylo pravděpodobně důsledkem účinku DDT, protože nové experimenty a nová pozorování to neprokázaly (viz např. Blus et al. 1997; Falk et al. 2005). Ukázalo se však, že DDT má nepříznivý vliv na reprodukční funkce mnoha živočichů (Milton et al., 2011; Kamata et al., 2013).

Budeme DDT znovu tolerovat?

     DDT, podobně jako i další v přírodě perzistující organické látky, je pod silným tlakem mnoha environmentalisticky zaměřených organizací, které argumentují jeho nepříznivým vlivem na životní prostředí, ale i možnými důsledky na zdraví lidí. Např. nálezy reziduí DDT v mateřském mléce (např. Minh et al. 2004), vliv na imunitní a nervový systém živočichu apod. (např. Misumi et al. 2005; Erikson, Talts 2000).
     DDT je bezesporu velmi kontroverzní látka (Jarman a Ballschmiter, 2012). Na jedné straně existuje velký tlak environmentálně zaměřených odborníků na jeho zákaz, opírající se o výsledky výzkumu, které prokazují jeho nepříznivé účinky na přírodu a člověka (Al-Saleh et al., 2012; Kabasenche a Skinner, 2014), na straně druhé existuje snaha o jeho zachování, opírající se o studie prokazující benefit této látky (Bouwman et al., 2011; Pedercini et al., 2011).
     Více než 350 světově proslulých lékařů, ekonomů a vědců, včetně tří laureátů Nobelovy ceny již v roce 1999 podepsalo otevřený dopis, adresovaný delegátům konference v Johannesburgu, ve kterém důrazně varují před důsledky předčasného vyloučení některých insekticidů z boje s přenašeči malárie. Na stranu obhájců rozumného používání DDT se postavil i prestižní britský lékařský časopis The Lancet.
     Obě strany sporu však stále trvají na svém stanovisku. Jejich zástupci si také často na podporu svých stanovisek vybírají a citují jen ty odborné publikace, které podporují jejich argumenty. Takových i onakých prací existuje nepřeberné množství. Jen v databázi MEDLINE jsme k dnešnímu dni našli 11685 článků na klíčové slovo DDT, zatímco v roce 2005 to bylo „jen“ 6608 článku (Neumannová a Patočka, 2005). Ani jedna ze soupeřích stran proto nemá o potřebné argumenty nouzi.

Literatura
Al-Saleh I, Al-Doush I, Alsabbaheen A, Mohamed Gel D, Rabbah A. Levels of DDT  and its metabolites in placenta, maternal and cord blood and their potential influence on neonatal anthropometric measures. Sci Total Environ. 2012; 416: 62-74.
Beard J. DDT and human health. Sci. Total. Environ. 2005 May 12 (Epub ahead of print.
Blus LJ, Wiemeyer SN, Bunck CM. Clarification of effect of DDE on shell thickness, size, mass, and shape of avian eggs. Environ. Pollut. 1997; 95: 67-74.
Bouwman H, van den Berg H, Kylin H. DDT and malaria prevention: addressing the paradox. Environ Health Perspect. 2011; 119(6): 744-747.
Brown AW, Haworth J, Zahar AR. Malaria eradication and control from a global standpoint. J Med Entomol. 1976; 13: 1-25.
Ceccatti JS. Biology in the chemical industry: scientific approaches to the problem of insecticide resistance, 1920s – 1960s. Ambix 2004; 51: 135-147.
Ericsson P, Talts U. Neonatal exposure to neurotoxic pasticides increases adult suscptibility: a review of current findings. Neurotoxicology 2000; 21: 37-47.
Falk K, Miller S, Mattox WG. A long-term increase in eggshell thickness of Greenlandic Peregrine Falcons Falco peregrinus tundrius. Sci Total Environ. 2005 May 7 (Epub ahead of print).
Jarman WM, Ballschmiter K. From coal to DDT: the history of the development of the pesticide DDT from synthetic dyes till Silent Spring. Endeavour. 2012; 36(4): 131-142.
Kabasenche WP, Skinner MK. DDT, epigenetic harm, and transgenerational environmental justice. Environ Health. 2014; 13: 62.
Kamata R, Shiraishi F, Takahashi S, Shimizu A, Nakajima D, Kageyama S, Sasaki  T, Temma K. Effects of transovarian exposure to p,p'-DDT and p,p'-DDE on avian reproduction using Japanese quails. J Toxicol Sci. 2013; 38(6): 903-912.
Konradsen F, van der Hoek W, Amerasinghe FP, Mutero C, Boelee E. Engineering and malaria kontrol: learning from the past 100 years. Acta Trop. 2004; 89: 99-108.
Mabaso ML., Sharp B, Lengeler C. Historical review of malarial control in southern African with emphasis on the use of indole residua house-spraying. Trop. Med Int Health 2004; 9: 846-856.
Milton M, Ambrose K, Abraham C, Charles N, Kiriamiti K. Dichlorodiphenyl trichloroethane (DDT) and its observed effects on body functions in vertebrates.  East Afr J Public Health. 2011; 8(4): 271-274.
Minh NH, Someya M, Minh TB. et al. Persistent organochlorine residues in human breast milk from Hanoi and Hochiminh City, Vietnam: contamination, accumulation kinetics and risk assessment for infants. Environ Pollut. 2004; 129: 431-441.
Misumi I, Vella AT., Leong JA, Nakanishi T, Schreck CB. p,p'-DDE depresses the immune competence of chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) leukocytes. Fish Shellfish Immunol. 12005; 9: 97-114.
Mouchet J. DDT and public health (Article in French). Sante 1994; 4: 257-262.
Neumannová K, Patočka J. DDT: Pohnutá historie jednoho jedu. Kontakt 2005; 7(3-4): 344-348.
O'Shaughnessy PT. Parachuting cats and crushed eggs the controversy over the use of DDT to control malaria. Am J Public Health. 2008; 98(11): 1940-1948.
Pedercini M, Movilla Blanco S, Kopainsky B. Application of the malaria management model to the analysis of costs and benefits of DDT versus non-DDT malaria control. PLoS One. 2011; 6(11): e27771.
Pal R, Brown AW. Probleme of insecticide resistence. Z Parasitenkd. 1974; 45: 211-219.
Raju TN. The Nobel cronicles. 1948: Paul Hermann Muller (1899-1965). Lancet 1999; 353: 1196.
Sekihashi K, Yamamoto A, Matsumura Y, Ueno S, Watanabe-Akanuma M, Kasaje F, Knasmuller S, Tsuda S, Sasaki YF. Komparative investigation of multiple organ of mice and rats in the comet essay. Mutat Res. 2002; 517: 53-75.
Stapleton DH. Lessons of history? Anti-malaria strategie of the International Health Board and the Rockeffeler Foundation from the 1920s to the era of DDT. Public Health Rep. 2004; 119: 206-215.
Turusov V, Dakotsky V, Tomatis L. Dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT): ubiquity, persistence, and risk. Environ. Health Prospekt. 2002; 110: 125-128.
Wong MH, Leung AO, Chan JK, Choi MP. A review on the usage of POP pesticides in China, with emphasis on DDT loadings in human milk. Chemosphere 2005; 60, 740-752.